1平頂山隧道施工工藝及特點

1.1常規(guī)爆破常規(guī)爆破泛指炮孔無回填堵塞或僅用紙殼堵塞的施工爆破。藥卷一旦被起爆，則在藥卷中產生的爆轟波，爆轟波一是沿炮眼徑向傳播，在炮眼無回填堵塞時，強度降低從而消弱對圍巖的破碎。二是炸藥爆破在炮眼中除產生爆轟波作用之外，還有爆破氣體膨脹作用，由于無堵塞膨脹氣體很迅速從炮眼口沖出。1.2水壓爆破水壓爆破與常規(guī)爆破相比大致相同，即鉆孔方式、炮眼布置、炮眼數(shù)量、炮眼深度、裝藥結構、網路敷設、起爆順序及微差間隔時間等參數(shù)的設計都不變，所不同的只是在炮孔內增加水袋和填堵炮泥，在炸藥爆炸產生的沖擊波作用下利用水密封作用來減少能量損失，增加其有效能量，水袋中的水分形成霧狀以提高排煙除塵的目的。隧道掘進水壓爆破由于炮眼中一定位置有一定量的水并用炮泥回填堵塞，與炮眼無回填相比，最能有效利用應力波和膨脹氣體的作用破碎巖石，此外由于炮眼中有水還會產生“水楔”和“水霧化”作用，不但有利于破碎巖石，還可降低爆破粉塵，稀釋有毒氣體的作用。1.3復合水壓爆破復合水壓爆破又叫封堵靈水壓復合爆破。該施工技術是對水壓爆破施工中使用的封堵材料進行的改進，采用封堵靈替換炮泥，使炮眼封堵效果更加顯著，使用更加便捷。封堵靈屬于一種新型的快速封堵膨固材料，采用A、B料接觸反應，快速膨脹固化，從而達到快速封堵炮眼的目的。1.4炮泥加工工藝主要設備：炮泥機。炮泥原料的準備：炮泥主要采用黏土、砂和水三種材料。加工炮泥的前一天，應把已篩好的黏土、砂和水按重量配比人工拌和好，第二天制作成的炮泥比臨時拌和的柔韌性更好。1.5水袋加工工藝主要設備：封口機。塑料袋為通用的聚乙烯塑料制成，厚0.8mm，直徑35mm，長度200mm，塑料袋是由塑料加工廠加工制成，使用自動灌水、自動封口的“封口機”制作水袋，每小時可加工500~700袋。

2平頂山隧道爆破設計

平頂山隧道試驗研究時為Ⅳ圍巖，斷面型式為S4a1，斷面面積為91.42m2。S4a1的常規(guī)鉆爆設計為：采用楔形掏槽，全斷面炮孔數(shù)共計126個（含周邊眼），鉆孔深度3.8m，總計裝藥量290kg。

3平頂山隧道爆破采集與分析

3.1常規(guī)爆破常規(guī)爆破為炮孔無回填堵塞，數(shù)據(jù)采集點為平頂山隧道左洞，采集點斷面面積91.42m2，斷面型式S4a1，采集循環(huán)數(shù)為12個，采集里程L1K125+489～L1K125+449，累計爆破進尺約40m，每循環(huán)鉆孔深度3.8m，實際循環(huán)進尺范圍3.18～3.62m，平均循環(huán)進尺3.36m。3.2水壓爆破水壓爆破為炮孔水袋回填加炮泥堵塞，數(shù)據(jù)采集點為平頂山隧道右洞，采集點斷面面積91.42m2，斷面型式S4a1，采集循環(huán)數(shù)為10個，采集里程K125+481～K125+445.5，累計爆破進尺約35.5m，每循環(huán)鉆孔深度3.8m，實際循環(huán)進尺范圍3.33～3.69m，平均循環(huán)進尺3.54m。3.3復合水壓爆破復合水壓爆破為炮孔水袋回填加“封堵靈”堵塞，數(shù)據(jù)采集點為平頂山隧道右洞，采集點斷面面積91.42m2，斷面型式S4a1，采集循環(huán)數(shù)為10個，采集里程K125+445.5～K125+408，累計爆破進尺約37.5m，每循環(huán)鉆孔深度3.8m，實際循環(huán)進尺范圍3.67～3.78m，平均循環(huán)進尺3.73m。3.4數(shù)據(jù)分析參考平頂山隧道左右洞的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以循環(huán)平均值作為比較基礎，與常規(guī)爆破相比，水壓爆破單位耗藥量節(jié)省炸藥14.3%，復合爆破節(jié)省炸藥量18.7%。相對于常規(guī)爆破，水壓爆破的通風時間縮短38%，復合爆破的通風時間縮短75%。從開始鉆孔到出渣結束，常規(guī)爆破的平均循環(huán)時間為557min，水壓爆破的平均循環(huán)時間為558min，封堵靈水壓復合爆破平均循環(huán)時間為533min，整體循環(huán)時間縮短。水壓爆破的水袋用量為350～450根水袋，復合水壓爆破的水袋用量為500～600根。相對于常規(guī)爆破來說，水壓爆破降塵率為50.8%，復合水壓爆破降塵率為68.2%。常規(guī)爆破的平均循環(huán)進尺為3.36m，水壓爆破的平均循環(huán)進尺為3.54m，封堵靈水壓復合爆破的平均循環(huán)進尺為3.73m。相對于無封堵的常規(guī)爆破來說，水壓爆破的炮眼殘留率提高了103%，復合爆破的炮眼殘留率提高了107%。3.5經濟分析根據(jù)常規(guī)爆破和水壓爆破采集數(shù)據(jù)的對比，在斷面面積、炮眼布置和鉆孔深度相同的前提下，水壓爆破比常規(guī)爆破平均每循環(huán)多進尺0.18m，平均每m3爆破節(jié)省炸藥0.13kg，通風時間縮短了14min。根據(jù)常規(guī)爆破和復合爆破采集數(shù)據(jù)的對比，在斷面面積、炮眼布置和鉆孔深度相同的前提下，水壓爆破比常規(guī)爆破平均每循環(huán)多進尺0.37m，平均每m3爆破節(jié)省炸藥0.17kg，通風時間縮短了26min。