1平頂山隧道施工工藝及特點(diǎn)
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(chǎn)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(qiáng)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(chǎn)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(jié)構(gòu)、網(wǎng)路敷設(shè)、起爆順序及微差間隔時間等參數(shù)的設(shè)計都不變，所不同的只是在炮孔內(nèi)增加水袋和填堵炮泥，在炸藥爆炸產(chǎn)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(jìn)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(yīng)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(chǎn)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(fù)合水壓爆破復(fù)合水壓爆破又叫封堵靈水壓復(fù)合爆破。該施工技術(shù)是對水壓爆破施工中使用的封堵材料進(jìn)行的改進(jìn)，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(yīng)，快速膨脹固化，從而達(dá)到快速封堵炮眼的目的。1.4炮泥加工工藝主要設(shè)備：炮泥機(jī)。炮泥原料的準(zhǔn)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(yīng)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(shè)備：封口機(jī)。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(jī)”制作水袋，每小時可加工500~700袋。
2平頂山隧道爆破設(shè)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(shè)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(diǎn)為平頂山隧道左洞，采集點(diǎn)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(jìn)尺約40m，每循環(huán)鉆孔深度3.8m，實際循環(huán)進(jìn)尺范圍3.18～3.62m，平均循環(huán)進(jìn)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(diǎn)為平頂山隧道右洞，采集點(diǎn)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(jìn)尺約35.5m，每循環(huán)鉆孔深度3.8m，實際循環(huán)進(jìn)尺范圍3.33～3.69m，平均循環(huán)進(jìn)尺3.54m。3.3復(fù)合水壓爆破復(fù)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(diǎn)為平頂山隧道右洞，采集點(diǎn)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(jìn)尺約37.5m，每循環(huán)鉆孔深度3.8m，實際循環(huán)進(jìn)尺范圍3.67～3.78m，平均循環(huán)進(jìn)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(chǔ)，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(fù)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(fēng)時間縮短38%，復(fù)合爆破的通風(fēng)時間縮短75%。從開始鉆孔到出渣結(jié)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(fù)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(fù)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(fù)合水壓爆破降塵率為68.2%。常規(guī)爆破的平均循環(huán)進(jìn)尺為3.36m，水壓爆破的平均循環(huán)進(jìn)尺為3.54m，封堵靈水壓復(fù)合爆破的平均循環(huán)進(jìn)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(fù)合爆破的炮眼殘留率提高了107%。3.5經(jīng)濟(jì)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(jìn)尺0.18m，平均每m3爆破節(jié)省炸藥0.13kg，通風(fēng)時間縮短了14min。根據(jù)常規(guī)爆破和復(fù)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(jìn)尺0.37m，平均每m3爆破節(jié)省炸藥0.17kg，通風(fēng)時間縮短了26min。
