地下工程施工技术问答
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74.“五大孔掏槽”是怎么回事?它的主要优缺点是什么?

“五大孔掏槽”是秦岭铁路隧道施工单位在掘进实践中优选出的深孔直眼掏槽方法。围岩为花岗岩,掘进断面为33.5m2,掘进效率达到独头月进尺402m,炮孔利用率90%~96%。“五大孔掏槽”的掏槽孔布置见图4—10,装药参数见表4—2。

有的单位直接按此方式掏槽,将1号孔装直径70mm的特制药卷,其余孔装直径35的药卷,对角2个空孔装2卷直径35mm抛渣药,也取得了很好的效果。在石灰岩中掘进几百米,炮孔深度4.7~4.9m,几乎每炮的进尺都在4.3m以上。因而扩大孔、周边孔等爆破效果都很好,上级在该工点召开现场会,推广了他们的深孔光爆掘进经验。

图4—10 五大孔掏槽眼实例(单位:mm)

表4—2 五大孔掏槽装药参数

分析五大孔掏槽的成功之处,可以更进一步有效地帮助大家理解直眼掏槽爆破的原理。

(1)在300mm×300mm的范围内,钻凿5个直径100mm的大孔,中心1个为装药孔,其余4个为空孔,中心装药孔与4个空孔的距离为2.1倍的空孔直径,可谓够密,虽然属图4—5中的“破碎”范畴,但它是1个装药孔对应4个大空孔起爆,当然能达到“破碎抛离”的效果。

(2)从纯理论角度分析,第1段1个1号孔爆下的石渣每延米为0.066m3,而5个大孔的体积为0.039m3,两者之比为1.69,也就是说,可以满足碎胀系数为1.69时的膨胀余量。

第3段4个孔起爆后,形成槽腔的总面积(每延米则为体积)为0.18m2,扣除第1段中心孔爆后槽腔面积0.09m2后,仍有0.09m2,两者正好相差1倍。这就是说可以满足碎胀系数为2.00时的膨胀余量。第5~7段也都是这个标准,所以,它爆下的石渣绝对不存在“挤死”、“冻结”的可能,能够顺利地抛出去。

(3)中心5个大孔虽然孔与孔的中心距离为212mm,好像是大于了1.5ϕ的前述“破碎抛离”的理论要求,但是,由于其装药量大且集中,又是4个中空孔对应1个起爆药孔,钻孔稍有偏差,也不致影响掏槽效果,加之碎胀要求也没问题,掏槽成功当是必然。

(4)推算第1响的装药长度约4.15m,其余各孔的装药长度约3.85m,虽然按通常原理稍嫌偏短,但由于第一响能有把握地掏出中心第一槽腔,实践证明,堵塞长度稍长一点也是可行的。

五大孔掏槽的循环进尺和月进尺都如此之好,为什么还和其他大中空孔掏槽一样,不大容易被大家接受呢?这主要是凿岩台车操作手嫌钻大孔太慢(4m深以上的炮孔,每个约0.5h),还需更换钻头,太麻烦。不言而喻,从综合进尺和效益看,这个观点是站不住脚的。

另外,从第67问“隔”的观点看,实例中的3段、5段雷管分别改为4段、6段更为合适(其他类推)。

还有,根据我们的实践,除1号孔外,其余孔改直径40mm药卷为35mm药卷,也能取得很好的效果,可以节省不少炸药。