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留岩体免遭破坏;光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体,然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包,将光爆层炸除,形成一个平整的开挖面。
预裂爆破和光面爆破在坝基、边坡和地下洞室岩体开挖中获得了广泛应用。(一)成缝机理
预裂爆破和光面爆破都要求沿设计轮廓产生规整的爆生裂缝面,两者成缝机理基本一致。现以预裂缝为例论述它们的成缝机理。
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f预裂爆破采用不耦合装药结构,其特征是药包和孔壁间有环状空气间隔层,该空气间隔层的存在削减了作用在孔壁上的爆炸压力峰值。因为岩石动抗压强度远大于抗拉强度,因此可以控制削减后的爆压不致使孔壁产生明显的压缩破坏,但切向拉应力能使炮孔四周产生径向裂纹。加之孔与孔间彼此的聚能作用,使孔间连线产生应力集中,孔壁连线上的初始裂纹进一步发展,而滞后的高压气体的准静态作用,使沿缝产生气刃劈裂作用,使周边孔间连线上的裂纹全部贯通成缝。(二)质量控制标准
1)开挖壁面岩石的完整性用岩壁上炮孔痕迹率来衡量,炮孔痕迹率也称半孔率,为开挖壁面上的炮孔痕迹总长与炮孔总长的百分比率。在水电部门,对节理裂隙极发育的岩体,一般应使炮孔痕迹率达到10%~50%;节理裂隙中等发育者应达50%~80%;节理裂隙不发育者应达80%以上。围岩壁面不应有明显的爆生裂隙。
2)围岩壁面不平整度(又称起伏差)的允许值为±15cm。3)在临空面上,预裂缝宽度一般不宜小于1cm。实践表明,对软岩(如葛洲坝工程的粉砂岩),预裂缝宽度可达2cm以上,而且只有达到2cm以上时,才能起到有效的隔震作用;但对坚硬岩石,预裂缝宽度难以达到1cm。东江工程的花岗岩预裂缝宽仅6mm,仍可起到有效隔震作用。地下工程预裂缝宽度比露天工程小得多,一般仅达03~05cm。因此,预裂缝的宽度标准与岩性及工程部位有关,应通过现场试验最终确定。影响轮廓爆破质量的因素,除爆破参数外,主要依赖于地质条件和钻孔精度。这是因为爆生裂缝极易沿岩体原生裂隙、节理发展,而钻孔精度则是保证周边控爆质量的先决条件。(三)参数设计预裂爆破和光面爆破的参数设计一般采用工程类比法,并通过现场试验最终确定。(1)预裂爆破参数1)孔径明挖工程为70~165mm;隧洞开挖为40~90mm;大型地下厂房为50~110mm。2)孔距与岩石特性、炸药性质、装药情况、开挖壁面平整度要求和孔径大小有关。孔距一般为孔径的7~12倍。爆破质量要求高、岩质软弱、裂隙发育者取小值。3)装药不偶合系数不偶合系数指炮孔半径与药卷r
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