隧道水封爆破装药结构的优化与应用OA

采用水封爆破进行隧道掘进时,不同水介质比和装药结构对爆破效果影响显著。基于Starfield迭代法,推导了水封爆破时炮孔孔壁冲击压力的理论计算公式。采用数值模拟,进一步研究了水封爆破时不同装药结构对孔壁冲击压力的影响和围岩的损伤特征。基于最优装药结构,进行了现场爆破试验。研究表明:不同水介质比下,孔壁压力的变化规律相似,呈先增大、后减小、最后趋于稳定的变化趋势。其中,孔壁压力在装药段最大;且随着与炸药和水介质交界面距离的增大,孔壁压力逐渐减小。水介质的存在可以减缓爆炸应力波的衰减,提高炸药能量的利用率。随着水介质比的增大,围岩损伤逐渐降低。水介质比介于0.2~0.3时,可有效提高破岩效率。相比于孔口水间隔装药与孔底水间隔装药,两端水间隔装药爆破后岩体破碎均匀,爆破效果良好。