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2025-09-29
护壁爆破技术：单侧保护岩体的爆破方案
【摘要】：对于隧道掘进或边坡开挖等爆破，要求自由面一侧的岩体破碎，另一侧完好无损，因此可以采用仅对保留一侧岩体进行保护的单侧护壁爆破技术。爆炸气体直接作用于孔壁，还容易产生“气楔”作用，增加爆破损伤程度。由此可见，无护壁半圆形套管一侧的孔壁岩体在较高的应力波峰值和高温高压的爆轰气体“气楔”作用下容易破坏，而护壁半圆形套管一侧的孔壁岩体受到保护。
对于隧道掘进或边坡开挖等爆破，要求自由面一侧的岩体破碎，另一侧完好无损，因此可以采用仅对保留一侧岩体进行保护的单侧护壁爆破技术。按照对保留岩体要求的不同可分为单侧单层、双层和多层护壁爆破技术。
1. 无护壁半圆形套管一侧爆破作用
设药包置于不耦合装药中心。
（1）应力波作用。
无护壁半圆形套管的一侧爆破冲击波和爆炸气体直接作用于孔壁，类似于普通光面爆破。孔壁岩体受到较大的切向拉应力波峰值和径向压应力波峰值[3]：
式中：σθmax—— 切向拉应力波峰值；
b—— 与介质泊松比和应力波传播距离有关的系数，爆炸近区的b 值较大，约等于1，随距离增大，b 值迅速减小，孔壁位于爆炸近区，可取b =1；
σθmax—— 径向压应力波峰值；
P2—— 普通光面爆破作用在孔壁上的初始径向应力波峰值。
（2）爆炸气体作用。
孔壁受到较大的准静态应力为：
式中： PP—— 普通光面爆破作用在炮孔壁的准静态压力。(https://www.chuimin.cn)
爆炸气体直接作用于孔壁，还容易产生“气楔”作用，增加爆破损伤程度。
2. 护壁半圆形套管一侧的爆破作用
孔壁初始拉应力峰值和准静态应力可按下式计算[3]。
式中：σθmax—— 切向拉应力峰值；
σr(θ)—— 套管接触的孔壁准静态应力；
rb—— 半圆套管的内半径；
δ —— 半圆套管的厚度；
ν —— 半圆套管或岩石的泊松比；
r—— 距装药中心的距离；
套管同样起到阻碍防止爆炸气体“楔入”孔壁岩体的护壁作用。
由此可见，无护壁半圆形套管一侧的孔壁岩体在较高的应力波峰值和高温高压的爆轰气体“气楔”作用下容易破坏，而护壁半圆形套管一侧的孔壁岩体受到保护。
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