为提高冻土爆破效率,采用新型聚能爆破穿孔技术,利用专业爆破软件对冻土进行爆破穿孔数值模拟,结合冻土聚能穿孔和爆破试验验证,研究解决冻土穿孔和抛土爆破的关键技术难题。验证结果表明:数值模拟能取得聚能爆破的近似结果,使用球缺形及新型材料制作的聚能穿孔器有利于对冻土的侵彻,形成的直筒形爆破孔能够满足装药爆破、特别是串联随进型装药爆破的要求,而且可通过变换炸高适当调整穿孔深度,在接近于冻土和非冻土界面处装药爆破可取得更有利的爆坑形状。

针对多年连续冻土区冻土特有的物理力学性质,结合生产经验,对多年冻土区露天矿爆破技术,从钻孔设备和爆破器材选择、孔网参数确定、施工管理等方面进行了总结。

结合青藏铁路的建设,进行了一系列球状药包爆破漏斗试验、柱状药包爆破漏斗试验和中深孔爆破开挖试验,得出青藏高原冻土爆破的最佳爆破参数、药包最佳比值深度和漏斗最大比值体积。再与Simpson,Simth和Morgonstern等人的天然冻土爆破试验数据进行综合分析比较。分析了岩石、不同类型的天然冻土和黄土的爆破漏斗形状。最后,研究分析天然冻土爆破特性和冻土物理力学指标的关系,得出当冻土温度变化不大时冻土爆破特性不能用单一的冻土物理力学指标表示,而应该用冻土的密度ρ、纵波速度C、颗粒平均尺寸D50和总含水率w的复合指标ρCW/D50表示。通过研究分析,发现复合指标ρCW/D50的值越大,冻土越难爆。

在青藏高原多年冻土区的铁路建设中,大量多年高含冰量冻土需要爆破开挖。国内外科研人员针对多年高含冰量冻土的爆破研究较少。对青藏高原沱沱河地区某一高含冰量冻土爆破漏斗的试验和爆破试验方法进行了研究。通过研究冻土特性、装药量和爆破深度之间的关系,得出了单位药包的最佳埋深、最大体积,进而推导出了最佳爆破参数。

青藏铁路建设中 ,遇到大量多年高含冰量冻土需要爆破开挖 ,但是 ,对多年高含冻量冻土的研究在国内外较少 ,可用于参考的文献不多。本文在青藏线某一高含冰量冻土地段 ,进行了爆破漏斗试验 ,在此基础上得出单位药包的最佳埋深、最大体积 ,进而推出最佳爆破参数

依据 70年代在青藏高原风火山和清水河试验场进行的爆破试验成果 ,提出了高原冻土地区路堑爆破开挖应遵循快速施工 ,爆破作业要重视保护生态环境 ,以及在恶劣气候条件下确保爆破安全的基本原则。阐述了实现上述原则的主要技术对策是 :①选择确定合理的一次爆破规模 ;努力提高爆破钻孔与成孔效率 ;优化爆破设计参数 ,做到路堑一次爆破成型 ;做好施工组织设计 ,实现不间断高效作业。②严格控制爆破开挖在设计界限内进行 ;努力避免爆破开挖对工点周围生态环境的破坏 ;在施工中采取措施 ,减少冻土的热融。③采用防水抗冻爆破器材 ,提高爆破的准爆率 ;确保高原雷电气象环境下爆破器材的安全 ;高度重视高原冻土爆破作业的施工安全