[1]赵海涛①,杨贤②,刘丙宇①,等.隧道水封爆破装药结构的优化与应用[J].爆破器材,2026,55(01):45-54.[doi:10.3969/j.issn.1001-8352.2026.01.007]
　ZHAO Haitao,YANG Xian,LIU Bingyu,et al.Optimization and Application of Charging Structure in Water-Sealed Blasting of Tunnels[J].EXPLOSIVE MATERIALS,2026,55(01):45-54.[doi:10.3969/j.issn.1001-8352.2026.01.007]
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隧道水封爆破装药结构的优化与应用()

《爆破器材》[ISSN:1001-8352/CN:32-1163/TJ]

卷:
55
期数:
2026年01
页码:
45-54
栏目:
爆破技术
出版日期:
2026-01-19

文章信息/Info

Title:
Optimization and Application of Charging Structure in Water-Sealed Blasting of Tunnels
文章编号:
6023
作者:
赵海涛①; 杨贤②; 刘丙宇①; 张彦龙①; 高文学②; 张小军②
①北京建工路桥集团有限公司（北京，100123）
②北京工业大学建筑工程学院（北京，100124）
Author(s):
ZHAO Haitao①;  YANG Xian②;  LIU Bingyu①;  ZHANG Yanlong①;  GAO Wenxue②;  ZHANG Xiaojun②
① BCEG Road and Bridge Construction Group Co., Ltd. (Beijing, 100123)
② College of Architecture and Civil Engineering, Beijing University of Technology (Beijing, 100124)
关键词:
水封爆破; 水介质比; Starfield 迭代法; 爆破损伤; 工程应用
分类号:
TJ510; TD235.36
DOI:
10.3969/j.issn.1001-8352.2026.01.007
文献标志码:
A
摘要:
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。

参考文献/References:

［1］武永博. 勐省隧道水压光面爆破参数优化与应用［D］. 昆明: 昆明理工大学, 2023.

WU Y B. Mengsheng Tunnel hydraulic smooth blasting parameter optimization and application ［D］. Kunming： Kunming University of Science and Technology, 2023.
［2］支有, 许万敏, 甘会莲, 等. 轴向全孔水间隔光面爆破参数研究［J］. 公路, 2024, 69(12): 466-473.
ZHI Y, XU W M, GAN H L, et al. Study on the parameters of axial full-hole water-interval smooth blasting ［J］. Highway, 2024, 69(12): 466-473.
［3］刘江超, 高文学, 张声辉, 等. 水间隔装药孔壁爆炸应力分布规律［J］. 兵工学报, 2021, 42(12): 2646-2654.
LIU J C, GAO W X, ZHANG S H, et al. Distribution law of explosion stress on hole wall of water interval charge ［J］. Acta Armamentarii, 2021, 42(12): 2646-2654.
［4］蔡永乐, 付宏伟. 水压爆破应力波传播及破煤岩机理实验研究［J］. 煤炭学报, 2017, 42(4): 902-907.
CAI Y L, FU H W. Experimental study on hydraulic blasting stress wave propagation and coal broken mechanism ［J］. Journal of China Coal Society, 2017, 42(4): 902-907.
［5］王立川, 张学民, 马明正, 等. 隧道爆破水介质轴向不耦合装药振动规律三维数值模拟研究［J］. 现代隧道技术, 2018, 55(2): 96-102, 120.
WANG L C, ZHANG X M, MA M Z, et al. 3D numerical simulation of tunnel blasting vibration laws under axial uncoupled charge with water medium ［J］. Modern Tunnelling Technology, 2018, 55(2): 96-102, 120.
［6］李桐, 陈明, 叶志伟, 等. 不同耦合介质爆破爆炸能量传递效率研究［J］. 爆炸与冲击, 2021, 41(6): 062201.
LI T, CHEN M, YE Z W, et al. Study on the energy transfer efficiency of explosive blasting with different coupling medium ［J］. Explosion and Shock Waves, 2021, 41(6): 062201.
［7］牟杰, 王仲琦, 于成龙. 耦合介质对炸药震源爆炸地震波能量和主频影响规律试验研究［J］. 兵工学报, 2014, 35(增刊2): 115-121.
MU J, WANG Z Q, YU C L. Experimental study of characteristics of energy and basic frequency of seismic waves generated by explosion in soil with different coupling media ［J］. Acta Armamentarii, 2014, 35(Suppl.2): 115-121.
［8］冯涵, 张学民, 王立川, 等. 隧道钻爆法水封装药结构爆破引起振动计算分析［J］. 振动与冲击, 2020, 39(7): 93-100, 124.
FENG H, ZANG X M, WANG L C, et al. Calculation and analysis for water-sealed charge structure blasting vibration in tunnel drilling and blasting construction ［J］. Journal of Vibration and Shock, 2020, 39(7): 93-100, 124.
［9］汪大为, 王志亮, 汪书敏. 基于RHT本构的隧道爆破参数优化与振动损伤数值研究［J］. 水文地质工程地质, 2023, 50(6): 129-136.
WANG D W, WANG Z L, WANG S M. Numerical study of tunnel blasting parameter optimization and vibration damage based on the RHT constitutive model ［J］. Hydrogeology & Engineering Geology, 2023,50(6): 129-136.
［10］向文飞, 舒大强, 朱传兵. 基于Starfield迭加法的条形药包爆炸应力场分析［J］. 爆炸与冲击, 2004, 24(5): 437-442.
XIANG W F, SHU D Q, ZHU C B. Analysis of blast stress field of linear explosive charge based on Starfield superposition method ［J］. Explosion and Shock Waves, 2004, 24(5): 437-442.
［11］ABRAHAMSON G R. Book reviews: the dynamics of explosion and its use ［J］. Journal of Applied Mechanics, 1980, 47(1): 218.
［12］胡冬冬. 隧道掘进水封爆破技术研究［D］. 武汉: 武汉理工大学, 2013.
HU D D. Study on water seal blasting technology in tunnel ［D］. Wuhan: Wuhan University of Technology, 2013.
［13］GRADY D E, KIPP M E. Continuum modelling of explosive fracture in oil shale ［J］. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 1980, 17(3):147-157.
［14］刘亮, 卢文波, 陈明, 等. 钻爆开挖条件下岩体临界破碎状态的损伤阈值统计研究［J］. 岩石力学与工程学报, 2016, 35(6): 1133-1140.
LIU L, LU W B, CHEN M, et al. Statistic damage threshold of critical broken rock mass under blasting load ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2016, 35(6): 1133-1140.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2025-03-10
基金项目：爆破工程湖北省重点实验室开放基金(BL2021-23)
第一作者：赵海涛(1981—)，男，高级工程师，主要从事隧道施工技术方面的研究。E-mail: 1595938295@qq.com
更新日期/Last Update: 2026-01-19