Assessing the effects of joint orientation and rock mass quality on fragmentation and overbreak in tunnel blasting

• Published in: Tunnelling and underground space technology Vol. 9; no. 4; pp. 471 - 482
• Main Authors: Chakraborty, A.K., Jethwa, J.L., Paithankar, A.G.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Oxford Elsevier Ltd 01.10.1994; Elsevier
• Subjects: Applied sciences; Buildings. Public works; Exact sciences and technology; Tunnels, galleries; Discontinuity; Transverse profile; Presplitting (rock); In situ test; Rock mass; Orientation; Optimization; Fragmentation; Influence; Tunnel driving; Explosives; Model test; Tunnels
• ISSN: 0886-7798; 1878-4364
• DOI: 10.1016/0886-7798(94)90106-6

It is well known that rock mass properties exert considerable influence on the process of fragmentation. Observations in a model study and field study using conventional bulk blasting were compared in order to determine the effects of rock mass quality and joint orientation on fragmentation and profile control in tunnel blasting. It was observed in the study that blast results such as average fragment size and depth and cross-sectional area of broken zone were considerably influenced by the joint orientation. Accordingly, it is concluded that larger-capacity loading equipment and deeper blast holes are required informations with joint planes perpendicular to the tunnel axis. However, the number of blast holes should be greater in the case of joints parallel to the tunnel axis. Furthermore, the powder factor (kg / m 3) is found to be directly related to the rock mass quality (Q). Optimization of pull and charge per round is required for efficient blasting in weak formations. The use of the contour blasting technique seems to be essential in poor and fair rock masses in order to minimize the overbreak, reduce the support cost, and improve the stability of the opening. Il est bien connue que les propriétés de la masse rocheuses influence considérablement le processus de fragmentation. Les observations d'une étude mod́éle et une pratique sur la terrain utilisant un tir traditional dans la masse ont été comparé pour obtenir des effets de la qualité de la masse rocheusse et l'orientation des discontinuitiés sur la fragmentation et le contrôle du profile dans le tir du tunnel. Dans cette étude, on a observé que les résultats du tir, comme la moyenne de grandeur des fragments et la profondeur et le secteur coupe-transversale de la zone fracturée, étaient considérablement influencés par l'orientation des discontinuités. Donc, il a été conclu que des équipements de chargement plus grands et des trous de tir plus profonds sont demandés dans les formations avec les discontinuités du plan qui sont perpendiculaire de l'axe du tunnel. Cependant, le nombre de trous de tir doit être plus grand dans le cas quand l'orientation des discontinuités est paralléle a l'axe du tunnel. En plus, la densité de charge (kg / m 3) a été trouvé a être directement relié a la qualité de la masse rocheuse (Q). L'optimisation de la poussée et de la charge par cartouche est demandé pour un tir efficace dans les formations faibles. L'utilisation d'un tir avec prédecoupage paraît essentiel dans les masse rocheuses médiocres et mauvaises pour minimiser l'hor profil, pour réduire le prix du support, et pour améliorer la stabilité de l'ouverture.