工程實(shí)例-雙路塹深孔控制爆破

1、復(fù)習(xí)資料：(二) 單孔裝藥量計(jì)算單個(gè)炮孔的裝藥量Q由被爆巖體的體積乘以炸藥單耗得出，一般單排孔爆破或多排孔的第一排由下式計(jì)算： （2-16）從第二排孔起單孔裝藥量按下式計(jì)算： （2-17）式中 k巖石阻力系數(shù)，一般毫秒爆破取1.11.3；齊發(fā)爆破取1.21.5；最后一排炮孔取上限值。其余符號意義同前。當(dāng)臺階坡面角55時(shí)，為避免裝藥量過大造成危險(xiǎn)，應(yīng)按最小抵抗線計(jì)算單孔裝藥量，即把Wd換成W。 根據(jù)單孔裝藥量，可以計(jì)算單孔實(shí)際裝藥長度和線裝藥密度：， （2-18）式中 D炮孔直徑，m；裝藥密度，kg/m3。(三) 堵塞長度深孔堵塞長度的選取與鉆孔直徑和所選炸藥單耗有關(guān)。保證合理的堵塞長度和良好的

2、堵塞質(zhì)量，可以降低爆炸氣體能量損失并盡可能地增加裝藥量和鉆孔延米爆破方量。片面增加堵塞長度雖能保證安全，但易對深孔爆破效果造成不良影響：在深孔臺階控制爆破中會造成大塊率增加；在拉槽深孔爆破中（路塹施工）會造成大塊率增多、表層松動不夠、甚至僅產(chǎn)生裂縫；堵塞長度不夠或質(zhì)量不好時(shí)，則炸藥能量損失大，影響鉆孔下部巖石的爆破破碎效果，并產(chǎn)生較強(qiáng)的個(gè)別飛石和空氣沖擊波、噪聲危害，甚至?xí)斐伞皼_炮”（爆炸氣體、飛石直接從炮口上沖）。堵塞長度可按以下經(jīng)驗(yàn)公式選取： （2-19）對垂直深孔，可?。粚A斜深孔，可取 ； 或 （2-20）深孔孔口堵塞長度直接影響個(gè)別飛石的距離。實(shí)踐表明，一般深孔堵塞長度大于30倍孔

3、徑時(shí)，不會產(chǎn)生飛石；所以，一般深孔堵塞長度可取3035倍孔徑；礦山大孔徑深孔堵塞長度大于5m時(shí)，不會產(chǎn)生沖炮。礦山大孔徑深孔堵塞長度多取58m，如果發(fā)現(xiàn)堵塞長度過小，寧可放棄該炮孔或另做處理。如果堵塞和裝藥長度明顯不合理，應(yīng)調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)或改變孔徑。深孔控制爆破中，應(yīng)該讓最小抵抗線（底盤抵抗線）的指向離開所要保護(hù)的對象。設(shè)計(jì)時(shí)，還可以通過改變起爆順序、多面臨空時(shí)不同方向上選擇不同抵抗線數(shù)值來滿足安全要求。爆破安全規(guī)程規(guī)定：嚴(yán)禁采用無堵塞放炮；露天深孔的個(gè)別飛石安全距離必須按設(shè)計(jì)計(jì)算，并且不小于200m。應(yīng)該說明，露天深孔臺階控制爆破參數(shù)的確定，對爆破效果、施工效率和安全作業(yè)等的影響十分顯著，其數(shù)

4、值除可參照國內(nèi)外有關(guān)資料外，還可通過實(shí)驗(yàn)室模擬、現(xiàn)場爆破漏斗實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬和生產(chǎn)實(shí)踐不斷完善，以達(dá)到最優(yōu)的爆破效果。例如：邯長鐵路東戌車站深孔爆破設(shè)計(jì)參數(shù)見表2-6。土石方量為28.5萬m3，石灰?guī)rf =68，采用YQ-150B潛孔鉆機(jī)鉆孔，孔徑150mm，炸藥單耗取0.5kg/m3。表2-6 邯長鐵路東戌車站深孔爆破設(shè)計(jì)參數(shù)項(xiàng)目臺階高度H（m）567891011121314151617181920孔深L（m）6.27.28.59.510.811.8131415.216.217.518.519.820.82223超深（m）1.21.51.82.02.22.52.83.0底盤抵抗線（m）5

5、.05.25.45.65.86.06.26.5炮孔密集系數(shù)0.820.810.790.780.770.750.740.72孔間距a（m）4.14.24.34.44.54.54.64.7前排單孔藥量（kg）5682110142176210250300前排孔裝藥長度（m）3.14.56.17.89.811.613.916.7前排孔堵塞長度（m）3.54.55.25.75.96.46.45.8排距b=0.87a（m）3.63.63.73.83.93.94.04.1后排孔藥量（kg）496891115142163193226后排孔裝藥長度（m）2.73.85.16.47.99.110.712.5后排孔

6、堵塞長度（m）4.04.26.27.17.88.99.610注：深孔控制爆破必須保證堵塞長度在2m以上。工程實(shí)例雙路塹深孔控制爆破一、工程概況四川開縣開州大道為新城主干道，需通過一高約50m、長約200m的山體，路塹設(shè)計(jì)底寬40 m，邊坡分別在195m、208m高程設(shè)兩級臺階，南側(cè)三級邊坡的坡度均為1:0.8，北側(cè)三級邊坡的坡度自下而上分別為1:0.5、1:0.6、1:0.7。爆破方量約25萬m3，要求以盡可能少的爆破次數(shù)完成整個(gè)路塹開挖。（1）周圍環(huán)境爆區(qū)東側(cè)邊緣距法院二層門市樓34m，門市樓的后面即為10棟法院住宅樓；主爆區(qū)西側(cè)與在建的教育工會樓相距76m，與物價(jià)局辦公樓及住宅樓相距120

7、m；另外在爆區(qū)周圍200m范圍內(nèi)還有數(shù)十棟住宅及辦公樓。爆區(qū)周圍環(huán)境示意圖見圖2-29。（2）地形地質(zhì)條件原施工單位在沒有考慮邊坡穩(wěn)定的情況下，在爆區(qū)上部挖掉了一層，留下的爆區(qū)從橫斷面上看呈“凹”字形，所以爆區(qū)在進(jìn)行中間開挖的同時(shí)，還需進(jìn)行兩側(cè)邊坡的擴(kuò)挖；路塹中心線的高程在18251839m之間，自西向東的縱坡坡度為1%；主爆區(qū)中部的頂面高程在204213m之間，兩側(cè)邊坡的坡頂線最大高程達(dá)到了232m。爆區(qū)橫斷面示意圖如圖2-30。爆區(qū)巖性為泥巖及巖屑長石砂巖，泥巖抗壓強(qiáng)度1015MPa，巖屑長石砂巖抗壓強(qiáng)度3040MPa。巖石表層風(fēng)化嚴(yán)重，中下部中輕度風(fēng)化。巖體走向基本上沿著開州大道的方向，

8、傾角4652，層理明顯，節(jié)理裂隙較發(fā)育。 圖2-29爆區(qū)周圍環(huán)境示意圖 圖2-30爆區(qū)橫斷面形狀及炮孔布置示意圖二、方案設(shè)計(jì)本項(xiàng)工程爆破有以下特點(diǎn)：（1） 巖石遇水易泥化，鉆孔后擱置時(shí)間稍長孔壁就不光滑，裝藥較困難；（2） 爆區(qū)離建筑物近，且爆區(qū)頂部高于附近建筑物的頂部高程；（3） 爆區(qū)較長，炮孔排數(shù)過多；（4） 兩側(cè)邊坡要求與中間主爆區(qū)同時(shí)爆破，存在網(wǎng)絡(luò)是否安全、可靠的問題；（5） 周圍居民的情緒較激動，存在懷疑、恐懼心理，與業(yè)主關(guān)系較緊張。選擇爆破方案應(yīng)充分考慮以上特點(diǎn)，并采取了相應(yīng)對策： 分A、B兩個(gè)爆區(qū)進(jìn)行兩次爆破，且第一次爆破選擇在離建筑物稍遠(yuǎn)的A區(qū)，目的是為了穩(wěn)定周圍居民的情緒，消

9、除緊張恐懼心理，同時(shí)可避免炮孔擱置時(shí)間過長、炮孔排數(shù)過多的問題； 將靠近法院的爆區(qū)東側(cè)（1015m）分兩層爆破，以降低一次爆破的梯段高度，避免由于梯段過高產(chǎn)生的爆碴直接沖擊附近建筑物，同時(shí)降低單段藥量，控制爆破振動； 每間隔57排孔，布置一排加強(qiáng)孔，目的是利用加強(qiáng)孔與主爆孔的聯(lián)合爆破推力，為相鄰的后排孔創(chuàng)造盡可能好的臨空面，改善由于炮孔排數(shù)過多帶來的爆破條件惡化的問題； 爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，兩側(cè)的邊坡孔需在主爆孔響完后才起爆。目的是確保主爆破網(wǎng)絡(luò)的安全，同時(shí)控制爆破單段藥量，降低爆破振動影響。三、爆破參數(shù)設(shè)計(jì)（1）炮孔直徑與鉆孔形式由于爆區(qū)面積大，巖性較差，受爆區(qū)地形條件的限制，選用YQ-100型

10、鉆機(jī)較適宜。高程208m以上沿設(shè)計(jì)邊坡面布置傾斜孔，其余部分均布置垂直孔（高程208m以下的邊坡預(yù)留保護(hù)層）。（2）炸藥單耗根據(jù)巖石性質(zhì)、可爆性、自由面條件、塊度要求以及前期開挖的經(jīng)驗(yàn)，炸藥單耗取0.5kg/ m3。（3）孔深與超深由于涉及到路塹邊坡的問題，超深根據(jù)不同的部位分別對待。對于路塹中心部位，根據(jù)巖石性質(zhì)和工程經(jīng)驗(yàn)，考慮到鉆孔時(shí)間較長，不可避免地存在塌孔、掉渣等現(xiàn)象，為保證孔深滿足設(shè)計(jì)要求，超深按11.5m設(shè)計(jì)。對于邊坡及臺階，均預(yù)留12m保護(hù)層，炮孔不得深入保護(hù)層，炮孔布置橫剖面示意見圖2-30?？咨铍S路塹邊坡及地形的變化而變化。（4）孔距與排距在炸藥單耗確定的前提下，炮孔裝藥量應(yīng)

11、等于單孔負(fù)擔(dān)巖石體積所需的炸藥量，據(jù)此導(dǎo)出炮孔排距計(jì)算公式： （2-39）式中，b為炮孔排距，m；炮孔堵塞系數(shù)， =L堵/=L堵/( b m 0.5)，一般取0.81.2較適宜；m為炮孔密集系數(shù)，m =a/b；a孔距，m；Q1為每m炮孔裝藥量，kg/m；e為炸藥換算系數(shù)；H為梯段高度，m；L為孔深，m。為了網(wǎng)路聯(lián)結(jié)方便和安全，采用矩形布孔?？拙嗳=2.53.5 m，b=3.0m。當(dāng)孔深小于10m時(shí)，炮孔孔距適當(dāng)加密，可根據(jù)孔深情況在2.53.0m之間選取，孔深大時(shí)取大值，反之取小值。A、B兩區(qū)的炮孔排數(shù)分別多達(dá)27排、25排，為改善中部炮孔的爆破效果，每間隔6排正常布置的炮孔，在相鄰兩排正常

12、布置的孔間布置一排加密孔（路塹中部），A、B區(qū)分別布置4排、3排加密孔，每排布置10個(gè)孔，加密孔與正常孔呈梅花形布置。加密孔的孔距取3.5m，并按設(shè)計(jì)藥量裝藥。高程208m以上的邊坡按光面爆破孔布置，孔距按1.5m布置，光爆層厚度取2m。A區(qū)布置主爆孔590個(gè)（其中加密孔40個(gè)），斜孔55個(gè)，光爆孔86個(gè)。B區(qū)布置主爆孔571個(gè)（其中加密孔30個(gè)），斜孔54個(gè)，光爆孔82個(gè)，A、B兩區(qū)共布置1438個(gè)孔。（5）裝藥結(jié)構(gòu) 孔內(nèi)不分段的垂直孔對于A區(qū)，一孔一段就能把爆破振速控制在安全范圍內(nèi)，其裝藥結(jié)構(gòu)比較簡單，一般把藥卷（藥卷需用刀縱向劃一下）連續(xù)裝入孔內(nèi)即可，在裝藥中部、下部裝MS14非電雷管各

13、兩發(fā)。 孔內(nèi)分段的垂直孔由于B區(qū)離建筑物較近，即使是一孔一段局部也難把爆破振速控制在安全范圍內(nèi)，所以需進(jìn)行孔內(nèi)分段?？變?nèi)分段的炸藥間需用堵塞物間隔1.0m。 邊坡傾斜孔邊坡傾斜孔由于臨空條件較好，故所需炸藥單耗要小些，一般把藥卷連續(xù)裝入孔內(nèi)即可，當(dāng)?shù)挚咕€小于3.5 m時(shí)，裝藥量還需適當(dāng)減少。（6）單孔裝藥量在計(jì)算炮孔孔網(wǎng)參數(shù)時(shí)，已考慮了炸藥單耗與炮孔裝藥量之間的匹配關(guān)系，所以單孔裝藥量可直接按下式計(jì)算： （2-40）式中，Q為單孔裝藥量，kg；為每米孔裝藥量，kg/m；L為孔深，m；L堵為堵塞長度，m?？咨畈煌?，單孔裝藥量從10170kg不等，A區(qū)設(shè)計(jì)裝藥量56t；B區(qū)裝藥量60t，A、B兩區(qū)

14、總裝藥量為116t。四、起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)由于A區(qū)80m長，70m寬（加兩側(cè)邊坡近100m），B區(qū)73m長，70m寬（加兩側(cè)邊坡近100m），所以爆區(qū)面積大，鉆孔數(shù)多，加之地形復(fù)雜，起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)十分復(fù)雜。為降低爆破地震效應(yīng)，改善破碎質(zhì)量，需采用排間、孔間、局部孔內(nèi)分段的毫秒延期爆破技術(shù)。208 m高程以上的光爆孔與中部主爆孔有10m多的高差，為防止邊坡上的爆破巖石破壞下部的主爆網(wǎng)路，邊坡上的網(wǎng)路需遲后于主爆網(wǎng)路起爆，因此，中部主爆區(qū)為主爆網(wǎng)絡(luò)，將首先起爆，邊坡上的傳爆網(wǎng)路需待主爆網(wǎng)路大部分響過以后才能引爆。為確保非電接力起爆網(wǎng)路的安全、可靠，原則上孔內(nèi)起爆應(yīng)選用高段別雷管，孔外傳爆應(yīng)選用低段別雷管。

15、根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本次爆破選用的導(dǎo)爆管雷管的段別如下：排間選用MS5（110 ms）段，孔間選用MS3（50 ms），局部用MS2（25ms），孔內(nèi)起爆雷管主要選用MS14（760ms），光爆孔選用了MS15（880ms）。五、爆破效果在環(huán)境復(fù)雜的建筑物附近進(jìn)行深孔大爆破，需按建筑物所能承受的振動，嚴(yán)格控制單段藥量，精心設(shè)計(jì)爆破參數(shù)和起爆網(wǎng)絡(luò)。在目前情況下，大型非電接力式起爆網(wǎng)絡(luò)有傳爆可靠、分段多、單段藥量易控制等優(yōu)點(diǎn)，能很好地滿足臨近建筑物的深孔控制大爆破的要求。第一次爆破時(shí)，在嚴(yán)格控制飛石的思想指導(dǎo)下，堵塞長度被普遍加大到了4.5m，有的甚至加大到了5m以上，爆破后頂部巖石只在孔間形成大的裂縫，而沒有破碎，留下了45m的頂部蓋板。盡管爆后出碴情況表明，頂蓋下部巖石破碎較好，但由于頂部巖石破碎欠佳，二次破碎工作量較大。第二次爆破時(shí)，吸取了第一次爆破的經(jīng)驗(yàn)，堵塞長