寬孔距爆破施工工法

1、寬孔距深孔微差控制爆破施工工法機械化公司徐建如寬孔距深孔爆破施工工藝，是在深孔爆破技術的基礎上，采用加大 布孔間距及鉆孔深度，合理的裝藥結構（間隔分段裝藥）應用非電起爆系 統(tǒng)，以非電導爆管的特點，只用23個段別，組成孔內(nèi)、孔外延期起爆網(wǎng) 路，一次可起爆多排甚至幾十排的爆破工藝。該爆破工藝在滬寧高速公路及南京友誼路路塹石方開挖推廣應用 中取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益，改變了過去在大型石方爆破中沿 用的小孔距、淺孔小臺階爆破的作業(yè)方法。一、該工法與小孔距淺孔臺階爆破相比有如下特點和效益：1、鉆孔鑿巖時間減少,一次起爆量大（一次能起爆多排，甚至幾十 排炮孔），爆堆集中且利于裝運。2、工效明顯提高，

2、與小孔距淺眼小臺階爆破相比工效提高40%。3、大大改善了石方破碎效果，減少二次解小工作量約50%，保證了 工程質量，降低成本約35%。4、控制了爆破飛石，確保了施工安全，減少一些不必要的安全防 護工作。5、能在有雜散電流、靜電、射頻電或雷電干擾的爆區(qū)環(huán)境無法進 行電爆起爆的情況下正常安全施爆，加快了工程進度。6、采用非電導管爆管起爆系統(tǒng)網(wǎng)路，提高傳爆可靠性，安全性好， 瞎炮率大大降低。7、經(jīng)測試微差爆破的地震效應比齊發(fā)爆破降低三分之一至三分之 二，因而大大降低爆破副作用對周圍環(huán)境的影響。二、寬孔距深孔爆破原理基本要求我們通常將孔徑在50mm以上及深度在5m以上的鉆孔稱為深孔，一般 是在臺階上或

3、事先平整的場地上進行鉆孔作業(yè)，并在深孔中裝入延長藥 包進行爆破。寬孔距深孔爆破必須滿足不同開挖的工程技術要求，即能全面改善 爆破質量,又要改善爆破技術經(jīng)濟指標，降低工程成本基本上無不合格 的大塊，無根底，爆堆集中和具有一定松散度，能滿足鏟裝設備高效率 裝載的要求，并且降低爆破的有害效應，減少后沖、后裂和側裂，降低 爆破地震、噪聲、沖擊波和飛石的危害。改善爆破技術經(jīng)濟指標（指提 高延米爆破降低炸藥單耗），并在改善破碎質量的前提下，使鉆孔、裝 載運輸和機械破碎等后續(xù)工序發(fā)揮高效率，使其工程綜合成本達到最 低，采用寬孔距深孔微差爆破工藝能保證上述施工要求的同時，使其工 程的綜合成本達到最低。原理從布

4、孔方式看，多排布孔一般有方形、矩形及三角形（即梅花形）三 種布孔方式，從能量均勻分布的觀點看，以等邊三角形布孔最為理想， 為了改善爆破質量而且可以增大爆破規(guī)模以滿足大規(guī)模開挖的需要，目 前多采用為了增加一次爆破量廣泛推廣大區(qū)多排孔微差爆破技術。采用寬孔距深孔布孔，與過去沿用的小孔距、淺孔小臺階爆破工藝 相比，由于合理的加大孔間距（根據(jù)公式a=mw1，a孔距，m密集系數(shù)，w1 底盤抵抗線）一次起爆相同的工程量，大大的降低了鉆孔工作量，并且 減少重復超深鉆孔和造成根底巖石得不到有效的破碎，從而提高了工 效，使其工程的綜合成本達到最低，但要注意:過大的底盤抵抗線會造成根底多，大塊率高，后沖作用大；過

5、小則不僅浪費炸藥，增大鉆孔工 作量而且?guī)r塊易拋散和產(chǎn)生飛石危害。因此，在考慮上述因素的同時， 尤其是大區(qū)多排孔微差爆破，第一排孔往往由于底盤抵抗線過大，應選 用較小的密集系數(shù)，以克服底盤的巖石阻力。合理的孔深在保證堵塞質量的前提下，對改善爆破效果和提高炸藥 量利用率具有重要作用，過去沿用的小孔距淺孔小臺階爆破，鉆孔的有 效利用率（減去堵塞長度）只占1/32/3,堵塞長度過長將會降低延米爆 破量，增加鉆孔費用，而且炸藥集中在底部，因而造成中部和上部的巖 石得不到有效的破碎，大塊率高且易產(chǎn)生飛石。合理的堵塞長度能降低 爆炸氣體能量損失和盡可能增加鉆孔裝藥量。合理的裝藥結構是改善和 提高爆破破碎的有

6、效途徑，尤其是多排孔微差爆破和寬孔距效果更好， 當孔深不大于18米時，采取分段間隔裝藥（一般23段為宜），中間用空氣 或炮泥隔開。以避免炸藥過于集中在深孔下部，從而使炮孔中部和上部 巖石獲得良好的破碎效果，減少由于塌落而形成的大塊，深孔最下一段 裝藥量可占總裝藥量的50%70%。由于寬孔距深孔微差爆破工藝，創(chuàng)造性的開發(fā)應用，并以四通為聯(lián) 接件的環(huán)形起爆網(wǎng)路，楔形微差爆破網(wǎng)路等以非電導爆管雷管起爆系 統(tǒng)，經(jīng)過合理的孔內(nèi)和孔外微差設計，延期間隔時間是十幾毫秒到幾十 毫秒，由于前后相鄰藥包爆炸起爆時間間隔極短，致使各藥包造成的能 量相互發(fā)生影響而產(chǎn)生一系列良好的效果:加強了入射波（壓縮波和 反射拉伸

7、波）在自由面方向的破碎巖石的作用）。使爆破能量充分利用破 碎巖石，從而減少二次解小工作量，提高工效40%。后起爆的巖體朝 向新形成的補充自由面飛散產(chǎn)生相互碰撞，充分利用動能產(chǎn)生補充破碎 效果，降低工程成本35%，并可使爆堆比較集中而不產(chǎn)生飛散較遠的碎塊，從而避免了飛石，確保爆破安全，提高了裝鏟能力。由此產(chǎn)生的 震波能量是分散的，經(jīng)測試微差爆破比齊發(fā)爆破的地震效應可降低 1/32/3,因而大大降低爆破副作用對周圍環(huán)境的影響，有利于生態(tài)環(huán) 境保護。三、爆破參數(shù)選擇H為臺階梯段高度；W1為前排 鉆孔的底盤抵抗線；L為鉆孔 度；L1為裝藥長度；L2為堵 塞長度；L3為裝藥間距長度； h為超深；。為臺階

8、坡面角； b為排距；B為臺階上眉線至 排孔口的距離；W為炮孔的 最小抵抗線，W1為底盤抵抗線。選擇爆破孔網(wǎng)參數(shù)，要結合 爆破的目的和技術要求，并根據(jù) 巖石的性質及現(xiàn)場實際情況合理正確的選用，并在現(xiàn)場試爆后調(diào)整到最 佳效果。鉆孔形式:深孔爆破鉆孔形式分為垂直鉆孔和傾斜鉆孔，從爆破 的效果看以傾斜鉆孔為宜。布孔方式:從能量均勻分布的原理看，以等邊三角形布孔最為理 想。深孔爆破參數(shù)a、臺階梯段高度H:臺階高度主要考慮為鉆孔、爆破和鏟裝創(chuàng)造安 全和高效率的作業(yè)條件，一般情況下選用梯段高度在1218米為宜；b、鉆孔直徑d:選用CLQ-15潛孔鉆機鉆孔直徑d=100150mm；c、鉆孔角度：選用a=75；

9、d、孔深L:按經(jīng)驗公式 L=H/sima+h 米；e、超深h:0.5米1米，(平臺不得超深)，當巖石松軟時取小值， 巖石堅硬時取大值。f、底盤抵抗線W1或排距b:根據(jù)鉆孔作業(yè)的安全條件W1WHctg a a+B (HN2.53m)按臺階高度W1=(0.60.9)H根據(jù)經(jīng)驗和公式取44.5米；g、孔距a:按公式a=MW底, M密集系數(shù)，通常沖值大于1.0,在寬孔 距爆破中更大一些，根據(jù)經(jīng)驗取a=4.5米。根據(jù)排距與孔距的關系，b=a sin a 60=0.866a;h、單位耗藥量4:根據(jù)經(jīng)驗和查表可得q=0.450.6kg/ 。風化巖 石取小值，堅硬巖石取大值；i、裝藥量Q:多排孔爆破的第一排孔

10、的每孔裝藥量按下式計算 Q=qaW底H；多排孔爆破的第二排孔起，以后各排的每孔裝藥量 Q=kqabH，K考慮受前排各排孔的巖體阻力作用的增加系數(shù)，一 般取1.11.2；j、堵塞長度L2:合理的堵塞長度應能降低爆炸氣體產(chǎn)物能量損失和 盡可能增加鉆孔裝藥量，對改善爆破效果和提高炸藥能量利用具有重要 作用，一般堵塞長度不小于W底的0.75倍或204 0倍孔徑，根據(jù)經(jīng)驗取 4.55.0 米；K、間隔長度L3:為避免裝藥過于集中在深孔的底部，改善炮孔中部 和上部的巖石破碎效果采取間隔裝藥，根據(jù)經(jīng)驗L3取2.54.5為宜。巖 石松軟時取大值，巖石堅硬時取小值。L、微差時間:合理的微差爆破間隔時間對改善爆破

11、效果與降低地震 效應具有重要作用。微差間隔時間過長則可造成先爆孔破壞后爆孔的起 爆網(wǎng)路，過短則后爆孔可能因先爆孔未形成新的自由面而影響爆破質 量。按公式=KpW底（24-f），式中：微差間隔時間ms;kp巖石裂隙 系數(shù)，一般取0.50.9,對于裂隙少的取小值，裂隙發(fā)育的巖石取大值。 三巖石堅固性系數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗:一般微差間隔時間取2550ms。四、爆破網(wǎng)路設計起爆方法:采用非電導爆管雷管起爆系統(tǒng)，三角形（梅花形）布孔 對角起爆法或V型起爆法，以形成小抵抗線寬孔距爆破，使深孔實際密| in| iii|iii| in| in| iii|iii |iii| II圖2三角形布孔對角微差起爆法簡圖|1 I

12、I 1 II 1 II|圖3三角形式起爆法（V型起爆法）簡圖集系數(shù)增大到3-8,以確保巖石破碎質量。爆破網(wǎng)路:除上述布孔和起爆方法外，也可采用矩形布孔，楔形微差 爆破網(wǎng)路。(a)(b)圖4楔形微差爆破網(wǎng)絡a網(wǎng)路形式；b起爆順序采用上述網(wǎng)路設計有以下特點：1、一般情況下，在同樣孔數(shù)的微差爆破中，它的微差分段數(shù)要超 過其它聯(lián)接方法的分段數(shù)，可以降低爆破震動效應，改善爆破破碎質量。2、它相當于實現(xiàn)了各排的孔間微差爆破，后沖小，向自由面拋擲 作用較小，有利于下一循環(huán)的穿爆作業(yè)。3、結合采用四通聯(lián)接的環(huán)形起爆網(wǎng)路(見圖5)省去大部分爆破現(xiàn)場的地表雷管，提高傳爆可靠性，安全性好，但要求操作人員技術熟練程度

13、高。另外選擇微差間隔時間還需注意下列因素：1、巖石的性質 包括巖石的致密程度，裂隙的發(fā)育程度。在硬巖 中宜采用較短的間隔時間，軟巖中采用較長的間隔時間。2、最小抵抗線、孔距、排距等孔網(wǎng)參數(shù)越大，所取間隔時間也應 越長。3、注意起爆方式孔間微差的間隔時間應比排間微差的短。4、要慎重考慮導爆管的附加延期時間，由于導爆管的爆速不大于 2000m/s，即導爆管的每米傳爆時間在0.5ms以上，應注意微差爆破的首 段時間，當首段藥包爆破后將產(chǎn)生飛石、空氣沖擊波和地震等，一般爆 破飛石速度小于100m/s，沖擊波速度不大于1400m/s。均小于導爆管的 爆速，但地震波傳播速度可高達5000m/s，遠大于導爆

14、管的爆速，這就 可能導致由于地震波的作用使尚未傳播的導爆管網(wǎng)路受損而影響穩(wěn)定 傳爆從而引起瞎炮，為防止這一情況的發(fā)生，應保證在首段藥包起爆前， 導爆管已傳爆了網(wǎng)路最遠點雷管，這就需要選擇恰當?shù)氖锥卫坠艿亩?數(shù)，確保爆破網(wǎng)路的安全穩(wěn)定傳爆。5、由于目前廠家生產(chǎn)的導爆管、非電毫秒雷管都有一定的段差， 而且各不一樣，所以說間隔時間不能任意選擇。應在現(xiàn)場進行小范圍試 爆后，然后調(diào)整到最佳效果。6、在選擇孔網(wǎng)參數(shù)時，微差爆破第二排及以后各排孔采用小排距， 大孔距更能增加巖石的破碎程度，降低大塊率。在變化排距和孔距時， 應盡量使每孔承擔的爆破巖體體積不變，即:W底Xa二常數(shù)。五、施工工藝（一）、施工工序寬

15、孔距深孔微差控制爆破的施工作業(yè)程序可參照圖表1進行。圖中作業(yè)項目的內(nèi)容是必須做到的，實際施工作業(yè)可視爆破工程的重要性、作業(yè)地點，爆區(qū)周圍環(huán)境的復雜程度和施爆對象的爆破難易程度等具體情況作必要的增減。（二）寬孔距深孔微差控制爆破的一般作業(yè)程序圖（表現(xiàn)場調(diào)查與勘察設計收集資料根據(jù)施工要求，.提出爆破方案+炮起藥眼爆量布網(wǎng)計置絡劃及設裝計雷管的測定與配伍標定炮孔部位發(fā)爆破通知書爆破區(qū)外防護工作鉆孔的。校核加工起，爆藥包爆破覆蓋爆破區(qū)域警戒解除警報爆破效果分析與資料記錄整理（三）、施工機具設備該工法應用的機具設備有:潛孔鉆機、空氣壓縮機、經(jīng)緯儀、水準 儀，起爆器。（四）、勞動組織單機跟班作業(yè)人員（一臺

16、潛孔鉆、一臺空壓機）由1015人組成。爆破總指揮1人。負責爆破工作的組織領導及安全工作。爆破副指揮兼技術負責人1人。負責爆破施工組織設計，施工技術 措施、安全防護措施等工作。測量放線工3人。負責炮孔布置、鉆孔角度、孔位標高及裝藥長度、 間隔長度和堵塞長度測量及警戒等工作。鑿孔爆破工6人。負責鉆孔、藥包加工、炸藥和起爆材料領取及檢 測、起爆網(wǎng)路連接與檢查，炸藥填塞等工作。力工3人，負責填塞炮孔，協(xié)助鑿孔爆破工鑿巖鉆孔及做好安全警 戒工作。六、工程實例（一）、高等級公路路塹石方開挖該工法在滬寧高速公路G2標段7個石方開炸區(qū)的推廣應用中，僅對 該標段的K264+156500（石門堰水庫）和K265+

17、240720（珠山）兩個爆 區(qū)為例:該爆區(qū)的石方均為風化巖，其中軟巖石占58%，次堅巖占29.8%， 堅巖占12.2%，軟質巖主要為粉砂質泥巖，次為泥巖及粘土巖。硬質巖 除有灰?guī)r石英砂巖等沉積巖外，尚有粗安巖，花崗閃長斑巖及閃長玢巖。 最大開挖高度47.2米。珠山爆區(qū)距寧杭公路最近點約150m，距南京電子 管廠倉庫最近點約20米，離高壓輸電線（1.1萬伏）最近點不足20米，爆 區(qū)環(huán)境較為復雜，另外根據(jù)滬寧高速公路技術規(guī)范要求，對用于填 筑路基的石方粒徑不得大于每層填厚的1/3，即石方爆破粒徑控制在15 厘米以內(nèi)。根據(jù)該爆區(qū)的實際情況，采用了寬孔距深孔微差控制爆破工 藝，三角形和矩形布孔，非電導

18、爆管微差起爆系統(tǒng)，楔形微差爆破網(wǎng)路， 孔網(wǎng)參數(shù)選擇見下表：寬孔距深孔微差控制爆破參數(shù)表序號項目符號單位參數(shù)備注1梯段高度Hm12162鉆孔直徑dmm1503鉆孔角度a度754孔深LmH/sina+h平臺不得超深5超深hm0.51.0巖石松軟時取小值，巖石堅硬時取大值。6最小抵抗線或排距3bm44.57孔距am4.55.08單位耗藥量qkg/m30.450.6巖石松軟時取小值，巖石堅硬時取大值。9裝藥量QkgQ=qa3 底H第二排以后每孔增加系數(shù)K=1.11.210堵塞長度L堵m4.55.011間隔堵塞長度L堵m2.54.512微差時間tms2550（二）、經(jīng)濟效益和社會效益在滬寧高速公路G2標段推廣應用，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效 益，該標段石方爆破工程量約92萬，占全段路基工程量的85%。對全段 工程能否順利完成至關重要，采用該工法后，與過去沿用的小孔距淺孔 小臺階爆破工藝相比:在不