工程实例-双路堑深孔控制爆破

1、复习资料：(二) 单孔装药量计算单个炮孔的装药量Q由被爆岩体的体积乘以炸药单耗得出，一般单排孔爆破或多排孔的第一排由下式计算： （2-16）从第二排孔起单孔装药量按下式计算： （2-17）式中 k岩石阻力系数，一般毫秒爆破取1.11.3；齐发爆破取1.21.5；最后一排炮孔取上限值。其余符号意义同前。当台阶坡面角55时，为避免装药量过大造成危险，应按最小抵抗线计算单孔装药量，即把Wd换成W。 根据单孔装药量，可以计算单孔实际装药长度和线装药密度：， （2-18）式中 D炮孔直径，m；装药密度，kg/m3。(三) 堵塞长度深孔堵塞长度的选取与钻孔直径和所选炸药单耗有关。保证合理的堵塞长度和良好的

2、堵塞质量，可以降低爆炸气体能量损失并尽可能地增加装药量和钻孔延米爆破方量。片面增加堵塞长度虽能保证安全，但易对深孔爆破效果造成不良影响：在深孔台阶控制爆破中会造成大块率增加；在拉槽深孔爆破中（路堑施工）会造成大块率增多、表层松动不够、甚至仅产生裂缝；堵塞长度不够或质量不好时，则炸药能量损失大，影响钻孔下部岩石的爆破破碎效果，并产生较强的个别飞石和空气冲击波、噪声危害，甚至会造成“冲炮”（爆炸气体、飞石直接从炮口上冲）。堵塞长度可按以下经验公式选取： （2-19）对垂直深孔，可取；对倾斜深孔，可取 ； 或 （2-20）深孔孔口堵塞长度直接影响个别飞石的距离。实践表明，一般深孔堵塞长度大于30倍孔

3、径时，不会产生飞石；所以，一般深孔堵塞长度可取3035倍孔径；矿山大孔径深孔堵塞长度大于5m时，不会产生冲炮。矿山大孔径深孔堵塞长度多取58m，如果发现堵塞长度过小，宁可放弃该炮孔或另做处理。如果堵塞和装药长度明显不合理，应调整孔网参数或改变孔径。深孔控制爆破中，应该让最小抵抗线（底盘抵抗线）的指向离开所要保护的对象。设计时，还可以通过改变起爆顺序、多面临空时不同方向上选择不同抵抗线数值来满足安全要求。爆破安全规程规定：严禁采用无堵塞放炮；露天深孔的个别飞石安全距离必须按设计计算，并且不小于200m。应该说明，露天深孔台阶控制爆破参数的确定，对爆破效果、施工效率和安全作业等的影响十分显著，其数

4、值除可参照国内外有关资料外，还可通过实验室模拟、现场爆破漏斗实验、计算机数值模拟和生产实践不断完善，以达到最优的爆破效果。例如：邯长铁路东戌车站深孔爆破设计参数见表2-6。土石方量为28.5万m3，石灰岩f =68，采用YQ-150B潜孔钻机钻孔，孔径150mm，炸药单耗取0.5kg/m3。表2-6 邯长铁路东戌车站深孔爆破设计参数项目台阶高度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底盘抵抗线（m）5

5、.05.25.45.65.86.06.26.5炮孔密集系数0.820.810.790.780.770.750.740.72孔间距a（m）4.14.24.34.44.54.54.64.7前排单孔药量（kg）5682110142176210250300前排孔装药长度（m）3.14.56.17.89.811.613.916.7前排孔堵塞长度（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后排孔药量（kg）496891115142163193226后排孔装药长度（m）2.73.85.16.47.99.110.712.5后排孔

6、堵塞长度（m）4.04.26.27.17.88.99.610注：深孔控制爆破必须保证堵塞长度在2m以上。工程实例双路堑深孔控制爆破一、工程概况四川开县开州大道为新城主干道，需通过一高约50m、长约200m的山体，路堑设计底宽40 m，边坡分别在195m、208m高程设两级台阶，南侧三级边坡的坡度均为1:0.8，北侧三级边坡的坡度自下而上分别为1:0.5、1:0.6、1:0.7。爆破方量约25万m3，要求以尽可能少的爆破次数完成整个路堑开挖。（1）周围环境爆区东侧边缘距法院二层门市楼34m，门市楼的后面即为10栋法院住宅楼；主爆区西侧与在建的教育工会楼相距76m，与物价局办公楼及住宅楼相距120

7、m；另外在爆区周围200m范围内还有数十栋住宅及办公楼。爆区周围环境示意图见图2-29。（2）地形地质条件原施工单位在没有考虑边坡稳定的情况下，在爆区上部挖掉了一层，留下的爆区从横断面上看呈“凹”字形，所以爆区在进行中间开挖的同时，还需进行两侧边坡的扩挖；路堑中心线的高程在18251839m之间，自西向东的纵坡坡度为1%；主爆区中部的顶面高程在204213m之间，两侧边坡的坡顶线最大高程达到了232m。爆区横断面示意图如图2-30。爆区岩性为泥岩及岩屑长石砂岩，泥岩抗压强度1015MPa，岩屑长石砂岩抗压强度3040MPa。岩石表层风化严重，中下部中轻度风化。岩体走向基本上沿着开州大道的方向，

8、倾角4652，层理明显，节理裂隙较发育。 图2-29爆区周围环境示意图 图2-30爆区横断面形状及炮孔布置示意图二、方案设计本项工程爆破有以下特点：（1） 岩石遇水易泥化，钻孔后搁置时间稍长孔壁就不光滑，装药较困难；（2） 爆区离建筑物近，且爆区顶部高于附近建筑物的顶部高程；（3） 爆区较长，炮孔排数过多；（4） 两侧边坡要求与中间主爆区同时爆破，存在网络是否安全、可靠的问题；（5） 周围居民的情绪较激动，存在怀疑、恐惧心理，与业主关系较紧张。选择爆破方案应充分考虑以上特点，并采取了相应对策： 分A、B两个爆区进行两次爆破，且第一次爆破选择在离建筑物稍远的A区，目的是为了稳定周围居民的情绪，消

9、除紧张恐惧心理，同时可避免炮孔搁置时间过长、炮孔排数过多的问题； 将靠近法院的爆区东侧（1015m）分两层爆破，以降低一次爆破的梯段高度，避免由于梯段过高产生的爆碴直接冲击附近建筑物，同时降低单段药量，控制爆破振动； 每间隔57排孔，布置一排加强孔，目的是利用加强孔与主爆孔的联合爆破推力，为相邻的后排孔创造尽可能好的临空面，改善由于炮孔排数过多带来的爆破条件恶化的问题； 爆破网络设计时，两侧的边坡孔需在主爆孔响完后才起爆。目的是确保主爆破网络的安全，同时控制爆破单段药量，降低爆破振动影响。三、爆破参数设计（1）炮孔直径与钻孔形式由于爆区面积大，岩性较差，受爆区地形条件的限制，选用YQ-100型

10、钻机较适宜。高程208m以上沿设计边坡面布置倾斜孔，其余部分均布置垂直孔（高程208m以下的边坡预留保护层）。（2）炸药单耗根据岩石性质、可爆性、自由面条件、块度要求以及前期开挖的经验，炸药单耗取0.5kg/ m3。（3）孔深与超深由于涉及到路堑边坡的问题，超深根据不同的部位分别对待。对于路堑中心部位，根据岩石性质和工程经验，考虑到钻孔时间较长，不可避免地存在塌孔、掉渣等现象，为保证孔深满足设计要求，超深按11.5m设计。对于边坡及台阶，均预留12m保护层，炮孔不得深入保护层，炮孔布置横剖面示意见图2-30。孔深随路堑边坡及地形的变化而变化。（4）孔距与排距在炸药单耗确定的前提下，炮孔装药量应

11、等于单孔负担岩石体积所需的炸药量，据此导出炮孔排距计算公式： （2-39）式中，b为炮孔排距，m；炮孔堵塞系数， =L堵/=L堵/( b m 0.5)，一般取0.81.2较适宜；m为炮孔密集系数，m =a/b；a孔距，m；Q1为每m炮孔装药量，kg/m；e为炸药换算系数；H为梯段高度，m；L为孔深，m。为了网路联结方便和安全，采用矩形布孔。孔距取a=2.53.5 m，b=3.0m。当孔深小于10m时，炮孔孔距适当加密，可根据孔深情况在2.53.0m之间选取，孔深大时取大值，反之取小值。A、B两区的炮孔排数分别多达27排、25排，为改善中部炮孔的爆破效果，每间隔6排正常布置的炮孔，在相邻两排正常

12、布置的孔间布置一排加密孔（路堑中部），A、B区分别布置4排、3排加密孔，每排布置10个孔，加密孔与正常孔呈梅花形布置。加密孔的孔距取3.5m，并按设计药量装药。高程208m以上的边坡按光面爆破孔布置，孔距按1.5m布置，光爆层厚度取2m。A区布置主爆孔590个（其中加密孔40个），斜孔55个，光爆孔86个。B区布置主爆孔571个（其中加密孔30个），斜孔54个，光爆孔82个，A、B两区共布置1438个孔。（5）装药结构 孔内不分段的垂直孔对于A区，一孔一段就能把爆破振速控制在安全范围内，其装药结构比较简单，一般把药卷（药卷需用刀纵向划一下）连续装入孔内即可，在装药中部、下部装MS14非电雷管各

13、两发。 孔内分段的垂直孔由于B区离建筑物较近，即使是一孔一段局部也难把爆破振速控制在安全范围内，所以需进行孔内分段。孔内分段的炸药间需用堵塞物间隔1.0m。 边坡倾斜孔边坡倾斜孔由于临空条件较好，故所需炸药单耗要小些，一般把药卷连续装入孔内即可，当抵抗线小于3.5 m时，装药量还需适当减少。（6）单孔装药量在计算炮孔孔网参数时，已考虑了炸药单耗与炮孔装药量之间的匹配关系，所以单孔装药量可直接按下式计算： （2-40）式中，Q为单孔装药量，kg；为每米孔装药量，kg/m；L为孔深，m；L堵为堵塞长度，m。孔深不同，单孔装药量从10170kg不等，A区设计装药量56t；B区装药量60t，A、B两区

14、总装药量为116t。四、起爆网路设计由于A区80m长，70m宽（加两侧边坡近100m），B区73m长，70m宽（加两侧边坡近100m），所以爆区面积大，钻孔数多，加之地形复杂，起爆网路设计十分复杂。为降低爆破地震效应，改善破碎质量，需采用排间、孔间、局部孔内分段的毫秒延期爆破技术。208 m高程以上的光爆孔与中部主爆孔有10m多的高差，为防止边坡上的爆破岩石破坏下部的主爆网路，边坡上的网路需迟后于主爆网路起爆，因此，中部主爆区为主爆网络，将首先起爆，边坡上的传爆网路需待主爆网路大部分响过以后才能引爆。为确保非电接力起爆网路的安全、可靠，原则上孔内起爆应选用高段别雷管，孔外传爆应选用低段别雷管。

15、根据工程实践经验，本次爆破选用的导爆管雷管的段别如下：排间选用MS5（110 ms）段，孔间选用MS3（50 ms），局部用MS2（25ms），孔内起爆雷管主要选用MS14（760ms），光爆孔选用了MS15（880ms）。五、爆破效果在环境复杂的建筑物附近进行深孔大爆破，需按建筑物所能承受的振动，严格控制单段药量，精心设计爆破参数和起爆网络。在目前情况下，大型非电接力式起爆网络有传爆可靠、分段多、单段药量易控制等优点，能很好地满足临近建筑物的深孔控制大爆破的要求。第一次爆破时，在严格控制飞石的思想指导下，堵塞长度被普遍加大到了4.5m，有的甚至加大到了5m以上，爆破后顶部岩石只在孔间形成大的裂缝，而没有破碎，留下了45m的顶部盖板。尽管爆后出碴情况表明，顶盖下部岩石破碎较好，但由于顶部岩石破碎欠佳，二次破碎工作量较大。第二次爆破时，吸取了第一次爆破的经验，堵塞长