安徽省工程爆破技术员培训班设计题

1、安徽省工程爆破技术员培训班设计题班级编号姓名岩土爆破设计题（初级选 2 题，中高级全选）1某水厂通水工程， 需要开挖一沟槽长 300m，深 4.0m，上口宽 4.0m，下底宽 2.0m，开挖边线离民房为 20m，岩石为中风化岩。请设计爆破作业方案。解答： 1 爆破方案为了保证爆破不对建筑物造成破坏，主爆破体采用2 台阶浅孔松动法进行爆破施工、边坡控制采用预裂爆破技术。为降低爆破振动对周围建筑物的影响，采用毫秒分段爆破，严格控制单段最大起爆药量和一次起爆药量。为防止飞石对周围建筑物造成危害，必须加强防护。开挖从两端开始向中间推进。钻爆破器材:YT-24，乳化炸药，导爆管雷管爆破参数1 台阶高度

2、H根据爆破体的状态、周围环境和爆破要求，取H=2m2 主体岩石爆破参数(1)炮孔直径 D：浅孔爆破一般选用 3842mm 孔直径，本爆破选D=40mm。(3)炮孔间距 a:a=1m；(4)炮孔排距 b:b= W= 0. 9m；(5)炮孔倾角 :钻垂直炮孔；(6)炮孔超深 h: 取h=0. 2m；(7)炮孔深度 L: L=H+h=2. 2m；(8)炸药单耗 q：根据松动爆破的要求，炸药单耗取q=0. 5kg/m3 ；(9)单孔装药量 Q: Q=qabH=0. 510.9 2=0.9 kg(10)装药结构：主爆炮孔采用连续装药结构；填塞长度 L 2: 爆破施工采用的装药为 32mm药卷，其长度为

3、200mm，每卷重0.15kg ，装药长度 L 1 为 1.2m3 边坡预裂爆破参数(1)炮孔直径 D：预裂孔选 D=40mm。炮孔间距 a: a=0. 4m；炮孔倾角 : 炮孔倾斜角度和沟槽的坡面一致（ 800）；(4)炮孔超深 h:取h=0. 3m；(5)炮孔深度 L:L=H+h=2. 3m；线密度 q 线：取 q 线 =0.15kg/m单孔装药量 Q: Q=q 线 L=0. 152.3=0.345 kg装药结构：预裂炮孔采用空气柱间隔装药结构， 孔底装药 0.15 kg，中间装 0.12 kg，距离孔口 0.5m 装 0.075 kg；三段装药用导爆索串接，中间空气柱距离相同。(8)填塞

4、长度 L2 :L 2=0.5m。炮孔布置图主炮孔平面布置图 ( 其中一段 ) 和剖面图 1 和图 2 所示图 1 炮孔布置平面图图 2 炮孔布置剖面图起爆网路采用导爆管非电起爆系统，复式联接，毫秒延期起爆网路。在距离建筑物较近处，为了保证最大段起爆药量不超过计算药量，采用逐孔起爆，随着爆破点远离建筑物，可逐步增加每段起爆炮孔的数目。预裂炮孔要超前主爆炮孔，用低段雷管（1 段），主爆炮孔用高段雷管（210 段）。由下面爆破振动校核计算的数据可知，在距离建筑物 20m 时，最大段起爆药量可达8kg，所以在上述计算参数条件下，分段延期起爆，每段可以起爆 2 排炮，孔。为了达到降振效果，实际施工时每段

5、起爆 1 排炮孔，每次其爆的排数根据防护材料的多少和施工能力确定，但最多不超过 10 排。爆破振动校核炸药在岩土介质中爆炸，其释放的一部分能量以波动形式沿地面传播，形成了爆破的地震效应，振动速度计算公式如下：V K （Q1/3/R）式中： R 为建（构）筑物距爆破点距离， m ；Q 为炸药量， kg 齐发爆破取总炸药量，微差爆破或毫秒爆破取最大一段药量； V 为质点振动速度， cm/s，按国家相应标准对于框架结构建筑物为 V 3.5 4.5cm/s；K 、 分别为与爆破地形、地质条件有关的系数和衰减指数。参照同类工程经验 K 取 150， 按硬岩远区取 1.7，V 按建（构）筑物允许振动速度，

6、取 3cm/s。安全防护措施7.1 防冲击波措施严格控制单孔装药量，保证炮孔堵塞质量和长度，防止产生冲炮，可有效控制冲击波的强度。7.2 防飞石措施严格控制单孔装药量和确保炮孔堵塞质量，采用沙袋、运输胶皮带、钢板、炮被等对爆破部位进行多层、多种防护材料防护，可有效控制飞石的产生。2长江某支流航道因扩大航运能力，要炸礁7200m2，长30m，宽40m，平均深度为6.0m。请设计水下钻孔爆破方案（其中单耗q2.0kg / m3 ，钻孔直径为100mm ）。解答：（1）钻爆器材的选择采用 CQ 风动钻机，钻孔直径为100mm。采用水胶炸药，采用外径为管装药，药卷长度为0.5m，导爆管毫秒延期雷管起爆

7、。（2）爆破参数抵抗线 W1.5m ，眼间距 a(1.25 1.5)W ，取 a2.0m排距 b(1.2 1.5)W ，取 b1.8m钻孔超深h2.0m ，炮孔深度 Llh， l 为爆破岩层厚度， m；单孔装药量： QqabL22.01.8L8.2L ，80mm 的PVC（3）起爆体（或起爆雷管）和爆破网路采用 8 号金属壳导爆管毫秒延时雷管，起爆体采用 80mm 500mm 的药卷，在药卷内安放 2 发雷管引爆；采用复式爆破网路。3巢湖某水泥厂生产石料 30 万 m3/年，有效工作日 300 天，每天两班。石灰石坚固性系数 f=810，选用浅孔钻，孔径 100mm，钻孔速度为 30m/台班，

8、要求逐孔起爆。请设计爆破方案。解答：水泥厂露天矿山一般采用台阶爆破，设计按台阶高度15m 计算。（一）爆破材料采用岩石粉状乳化炸药和毫秒导爆管雷管。为了改善爆破效果，减低爆破振动，设计采用多排分段孔内微差起爆技术，并适当延长段间延迟时间， 实际采用的雷管段别为1、3、5、 7、9、11、13、 15。（二）爆破参数（1）钻孔直径孔径主要取决于梯段的台阶高度、岩石性质、钻孔机械类型和破碎程度和施工速度。一般钻机型号确定了，其钻孔直径也就确定了，本工程采用炮孔直径为100mm。（2）梯段（或台阶）高度H结合现场实际情况，实际选用的台阶爆破爆高H=15m，最高不要超过 18m。（3）底盘抵抗线 Wd

9、Q KqabHQ qaWd H根据现有经验公式，当钻孔直径为d80mm150mm 时，底盘抵抗线Wd 与台阶高度的关系式为：Wd（0.280.35） HWd 值也可按下式计算：考虑到本矿山岩石为级石灰岩，岩石的坚固性系数较大f=812，可取 K=37，代入上式计算结果为Wd =37 0.95=3.5m。综上两式的计算，并经现场爆破后调整后的底盘抵抗线为Wd =3.0m3.5m（4）孔距 a 和排距 b采用梅花形交错布孔， 多排多段微差爆破时， 可取 b=2.5m3.0m，将 b=3.0m，d=100m代入上式计算后并结合现场情况综合区取a=3.0m4.0m，b=2.5m3.0m。（5）超深 h

10、超深的作用是克服底盘岩石的夹制作用，使爆后不留根底。钻孔超深度取决于岩性、岩石的层理、节理等，并与抵抗线、台阶高度等参数有关，由经验公式计算：h=（0.150.35） Wdh=（ 0.10.2）H以上公式，当岩石松散、节理发育时，可取小值；当台阶高度大、抵抗线大，岩石坚硬时，可取大值。根据上述两公式，并结合实际条件，取h=1.0m1.5m。（6）孔深 L本工程拟采用垂直钻孔法进行施工，孔深根据下式计算：L=H+h =16m16.5m（7）单孔装药量 Q在深孔爆破中，单位耗药量 q 值，一般根据岩石的坚固性、炸药种类、施工技术和自由面数量等因数综合确定。而单孔装药量与炸药的单耗有关。对于多排微差

11、爆破，每孔装药量由下式计算：第一排：第二排：式中 q 为单位耗药量， kg/m3，q0.45 kg / m3 ；K 为考虑受台阶各排孔的岩渣阻力作用的装药量增加系数，一般取1.11.2。（8）装药结构装药结构采用耦合装药，根据现场实测，按此设计的爆破参数，单孔连续装药后，孔口尚有 3.5m4.0m，正合炮孔堵塞长度的要求，堵塞材料可就地取材，用岩粉和黄土即可。用规格为 32mm180mm150g 的药卷制作起爆药包，每组两卷，分别插入一发非电雷管，然后固定结实牢靠。根据本工程要求和设备状况，每天爆破方量不小于1000m3，按所选的爆破参数， 每天需要炮眼数目不小于8 个。（三）爆破网路本工程对

12、爆破震动控制严格，一次采用多段微差逐孔爆破，这种爆破的特点式：能降低爆破地震效应，爆岩块度均匀、大块率低、爆堆比较集中，爆破网路可靠。其起爆顺序及布孔方式如图1 所示：图 1炮孔布置及起爆顺序图4某风景区要爆破开挖一山坡地，长22m，宽 6.5m，平均高 7.5m，距开挖区 1m 外有围墙， 4m 外有一碑亭，属重点文物保护区，请用浅孔爆破方法设计爆破方案。解答：（一）爆破总体设计原则根据工程特点和周围环境，拟采用如下总体设计原则：（1）采用分层爆破，分层最大厚度为4.0m；（2）爆破顺序：由爆破体外边缘向围墙边缘推进爆破；（3）采用非电起爆系统以求安全可靠；（4）为了降低爆破震动作用和空气冲

13、击波强度，设计采用毫秒爆破技术，多打眼，少装药和分次爆破，并严格控制同段起爆药量和一次爆破总药量；（5）采用严密的防护措施，多种防护材料多重覆盖，先用钢板，其上用多层胶带严盖，不允许碎石飞出，同时还降低了空气冲击波和爆破噪音等爆破危害的强度。（二）钻眼爆破器材根据现场的具体情况，采用 YT-24 型气腿式凿岩机凿眼，选用 42mm的一字型硬质合金钻头。炸药选用水胶炸药；雷管选用毫秒延期非电导爆管雷管。（三）爆破参数（1）炮眼布置及眼深炮眼布置参数如下：炮眼深度： L 0.64.0m最小抵抗线： W0.60.8m炮眼间距： a 0.60.8m炮眼排距： b (0.81.0)a0.50.8m（2）

14、炮眼装药量采用体积药量计算公式求定炮眼装药量。单眼装药： QqabL ， q 为单位耗药量， q0.5kg / m3 。实际施工过程中各炮眼具体装药量应视炮眼布置和炮眼深度计算确定。（四）爆破网路采用 “大把抓 ”爆破网路，每 “大把抓 ”2030 发雷管，用 2 发雷管引爆。（五）爆破安全设计（1）爆破震动爆破产生的质点振动速度必须小于重点文物允许的振动速度，确保文物的安全。 因此，一次最大齐爆药量可按下式计算： Q R3 V3/，其中 R 为爆点到碑亭的距离， R 4m ；KV 为碑亭允许的质点振动速度，根据爆破安全规程， V 0.3cm/ s ； K 、 为与爆破至计算点间的地形、地质条

15、件有关的系数和衰减指数，K150 ，1.5。由一次齐爆最大药量，计算出一次爆破炮眼数目。（2）爆破飞石控制爆破产生的个别飞石的飞散距离可按下式计算：R20kn2W 。通过优选抵抗线方向来控制爆破飞石的抛散方向，采用钢板、胶带多层防护材料覆盖，可有效控制爆破碎块的飞散，确保邻近建筑物和构筑物的安全。（3）空气冲击波强度控制本工程为分散填塞装药，少药量多次爆破，又有覆盖物防护，可有效控制空气冲击波强度。拆除爆破设计题（初级选 2 题，中高级全选）1某铁路大桥因建设需要，决定爆破拆除。桥全长约240m，宽约 8m，桥墩台共 13 个，跨长 20m，桥墩顶部横截面为2.2m3.4m，平均高度5m。要求

16、桥梁隔跨断一切口，桥墩（钢筋混凝土）全部炸毁，请设计爆破方案。设计：拆除爆破方案1）延期爆破方案设计：用爆破方法 “切梁 ”、“断墩 ”，在拆除部分的中间先起爆，依次炸倒两边桥墩。 切断桥梁，实现逐跨倒塌。利用桥体塌落碰撞进行二次破碎。2）技术要点： 充分破坏桥墩立柱及其支撑结构，使桥在其自重作用下失稳塌落，起到二次破碎的效果； 采用隔跨爆破切断，彻底破坏桥面梁结构，在重力作用下使钢筋变形失稳。爆破形成 “铰 ”，利用牵引作用，使桥梁充分塌落；采用由中而外、由上而下的起爆顺序， 使爆破部分沿预定的方向倒塌。利用爆破缺口的高度来控制倒塌速度，以加大桥体的塌落压力进行二次破碎。爆破参数设计2.1

17、爆破切口高度1）桥墩的失稳切口高度H minK hgB ， hg =50d式中， H min 为钢筋混凝土失稳的最小切口高度；K 为系数， 1.52.6；B 为承重桥墩截面的最大边长； d 为主筋直径。按上式计算，切口高度不小于2.6 4m。2）桥墩形成“铰”的爆破切口高度H=(1.01.5)B=3.45.0m，这里爆破切口高度取 4m。2.2 爆破参数1）最小抵抗线 W，取 0.5m，进行多层多排布药。2）炮孔间距 a 和排距 b间距： a=KaW排距： b=Kba。式中， Ka 、Kb 分别为系数， Kb=0 81.0；Ka =1. 82.0。3）炮孔布置桥墩布孔如图 1 所示。在桥墩底部

18、，离地面 0.50.7m 处开始布孔，按孔距a=0.6m，排距 b=0.5m 布置梅花孔，共布置 8 排。用风钻打水平孔，孔深 1.7m，每个炮孔分两端装药。图 2桥墩布孔、装药示意图( 单位：cm)对于桥面，在每跨桥面上布置 23 道爆破切割线， 每条切割线垂直于桥延长线，由 3 排孔距 a=0.6m， b=0.5m 的梅花孔组成，用风钻垂直于桥面打孔，孔深 0.6m，每条切口共 32 孔。桥面布孔、装药如图 2 所示。图 2 桥面布孔、装药示意图药量计算采用乳化炸药炸药，单个药包药量按下式计算Q=KBab式中， K 为单位炸药消耗量，取500g /m3；B 为桥墩短边长度。对于桥墩： Q=

19、5002.2 0.6 0.5=330g对于桥面： Q=5000.6 0.6 0.5=90g桥墩炮孔采用分 2 层装药，每层装药量为165g，装药层间距为650mm。爆破网路设计为使桥梁充分解体， 充分利用微差爆破技术， 以满足工程要求。 爆破网路采用孔内和孔外延时相结合的方法实现微差爆破。 要求在第一段装药起爆时， 其余各段必须进入孔内延时，绝对保证各起爆网路不受破坏。安全防护控制爆破对周围环境造成影响的主要因素有爆破飞石、 爆炸冲击波、 爆破振动和塌落振动等。为把各影响因素控制在安全范围以内， 应采取积极有效的措施：1）通过控制一次齐爆药量减弱爆破振动；2）通过控制桥墩、桥梁的塌落时差降低塌

20、落振动；3）在爆破部位覆盖防护材料，减少飞石；4）按设计要求精心施工，保证质量。爆破振动根据周围环境情况， 以爆区最近目标评估振动速度， 并由此确定一次最大齐爆药量。用以下公式计算振速本工程中系数可选取为： K =200， =2， K , =0.5。经验算，本工程爆破引起的最大震动速度 v 5cm /s；加之在地表以上装药，采用分段起爆，不会对周围建筑物引起危害。2. 马鞍山钢铁公司某车间因改造需要爆破拆除6 条钢筋混凝土基础，每条基础长 50m，宽 2m，深 2m。车间周围要保护的设备最近距离仅10m。请设计爆破拆除方案。设计：爆破方案设计由于基础处于钢铁公司车间， 因此环境较复杂， 必须对

21、爆破震动、 空气冲击波和飞石要进行严格控制。 故采用开挖防震沟和毫秒微差爆破技术， 雷管段数为110，并严格控制一次齐爆药量。爆破参数设计2.1 炮孔布置参数和装药参数根据基础的结构特点（长50.0m、宽 2.0m、高 2.0m）进行炮孔布置参数设计，具体为：炮孔间距 a=0.5m，炮孔排距 b=0.5m，炮孔深度 L=1.7m。单孔装药量 Q 按体积药量公式计算：Q=KabH= 1.00.50.5 2.0=0.5 kg爆破网路设计为减少振动，保证计算机房和紧邻厂房不受任何影响， 决定选用单孔单段孔内外毫秒延期的起爆系统， 每次起爆最大一段药量控制在 1kg 左右，一次起爆用药量为 208kg

22、。爆破安全技术4.1 爆破振动速度检算采用多段毫秒延期爆破方式和深孔间隔装药等措施，控制同段最大用药量（最大同段药量1kg）。由爆破安全规程中的爆破安全允许振速公式检算如下：根据类似工程经验，对计算机房的设备不会造成有害影响。对埋入地表以下的基础， 为保证爆破效果和减小地震危害，应用挖掘机或人工对基础四周挖开1m 左右的宽度、深度视基础高度而定的防振沟。4.2 爆破飞石、冲击波及噪音每次爆破时采用草袋对爆破体进行覆盖，随即用沙袋压重，其上再铺上胶带，最上层再压沙袋，通过四层严密防护，并严格按照设计钻孔、装药，可以有效地控制爆破飞石、冲击波及噪音的影响。某砖厂一废旧砖烟囱需爆破拆除，高75m，烟

23、囱距地面上 1.5m 处直径6m，壁厚 1m，要求定向倒塌爆破拆除。请设计爆破拆除方案。设计爆破方案根据待拆烟囱的周围环境确定倒塌方向。爆破切口设计2.1 缺口形状根据烟囱周边环境，为严格控制烟囱的倒塌方向并防止后坐对后侧架空电线产生影响，本次爆破切口设计时采用正梯形。2 2 缺口弧长根据烟囱的结构特征，布孔自距地面1.5m 的部位开始。缺口孤长取周长S的 0.60 倍，即 L=0.60 18.849m=11.309m。根据以往经验及理论分析，这样的开口长度，足以破坏烟囱的稳定性，导致整个结构失稳，重心产生偏移。烟囱在自重作用下形成倾覆力矩， 迫使烟囱按预定的方向倒塌， 较小的切口能有效防止烟

24、囱后坐。2.3 缺口高度对于砖砌水泥砂浆结构的烟囱， 爆破缺口高度 h0，一般取烟囱壁厚的1.52.0倍，即可使烟囱在自身的重力下失稳，并形成充分的倾覆力矩，保证顺利倒塌。切口处烟囱筒壁1.0m，因此，设计切口高度h0= 1.8 m，足以使烟囱顺利倾倒。爆破参数爆破缺口区的炮眼采用梅花形方式布孔。具体布置参数见图2。采用岩石炸药。单孔药量烟囱按体积数量计算原理确定，计算公式：式中： K装药单耗系数，取K=1000g/m3。经计算后选定单孔药量q=360g。图2切口展开示意图(单位： m)表 1炮孔布置参数及药量采用每孔内装 2 发 1 段导爆管雷管，自定向中心向外用 1、3、5 段毫秒雷管引爆

25、，装药采取连续柱状装药方式。装药堵塞完毕后，就近将 20 左右根导爆管捆成一束，每束用 2 发瞬发电雷管捆扎，串联电爆网络路，发爆器起爆。定向窗开设及内衬处理因烟囱壁厚较大， 且砌体强度较高， 若全用人工机械时时间较长， 对施工进度产生影响，对周边环境进行分析后， 决定先采用在在两侧定向窗范围内各钻 3 孔进行爆破松动，再人工、机械进行修整，定向窗几何尺寸为宽 1. 4 m，高 1.4 m。在开设定向窗时， 对烟囱的耐火材料内衬进行处理， 使其不影响烟囱的定向倒塌，切口内若仍有人工处理不完全的内衬， 可在夹层中放置少量炸药， 炮泥糊实，与切口同时爆破已彻底炸断之。安全校核5.1 爆破振动安全计

26、算根据爆区环境可见， 爆破震动对周边的影响是较复杂的。 周边居民楼房距待爆烟囱较远， 允许的震速 V = 3cm /s ，所允许的齐发最大装药量为 Q，由下式确定：式中，R 为爆破中心到建筑物的距离 m，本设计中以烟囱西面居民楼为对象， R = 45 m； V 为建筑物安全振动速度，取 V=3cm/s，K， 为地震波传播的介质的系数，根据工程实际，类比相关工程，取=2.0，K = 200，K为衰减系数，由于装药比较分散，取K=0.。5Q=453 3/(0.5 200)3/2=473.50kg而本次烟囱爆破单响药量不足20 kg。再者，本工程在地表以上装药，且又采用分段微差起爆， 总的起爆药量很

27、小， 经验算后证明周围建筑物不会因爆破震动而损坏。地面为松软土， 烟囱落地时对地面的冲击作用震动强度不高。可见烟囱爆破时产生的震动不会对周边保护物造成危害。5.2 飞石防护设计警戒范围 200m.防护设计：采用多层潮湿的草袋和竹篱笆等防护材料用铁丝捆绑在切口处的烟囱筒身进行覆盖防护， 近体防护，再在切口方向上搭设成竹排架，斜靠在烟囱上，把竹排架串联在一起，并在排架外侧悬挂帆布，其长度大于切口长度。如此严密防护，可有效控制爆破碎块的飞散。5.3 冲击波和爆破噪音本工程为分散填塞装药， 又有覆盖物防护， 冲击波的作用强度较低， 噪音不高，不会对周围人员和建筑物造成危害。某 8 层砖混结构楼房平面为

28、 “ L”形结构，总高 27m，其中 1 区长 27m，宽 11m， 2 区长 53m，宽 10m，承重墙为 24cm 砖。请设计定向倒塌方案。设计：爆破方案在确定爆破方案时，根据楼房结构特点及周边环境，应注意以下几点：该楼西侧距高压电杆和变压器较近，应予以重点保护；楼房整体刚性较强，根据其宽高比应注意时差上尽量缩短；因一区后部有重叠部分，对一区的炸高要提高至 3 层。因此，根据待拆楼房的结构特点及周边环境情况， 决定采用大楼整体“向北定向倒塌”爆破倒塌方案。预拆除预先对非承重墙体进行最大限度的拆除，同时为减少爆破钻孔量， 对部分承重墙采取“ 化墙为柱 ”，以减少爆破工程量，墙体处理至4 层。

29、为保证楼房倒塌时能充分解体，对所有楼梯人工拆除至4 层。对切口区的构造柱在打孔前人工将其剥离出来，使其成为一独立柱。爆破参数3.1 炮孔布置参数各种结构炮孔布置方式及参数如下：砖结构的墙体（24 砖墙采用“梅花型”布孔， 横纵墙交汇处布倾斜炮孔。 ）孔距 a = 30cm，排距 b=25cm，孔深 （l垂直）= 16cm，孔深 （l 倾斜处）=22cm。构造柱采用沿中心线或左右相切布孔排距 b= 25cm，孔深 l 垂直 = 17cm，单耗 q= 1200g/ m3。3.2 装药参数根据体积药量公式计算单孔药量计算：Q =qV式中： Q 为单孔药量， g；q 为炸药单耗， g/ m3；V 为单孔破坏介质体积，m3。取 30g。构造柱：按上式计算得：Q = 22.5g，实取 25g。装药采用密实装药结构，装药后，炮孔全封泥。3.3 起爆网路及起爆顺序起爆方式：采用导爆管雷管和电雷管相结合的起爆方式， 孔内采用导爆管雷管起爆，每 2025 发孔内导