2023学年完整公开课版钻孔爆破法

2018.05水利工程施工技术钻孔爆破法

主讲人：胡敏辉长江工程职业技术学院目录1钻孔爆破设计2钻孔爆破开挖轮廓的控制3钻孔爆破循环作业一、钻孔爆破设计定义：钻孔爆破法指通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法，简称钻爆法。目前主要采用的是光面爆破法施工。优点：对岩层地质条件适用性强；开挖成本低；尤其适合坚硬岩石洞室、破碎洞室及长度相对较短洞室的施工。1.钻爆设计的主要任务

①

确定开挖断面的炮孔布置，包括各类炮孔的位置、深度及方向；

②

确定各类炮孔的装药量、装药结构及堵孔方式；

③

确定各类炮孔的起爆方法。2.炮孔类型及作用光面爆破法按炮孔的作用、布置方式及有关参数的不同，开挖断面上的炮孔布置往往分成三类，如图。

1～2号孔是掏槽孔

3～7号孔是崩落孔

9～12号孔是周边孔(1)掏槽孔位置：通常布置在开挖断面的中下部。起爆顺序：是整个断面炮孔中必须首先起爆的炮孔。作用：由于其密集的布孔与装药，先在开挖面（只有一个自由面）上炸出一个槽腔，为后续炮孔的爆破创造新的自由面。炮孔数：一般为2～8个。掏槽孔较崩落孔深15～20cm，装药量增加20%。常见的形式：有楔形、锥形和平行垂直掏槽等形式。

(2)崩落孔位置：布置在掏槽孔与周边孔之间。起爆顺序：在掏槽孔起爆后，崩落孔由中心往周边逐层顺序起爆。作用：扩大掏槽孔炸出的槽腔，崩落开挖面上的大部分岩石，同时也为周边孔创造自由面。间距：一般间距为：软石100～120cm；中硬石80～100cm；坚硬石60～80cm；特硬石50～60cm。(3)周边孔位置：布置在开挖轮廓线上。起爆顺序：一般为断面炮孔中最后起爆，并且周边炮孔同时起爆。作用：爆出较为平整的洞室开挖轮廓。

开挖轮廓面前述三类炮孔可以通过微差起爆网路实现毫秒延迟间隔的顺序起爆，先起爆的炮孔为后起爆的炮孔减小岩石的夹制作用，并增大自由面。二、爆破开挖轮廓的控制地下建筑物采用钻孔爆破法开挖，其轮廓控制主要取决于周边孔的布置及其爆破参数的选择。为了降低糙率，减少回填和整修工程量。(一)光面爆破技术目前洞挖作业的轮廓控制普遍推广光面爆破。其施工方法是沿设计开挖线布置小孔径、密间距的周边孔，采用低密度、低爆速、低猛度和高爆力的光爆炸药，不耦合连续装药或间隔装药，进行弱震爆破，炸除沿洞周留下的厚度为最小抵抗线的光爆层，形成光面。优点：①实现洞室断面轮廓成型规整。②减少围岩应力集中和局部落石现象。③减少超挖和混凝土回填量。④减轻了爆破对围岩的扰动和破坏，保存围岩自身承载能力，改善了支护结构的受力状况。（二）隧洞的钻爆参数设计1.炮眼直径炮眼直径对凿岩生产率、炮眼数目、单位耗药量和洞壁的平整程度均有影响。必须根据岩性、凿岩设备和工具、炸药性能等综合分析，合理选用孔径。一般隧道的炮眼直径在φ32mm~φ50mm之间，药卷与眼壁之间的间隙一般为炮眼直径的10%~15%。2.炮眼数目炮眼数量主要与开挖断面、炮眼直径、岩石性质和炸药性能有关，炮眼的多少直接影响凿岩工作量。炮眼数量应能装入设计的炸药量，通常可根据各炮眼平均分配炸药量的原则来计算。式中：N—炮眼数量，不包括未装药的空眼数；

q—单位炸药消耗量，一般取q=1.2kg/m3~2.4kg/m3；

S—开挖断面积，m2；

—装药系数，即装药长度与炮眼全长的比值

；

γ—每米药卷的炸药重量（kg/m）3.炮眼的深度炮眼深度是指炮眼底至开挖面的垂直距离。合适的炮眼深度有助于提高掘进速度和炮眼利用率。

影响炮眼深度的因素：围岩的稳定性，避免过大的超欠挖；凿岩机的允许钻眼长度、操作技术条件和钻眼技术水平；掘进循环安排，保证充分利用作业时间。3.炮眼的深度一般根据经验和工程类比确定钻孔深度大中断面水工隧洞Ⅰ～Ⅱ类围岩条件下，钻孔深度为3～4.5mⅢ～Ⅳ类围岩条件下，钻孔深度为2～3m小断面隧洞钻孔深度一般为1.2～2.0mL4.装药量的计算合理的药量应根据所使用的炸药的性能和质量、地质条件、开挖断面尺寸、临空面数目、炮眼直径和深度及爆破的质量要求来确定。目前多采取先用体积公式计算出一个循环的总用药量，然后按各种类型炮眼的爆破特性进行分配，再在爆破实践中加以检验和修正，直到取得良好的爆破效果为止的方法。首先计算总用药量：再折合成炸药卷数(以2号岩石铵梯炸药为准φ32mm,长200mm，m=0.15kg)，故炸药卷数：然后，按装药系数进行分配。

三、钻孔爆破循环作业

循环作业工序:测量放线→钻孔→装药→堵塞→起爆→通风散烟→安全检查与处理→初期支护→出渣等。洞室施工一个循环接一个循环，周而复始，直至掘进开挖完成。1．钻孔钻孔是隧洞爆破开挖中的主要工序，工作强度较大，所花时间约占循环时间的1/4～1/2。广泛采用的钻孔设备为凿岩机和钻孔台车。施钻前应标出掏槽孔和周边孔的设计位置，采用激光系统定位，严格按照标定的炮孔位置及设计钻孔深度、角度和孔径进行钻孔。钻孔台车凿岩机2.装药装药前应对炮孔参数进行检查验收，测量炮孔位置、炮孔深度是否符合设计要求。炮孔清孔，可用风管通入孔底，利用风压将孔内的岩渣和水分吹出确认炮孔合格后，即可进行装药及网路联接工作。一定要严格按照预先计算好的每孔装药量和装药结构进行装药，如炮孔中有水或是潮湿时，应采取防水措施或改用防水炸药。3．堵塞炮孔装药后孔口未装药部分应该用堵塞物进行堵塞。良好的堵塞能阻止爆轰气体产物过早地从孔口冲出，提高爆炸能量的利用率。小直径炮孔则常用炮泥，它是用砂子和粘土混合配制而成。堵塞时将炮泥段送入炮孔，用炮棍适当挤压捣实。炮孔堵塞应是连续的，中间不要间断。堵塞长度与抵抗线有关，一般来说，堵塞长度不能小于最小抵抗线。4．起爆爆破指挥人员要确认周围的安全警戒工作完成，并发布放炮信号后，方可发出起爆命令。在未确认撤降警戒前不得擅离职守。要有专人核对装药、起爆炮孔数，并检查起爆网络、起爆电源开关及起爆主线。起爆后，确认炮孔全部起爆，经检查后方可发出解除警戒信号、撤除、警戒人员。如发现盲炮，要采取安全防范措施后，才能解除警戒信号。5．通风散烟

在15至20分钟内把有毒气体和灰尘排出工作面。6．安全检查与处理在通风散烟后，应检查隧洞周围特别是拱顶是否有仍粘连在围岩母体上的危石。对这些危石采用轻型的长臂挖掘机进行危石的安全处理。7.初期支护当围岩质量或自稳定性较差时，为预防塌方或松动掉块，产生安全事故，必须对开挖出来的空间进行临时的支撑或支护。临时支撑的形式很多，有木支撑、钢支撑、预制混凝土或钢筋凝土支撑、喷混凝土和锚杆支撑等，可根据地质条件、材料来源及安全经济等要求来选择。喷混凝土和锚杆是一种临时性和永久性结合起来的支护形式，在有条件时，应优先采用。这对于有效控制围岩的松弛变形，发挥围岩的自承能力，具有很好的效果。8．出碴运输出碴运输所花时间约占循环时间的1/3～1/2，它是控制掘进速度的关键工序，在大断面洞室中尤其突出。必须制订切实可靠的施工组织措施，规划好洞内外运输线路和弃碴场地，通过计算选择配套的运输设备，拟定装碴运输设备的调度运行方式和安全运行措施。9.编制循环作业图在一定的时间内，将开挖面掘进一定深度（即循环进尺）所完成的各项工作。循环时间是指开挖每循环一次所用时间的总和。一般以钻孔开始算起，循环时间为4、6、8、12小时等。项目主持单位:黄河水利职业技