石方路基施工课件

第三章石质路基施工

一、石质路堤填筑1．填料的选择（1）根据石料饱和抗压强度指标，将填料分为硬质岩、中硬岩石和软质岩石三类：其中硬质岩石单轴饱和搞压强度不小于60mpa，中硬岩石不小于30～60mpa，软质岩石不小于5～30mpa。（2）膨胀性岩、易溶性岩石，强风化石料、崩解性岩石和盐化岩石不宜直接用于路堤填筑。（3）填料粒径≤50cm，并不超过层厚的2/3。不均匀系数15～20，路床底面以下40cm范围内填料粒径﹤15cm，路床填料粒径﹤10cm。注：均匀系数指筛分时，通过率为60%与通过率为10%的筛孔尺寸之比。

一、石质路堤填筑2．填筑工艺与方法填石路堤的填筑方式有倾填和水平分层填筑等，其施工工艺流程如下：推土机或自缷汽车倾填机械摊铺小石块找平、石屑塞填人工配合找平上层人工或机械找平压实人工摊铺、码砌大石块填石路堤施工流程图

一、石质路堤填筑2.填筑工艺与方法（1）二级及二级以上公路的填石路堤应分层填筑，二级以下公路砂石路面在陡峻山坡地段施工特别困难时，可采用倾填，但路床底面以下100cm范围内仍应分层填筑压实。（2）岩性相差较大的填料应分层或分段填筑，严禁将软质石料与硬质石料混合使用。（3）中硬及硬质岩石及以上填石路堤应进行边坡码砌，强度大于30mpa，最小尺寸≥30cm。（4）压实机械宜选用自重不小于18t的振动压路机。（5）在填石路堤顶面与细粒土填土层之间设置过渡层或隔离层。

一、石质路堤填筑3．压实质量控制（1）不同强度的石料，应分别采用不同的填筑层厚和压实控制标准，压实质量标准宜采用孔隙率作为控制指标。（2）填石路堤的压实质量宜采用施工参数（压实功率、碾压速度、压实遍数、铺筑厚度等）与压实质量检测联合控制。（3）填石路堤压实质量可以采用压实沉降差或孔隙率进行检测，孔隙率的检测应采用水袋法进行。填石路堤压实到所要求的紧密程度所需的碾压或夯压的遍数应经过试验确定。当压实层顶面稳定，不再下沉，表面无明显轮迹时，可判定为密实状态。

一、石质路堤填筑填料类别分区路槽底面下深度（m）松铺厚度（㎝）最大粒径（㎝）孔隙率（％）硬质石料上路堤0.8-1.50≤40﹤2/3层厚≯23下路堤＞1.50≤60﹤2/3层厚≯25中硬石料上路堤0.8-1.50≤40﹤2/3层厚≯22下路堤＞1.50≤50﹤2/3层厚≯24软质石料上路堤0.8-1.50≤30﹤层厚≯20下路堤＞1.50≤40﹤层厚≯22石方路堤压实标准

二、土石路堤填筑当混合料中巨粒土（20cm以上）含量多于70%时，按填石路堤填筑，当混合料中巨粒土（20cm以上）含量小于30%时，按填土路基施工，混合料中巨粒土（20cm以上）含量在30%～70%之间时，按土石路堤施工。土石路堤的施工方法与土方路基施工基本相同，只是在确定最大干密度时，应测出不同含石量下的干密度曲线，计算压实度时，根据实测含石量确定标准干密度。

三、石质路堑开挖1.爆破法开挖爆破法是利用炸药爆炸的能量将土石炸碎以利挖运或借助爆炸能量将土石移到预定位置。2.松土法开挖松土法开挖是充分利用岩体的各种裂缝和结构面，先用推土机牵引松土器将岩体翻松，再用推土机或装载机与自缷汽车配合将翻松的岩块搬运到指定地点。3.破碎法破碎法开挖是利用破碎机（炮机）凿碎岩块，然后进行挖运等作业。四、路堑石方爆破开挖

（一）、炸药、起爆器材与起爆方法1.炸药（1）铵梯炸药：硝酸铵（氧化剂）＋梯恩梯（敏化剂）＋木粉（可燃剂）主要有露天铵梯和岩石铵梯两种。吸湿、有毒、污梁严重。2010年以前淘汰。（2）铵油炸药硝酸铵＋柴油＋木粉。（3）乳化炸药由氧化剂（硝酸铵、硝酸钠水溶液）、可燃剂（柴油、石蜡等）、密度调节剂、乳化剂等组成。（4）硝化甘油类炸药代那买特（dynamite），利用硅藻土吸收硝化甘油制成。（5）黑火药：硝酸钾＋硫磺＋木碳组成。（6）静态破碎剂：又称胀裂剂，以特殊硅酸盐、氧化钙为主要原料，制成的一种高膨胀性粉状物。铵梯炸药起爆药柱

硝铵炸药

乳化炸药甘油炸药

黑火药(中颗粒)

黑火药(大颗粒)

起爆器材

雷管雷管的分类：根据点火装置的不同，分为火雷管、电雷管、和非电导爆管（毫秒）雷管。（1）火雷管火雷管的构造：雷管由雷管壳、正副装药、加强帽（正起爆药外用金属加强帽封盖）三部分组成。依雷管内起爆药量多少，分成10种号码，号数愈大,其起爆药量愈多。通常使用的为6、8号两种，6号雷管相当于1g雷汞的装药量，8号雷管相当于2g雷汞的装药量。火雷管用导火索来引爆,目前主要用于炮孔数较少的浅眼和裸露药包的爆破中。禁止在有瓦斯或矿尘爆炸危险的环境中使用。起爆器材

雷管123456工业火雷管结构示意图1－管壳；2－传火孔；3-加强帽；4-正起爆药；5－副起爆药；6-聚能穴这是火雷管

这是火雷管起爆器材

雷管（2)电雷管电雷管分为瞬发电雷管和延期电雷管,延期电雷管又分为毫秒电雷管和秒差电雷管两种。火雷管与电雷管的不同之处，是在管壳开口处，火雷管留出15mm左右的空隙端，以备导火索插入之用。电雷管则有一个电气点火装置。并以防潮涂料密封端口。瞬发电雷管又称为即发电雷管,是一种通电后即刻爆炸的电雷管。工程中常用的是8号瞬发电雷管,其装药量与8号火雷管相同。秒延迟电雷管不同于即发雷管之处在于点火装置与加强帽之间多了一段缓燃剂，根据缓燃剂的长短控制延迟时间，国产的秒延雷管分7段，每段延迟时间为1s。起爆器材

雷管毫秒延期电雷管又称微差电雷管,它和秒延期电雷管的区别在于把延期精制导火索换成了延期药。其延期药常用硅铁和铅丹(四氧化三铝)的混合物,并掺入适量硫化锑调节药剂的反应速度。国产毫秒延迟雷管有五个系列产品，其中第五系列被广泛运用，共计20段，最大延迟时间可达2000ms。数码电子雷管利用一个集成电路取代普通电雷管中化学延时与电点火元件。电子雷管各段之间的延时间隔通常为1ms,延时误差为0.2ms。①电子延期起爆系统的组网能力还较小。②电子雷管的成本太高。瞬发电雷管结构毫秒延发电雷管结构起爆器材

雷管秒延期电雷管结构1－蜡纸；2－排气孔；3－精制导火索毫秒电雷管勘探电雷管

普通瞬发电雷管

起爆器材

雷管(3)导爆管雷管导爆管雪管分为瞬发、毫秒和半秒延期雷管。非电导爆管雷管与电雷管的区别在于取消了电雷管的点火装置,而采用了一个与导爆管相连接的塑料连接套,由导爆管的爆轰波来激发正起爆药或延期药。起爆器材

雷管非电毫秒雷管结构示意图1－导爆管；2－塑料连接套；3-消爆空腔；4-空信帽；5－延期药；6-加强帽；7－正起爆药DDNP；8-副起爆药RDX；9-金属管壳起爆器材

导火索导火索用来激发火雷管。索芯为黑火药，外壳用棉线、纸条和防水材料等缠绕和涂抹而成。使用最多的是每m燃烧时间为100～125s的普通导火索。

导火索的作用是将火焰传递给火雷管并激发其爆炸,火焰的传递时间取决于导火索的长度和燃烧速度。导火索的长度应保证点燃导火索后,人员能撤至安全地点,但不得短于1.2m。起爆器材

导爆索（导爆线、传爆线）导爆索是一种传递爆轰波的索状器材。导爆索的外形很象导火索，其性质及作用与导火索截然不同。导火索传导火焰；导爆索传递爆轰波。普通导爆索常用黑索金或太安为芯药，以棉线和纸条为包缠物，并涂以沥青和涂料为防潮剂而制成，外表涂成红色或红黄相间，以示区别。普通导爆索的爆速一般不低于6500m/s，线装药密度为12～14g/m。合格的导爆索在0.5m深的水中浸泡24小时后，其敏感度和传爆性能不变。塑料导爆索具有较好的抗水和防油能力,更适合于水下爆破作业。

性能指标导爆索（传爆线）导火索（导火线）材料常用黑索金或太安为芯药，以棉线和纸条为包缠物，并涂以沥青和涂料为防潮剂而制成，外表涂成红色或红黄相间，以示区别索芯为黑火药，外壳用棉线、纸条和防水材料等缠绕和涂抹而成外观外径5.2-6.4mm，红色或红黄相间外径5.2-5.8mm，白色药芯黑索金，呈白色黑火药，呈黑色反应方式爆炸、爆速6500m/s燃烧，燃速约100s/m-125s/m作用传递爆炸，引爆炸药传递燃烧，引爆雷管防水性能可用于水下爆破作业基本不防水起爆器材

导爆管导爆管是一种内壁涂敷有混合单质炸药的塑料细管。管壁材料为高压聚乙烯,无色透明,外径约3㎜，内径约1.4mm,具有一定抗拉强度。管内壁涂有以奥克托金或黑索金为主体的粉状炸药，每米涂药量14～16mg。混合炸药中含奥克托金或黑索金91%、铝粉9％。在受过冲击波的作用时，开始爆炸，其爆轰波能以1600～2000m/s的速度沿管芯传播下去，导爆管传爆时的音响不大，发出闪电似的一道白光。爆轰波过后，管壁无损，对管线通过地段毫无影响。由于导爆管内壁涂药量很少,形成的爆轰波能量不大,不能直接起爆工业炸药,但能引爆雷管内敏感度较强的正起爆药,从而达到起爆的目的。塑料导爆管结构（1－炸药粉末；2-塑料外壳）非电毫秒雷管结构示意图普通型导爆管雷管

耐水毫秒导爆管雷管

导爆管延期雷管

塑料导爆管新型安全工业雷管

起爆方法

导火索起爆法利用导火索燃烧引爆雷管，从而使炸药爆炸的起爆方法。将剪截好的导火索插入火雷管插索腔内，制成起爆雷管，再将其插入药卷内成为起爆药卷，而后将起爆药卷放入药包内。起爆流程：导火索＋火雷管→起爆雷管→插入药卷→起爆药卷→放入药包导火索起爆法操作简单,能抗杂散电流,不需网路计算,费用较低,特别适用于浅眼爆破、二次破碎和零星分散的小型爆破。该起爆方法的缺点是可靠性差,容易出现盲炮,点火作业时危险性大。在有瓦斯和矿尘爆炸危险的环境中禁止使用。导火索起爆法常用来激爆导爆索和导爆管网路。带导火索的红色火雷管

8号工业火雷管

导爆索起爆法首先用雷管侧向起爆导爆索，而后导爆索再侧向起爆药卷的起爆方法。在导爆索起爆网路中，导爆索既传递爆轰波，又直接起爆炸药。起爆流程：雷管＋导爆索→起爆炸药(1)联结方式导爆索之间的联结方法有搭结、套结、水手结和三角结等几种。(2)起爆网路①继爆管－导爆索微差起爆网路②导爆管雷管－导爆索微差起爆网路(3)导爆索的起爆由于导爆索本身需要先用雷管将其起爆,为了起爆可靠,应采用两个雷管。

几种正确的导爆索连接方法a)搭结；b)水手结；c)套结；d)三角结a)b)c)d)导爆索与药卷的连接1-胶布；2-药卷；3-导爆索；4-起爆体簇并联分段并联导爆索爆破网络导爆索微差起爆并联双环形网路示意图电力起爆法

通过电爆网路起爆的方法，称为电力起爆法。起爆流程：通电→激发电雷管→起爆(1)电爆网路在电爆网路设计时,一般采用简单的电路连接形式,以保证各个雷管通过的电流强度相等。用动力电源、移动式发电机或蓄电池电源做起爆电源时,常用的电路网路连接形式有:串联、并联、串并联、并串联以及并串并联。电爆网路的基本形式A)串联网路；b)并串联网路；c)串并联网路；d)并串并联网路导爆管起爆法

导爆管起爆法是20世纪70年代发展起来的一种新型非电起爆方法。通过冲击激发源（工程上一般采用雷管）轴向激发导爆管，在管内形成稳定传播的爆轰波。爆轰波及高温爆轰产物流导致末端的导爆雷管起爆，引起药卷起爆。起爆流程：冲击激发源（8号雷管）→轴向激发导爆管→引爆导爆雷管→起爆(1)导爆管的引爆方式①用火雷管或电雷管起爆。②用导爆索起爆。③用起爆器具如击发笔、击发枪等引爆雷管。导爆管起爆法(2)导爆管的连接元件①雷管连接一个8号工业雷管可以引爆50根左右的导爆管,为了提高网路的安全性,一般采用两发雷管引爆20根左右的导爆管②导爆四通③连接块一般可一次传爆8～20根被爆导爆管。④连通管塑料连通管内无任何炸药成分,无爆炸危险性,可以取代导爆管网路中用作传爆元件的导爆管雷管,提高了安全性。导爆管起爆法（3）起爆网路目前常用的起爆网路形式有簇联、串联、并串联、复式起爆、环行起爆网路以及混合网路等。

导爆管起爆网路基本形式a)簇联起爆网路；b)串联网路；c)簇串联网路；d)复式网路1－炮孔；2-击发电雷管；3-聚能穴；4-胶布；5-导爆管；6-反射四通导爆管起爆网路导爆管爆破试验现场

布设导爆管

按动启爆器

四、石方路基爆破开挖

（二）、常用爆破方法爆破方法一般分为小炮和洞室炮，小炮用药量1000kg以下，主要有钢钎炮、深孔爆破、药壶炮、猫洞炮等。大爆破为硐室炮，炸药用量在1000公斤以上。1.裸露药包法（趴炮）这种方法是将药包放置在被炸岩石表面或经过清理的石缝中，药包表面用草皮、泥土或橡胶条网覆盖后进行爆破。由于炸药利用率低，只适用于孤石或大改小。四、石方路基爆破开挖

（二）、常用爆破方法2.炮孔法（钢钎炮或浅孔爆破）：炮孔直径小于7㎝，深度小于5m。（1）眼浅，用药量少，爆破时爆炸气体很容易冲出，声音大而炸出的石方不多。不利于爆破能量的利用，在工程量大而集中时，很少采用。（2）在工程分散、石方量少及地形艰险地段时仍是比较适宜的炮型。（3）在大规模爆破工程中是一种改造地形，为其它爆破方法创造临空面的辅助爆破方法。（4）现代公路爆破中,为了保护路堑边坡,多采用深孔爆破预留保护层,厚度约15～20倍孔径,保护层采用浅孔小台阶爆破开挖,俗称修坡。四、石方路基爆破开挖

（二）、常用爆破方法爆破参数确定：炮孔深度：L=C×H=(0.85～1.15)×HC为岩石坚固系数，坚固取大值,H为岩石厚度或阶梯高度。最小抵抗线：W=(0.5～0.9)H炮孔间距：a=（0.8～2.0）W炮孔排距：b=0.86a装药长度：l=(1/3-1/2)×L深孔爆破深孔爆破法指炮孔深度较大的钻孔爆破,通常孔径大于75mm,孔深大于5m。目前深孔爆破巳成为公路石方,特别是高等级公路石方爆破的首选作业方式。特点:(1)深孔爆破有利于公路边坡的成型和稳定。若辅之以预裂爆破或光面爆破,则可以更有效地减少对边坡的爆破损伤,降低爆破振动和应力波作用等有害效应,显著地改善路堑边坡质量。(2)有利于使用先进的爆破技术。如采用毫秒延期爆破、宽孔距小抵抗线爆破等技术,可以有效地控制破碎块度和爆破质量,有利于石方的利用,提高装运效率。(3)有利于公路石方的机械化作业和快速施工。正在观察矿山深孔爆破炮孔深孔爆破台阶要素深孔爆破的台阶要素分为台阶参数、钻孔参数和装药参数三类:(1)台阶参数。包括台阶高度H(m),梯段面倾斜角度α(0),爆区宽度与长度。(2)钻孔参数。包括台阶上眉线至前排炮孔中心的距离B(m),孔深h(m),钻孔倾斜角β(一般β＝α),超钻深度Δh(m),钻孔直径d(mm),孔距a(m),排距b(m)。(3)装药参数。包括底盘抵抗线Wb(m),最小抵抗线W(m),药卷直径de(mm),堵塞长度h0(m),装药长度h1(m),线装药量QL(Kg/m),单孔装药量Q(kg),单位炸药消耗量q(kg/m3)等。深孔爆破台阶要索钻孔爆破设计

1.确定台阶形式和台阶高度（1）台阶形式纵向台阶布孔法适用于半路堑开挖。即平行路线方向钻孔。对于高边坡半挖路堑,常采用分层(多层)布孔。横向台阶布孔法适用于全断面拉槽式的路堑和站(场),如收费站开挖。(2)台阶高度由于孔深等于台阶高度加上超钻长度,因此孔深实际上是由台阶高度决定的。①首选边坡的台阶高度。②2～5倍的抵抗线长度。③参考挖运机械高度，一般在8～15m左右。钻孔爆破设计

2.确定钻孔形式和布孔方式(1)钻孔形式深孔爆破的钻孔形式一般分为垂直钻孔和倾斜钻孔两种方式,个别情况下也可以采用水平钻孔形式。(2)布孔方式就台阶平面而言,炮孔的布孔方式有单排布孔和多排布孔之分。多排布孔又分矩形(含方形)和梅花形(三角形)两种。从钻孔施工方面考虑,矩形布孔更易于准确定位,钻机的移动次数也少;从能量均匀分布的观点看,梅花形布孔更为理想,但梅花形布孔常常需要进行补孔,以使爆区两端的边界获得均匀整齐的岩石面。垂直钻孔爆破和倾斜钻孔爆破比较表序号垂直钻孔倾斜深孔1钻孔角度易控制，误差较少钻孔角度较难控制，误差相对较大2钻孔施工方便，不易塌孔，钻速快施工技术要求高，易出现塌孔，卡钻等3底部和上部抵抗线不同，爆炸能量分布不均，易产生大块，爆后易留根坎抵抗线一致，爆炸能量分布均匀，爆破块度易控制，不易产生大块和残留根坎4爆破后冲台阶拉裂范围大，对后一循环的第一排钻孔不利，台阶坡面稳固性较差爆破后冲及拉裂范围小，台阶坡面容易保持钻孔爆破设计

3.确定钻孔直径和钻孔深度（1）钻孔直径d公路石方深孔爆破的孔径相对较小,多为80～l50㎜,且以80～110㎜占据主导地位,钻机确定后,钻孔直径也就确定了。(2)超钻长度当岩石松软时取小值,岩石坚硬时取大值。如果采用组合装药,且孔底部选用高威力炸药时,可适当减小超钻。(3)孔深垂直钻孔孔深:倾斜钻孔孔深:钻孔爆破设计

4.确定装药形式和药卷直径de深孔爆破的装药,分为耦合装药和不偶合装药两种形式。耦合装药时的药卷直径等于钻孔直径,不耦合装药时的药卷直径小于炮孔直径。采用散装炸药或用装药车装药时采用的是耦合装药,当用成型的药卷直接装入炮孔内时则是不偶合装药。根据爆破开挖的部位,确定采用耦合装药还是不耦合装药。一般在接近保护层部位,宜采用不耦合装药；在周边环境比较复杂的工点,需要降低爆破振动,也宜采用不耦合装药。钻孔爆破设计

5.确定炸药单耗q和装药密度ρe根据工程所在区的地质情况选定炸药单耗和炸药密度。深孔爆破的炸药单耗一般是指松动爆破时的炸药单耗。影响炸药单耗的因素主要有岩石的可爆性、炸药特性、自由面条件、起爆方式和块度要求等。各种爆破工程都有根据自身生产经验总结出来的合理炸药单耗值。由于岩石强度和岩体性质存在很大差异具体工程的炸药单耗需要通过多次试验调整或经过长期生产实践来验证。单纯增加单耗不一定能更好地改善爆破质量,大量爆炸能量只能消耗在岩石的过度粉碎和增加爆破有害效应上。q=0.33～0.84kg/m3之间，ρe=0.9～1.1g/cm3。钻孔爆破设计

6.确定装药结构、装药长度和堵塞长度(1)装药结构①连续装药结构连续装药结构适用于台阶高度较低,上部岩石比较破碎或风化严重,上部抵抗线较小的深孔爆破。②分段装药结构将药柱分为若干段装入炮孔,每段药柱之间以空气、岩碴或水等隔开,使炸药能量在岩石中比较均匀地分布。分段装药结构适合于特殊地质条件下的深孔爆破。③混合装药结构混合装药结构是指在同一炮孔内装入不同种类的炸药,即在炮孔底部装入高密度、高威力炸药,而在炮孔上部装入威力较低的炸药。钻孔爆破设计

6.确定装药结构、装药长度和堵塞长度（2）堵塞长度h0。合理的堵塞长度可以降低爆炸气体能量损失和尽可能增加钻孔装药量。一般堵塞长度不应小于20倍的孔径，当堵塞长度大于30倍孔径时,一般不会产生飞石。（3）装药长度h1装药长度＝h×τ，τ-装药长度系数，H<10取0.6，10≤H<15取0.5，H>15取0.4，m；钻孔爆破设计

7.确定炮孔密集系数与抵抗线（1）孔距与抵抗线(或排距)之比称为炮孔密集系数,用m表示。m=a/W=a/b=0.8～1.25。（2）最大抵抗线和实际(设计)抵抗线当选定了钻孔直径、炸药及装药密度后,对于某一特定岩石,存在一最大的抵抗线,超过该值,台阶底部的岩石将得不到破碎或留坎。最大抵抗线按每孔装药量(巴隆公式)计算:

De-药卷直径,m;ρe－装药密度,Kg/m3;q-炸药单耗,Kg/m3。设计抵抗线W计算:W=Wmax－0.03H一般来说,抵抗线为药卷直径的25～35倍,多数在30倍左右。钻孔爆破设计

8.确定钻孔间距与排距抵抗线确定后,孔距a和排距b计算:

孔距和排距是一个相关的参数。在给定的孔径条件下,每个孔有一个合理的负担面积s,即:s=ab,当炮孔密集系数m确定后,为保证合理的钻孔负担面积S,排距b应作相应的调整。钻孔爆破设计

9.计算单孔装药量单个炮孔的装药量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式)计算:从第二排孔起单孔装药量按式计算:式中:K—考虑受前面各排孔的岩石阻力作用的增加系数,一般取1.1～1.2。钻孔爆破设计

10.确业起爆顺序与时间间隔（1）起爆顺序①排间顺序起爆。②排间奇偶式延时起爆。③波浪式顺序起爆。④V形顺序起爆。⑤梯形顺序起爆。⑥斜线起爆。钻孔爆破设计

10.确业起爆顺序与时间间隔（2）合理间隔时间选择多孔毫秒爆破合理间隔时间的选择,主要考虑破碎和减振两个方面的要求,同时还要保证先爆炮孔不破坏后爆炮孔及其网路。爆破作用过程大约可分为三个阶段:①应力波作用时间,一般指应力波从爆源传到自由面再反射回来所需的时间:②爆炸气体作用的破坏过程及使破裂岩体与保留岩体开始脱离的时间;③爆炸气体继续作用使破裂岩体移动0.1～0.3m所需时间。

深孔爆破施工选择炮眼位置钻掘炮眼或导洞装药和起爆材料堵塞炮眼起爆网路、引爆处理瞎炮，清方爆破作业流程图深孔爆破施工

（1）炮孔位置选择（布孔）布孔应从台阶边缘开始,为保证钻机的安全,边孔与台阶边缘要保留一定距离。孔位应根据设计要求在现场测量确定。遇到孔位处于岩石破碎、节理发育或岩性变化较大时,可以调整孔位位置,但应注意控制最小抵抗线、排距和孔距之间的关系。①炮眼位置应选则在无裂缝，无水湿处。注意石层、石质、石缝与石穴，避免选择在两种岩石硬度相差很大的交界处。②应尽量选择在抵抗线最小、临空面较多的地方，药包应与各临空面大致相等。③炮位选择时，应尽量为下一炮创造更多的临空面，炮眼的方向应与岩石侧向平面平行，并尽量与岩层走向垂直。深孔爆破施工

（1）炮孔位置选择（布孔）④开挖工作面不平整时,选择工作面的凸坡或缓坡处布孔,以防止在这些地方因抵抗线过大产生大块。⑤底盘抵抗线过大时要在坡脚布孔,或加大超深,以防止产生根底和大块。⑥地形复杂时,应注意整个钻孔长度上的抵抗线变化,特别要防止因抵抗线过小而出现爆破飞石。深孔爆破施工

（2）钻孔钻孔作业分人工钻孔和机械钻孔两种，人工钻孔适宜于工程量小，工期要求不严格的石质路堑开挖，当工程量大，工期紧时，应采用风钻等机具钻孔，炮孔钻好后，应将其中的石粉，石渣或泥浆清除干净并将孔口塞好。钻孔精度是保证爆破效果最主要的因素之一。所谓钻孔精度,包含钻孔的开孔偏差和钻孔方向的偏斜度两方面。开孔偏差一般要求不超过0.1m。钻孔偏斜度小于5㎜/m。钻孔检查主要指检查孔深和孔距。对已发生堵塞的钻孔应进行清孔。可用高压风管吹排,或用钻机重新钻凿。如果堵孔部位在上部,也可用炮棍或钢筋捅开。深孔爆破施工

（3）装药卷筒状炸药以手工操作为主；散装炸药可采取自由下落法,或装入塑料袋中入孔,或采用机械装药法。在公路石方爆破施工中,手工操作仍是目前主要的装药方法。手工操作主要用炮棍装药。炮棍可以用木头、竹竿或塑料制作,必要时可在炮棍端头装上铜套。装药机械主要有粉状、粒状炸药装药机和含水炸药混装车。装药施工时,应首先核对孔深,再核对每孔的炸药品种、数量,然后清理孔口附近的浮碴、石块。打开孔口做好装药准备后,要再次核对雷管段别,才可进行装药。对深孔装药而言,炮棍的作用主要是保证炸药能顺利装入孔内,尤其是防止散装炸药中的结块堵孔,同时炮棍还可以控制堵塞长度。起爆药包的位置一般安排在距药包顶面或底面1/3处。起爆药包的聚能穴应指向主药包方向,以充分发挥药包的聚能效应。深孔爆破施工

（4）堵塞炮孔炮孔可用细砂、粘土等堵塞，炸药装好后，先用干砂灌入并捣实，然后用堵塞料满炮孔、捣实。堵塞工作在装药完成后进行。堵塞长度与最小抵抗线、钻孔直径和爆区环境密切相关。当不允许有飞石时,堵塞长度取钻孔直径的30～35倍;允许有个别飞石时,取钻孔直径的20-25倍。堵塞材料可用泥土或钻孔时排出的岩粉,但其中不得混有大于30mm的岩块或土块。堵塞时不得将雷管的脚线、导爆索或导爆管拉得过紧,以防止其被堵塞材料损坏。堵塞过程要不断检查起爆线路,防止因堵塞损坏起爆线路而产生盲炮事故。深孔爆破施工

（5）网路连接①孔内引出的导线或导爆管等要留有一定的富余长度。以防止因炸药下沉面拉断网路,在含有水的炮孔内装药或使用散装炸药时尤其应当注意。②网路连接工作应在堵塞结束、现场炸药包装袋等杂物情理干净后进行。连接时应由爆破员严格按照操作规程进行。③网路连接后要有专人负责警戒。对于导爆索、导暴管起爆网路应采用电雷管引爆。当爆区周围环境较好、便于警戒和撤离、爆破规模较小时,也可采用火雷管引爆。多排炮孔时为取得较好的爆破效果,常采用毫秒爆破。深孔爆破施工

（6）引爆、清除瞎炮与清方一般情况下爆后15min以后,检查人员方可进人爆区。检查内容包括:确认有无盲炮,爆堆是否稳定,有无危坡、危岩等。只有当确认现场安全后,才可解除爆破警戒。清除瞎炮时，先找出其位置，在其附近重新打眼，布置新的药包，通过引爆新炮使瞎炮一起爆炸，若瞎炮为小炮且为一般炸药时，可用水冲冼。以上步骤必须反复进行，直至做好整个路堑为止。四、石方路基爆破开挖

二、常用爆破方法4.药壶炮（烘膛炮）：药壶炮是指将主药包未放入前先用少量炸药经一次或多次烘膛，使孔底扩大成葫芦形，将炸药集中于炮孔底部的药壶内，使爆破效果大大提高。①药壶法炮孔深度常为5～7米，装药量10～60公斤。适于开挖均匀致密的硬土、次坚石、坚石。但不适用于炮孔深度小于2.5m，节理发育的软石，地下水丰富或雨季施工。②药壶法每次可炸石数十方到百余方，是中小型爆破最省炸药的方法。③一般布置在有较大较多临空面，地面横坡较陡的地段，药室至设计边坡线的水平距离不宜小于最小抵抗线。四、石方路基爆破开挖

二、常用爆破方法四、石方路基爆破开挖

二、常用爆破方法5.猫洞炮（蛇穴炮）：猫洞法是在被爆破的岩土底部开凿一条直径为20～50㎝，深度小于5米的水平或略微倾斜的孔洞进行爆破的一种方法。布孔原则：①蛇穴爆破的阶梯高度一般应大于4m，小于12m。②自然地面横坡大于50度，缓坡要用小炮切角改为陡坡，③临空面多为有利，如系一顺直坡，应用群炮，同时起爆④炮穴高度比路基面高出10-20cm、或直接放于路基面上，⑤最小低抗线一般略小于或等于洞深，W=L，孔洞向下倾斜10度，深2-5m。⑥蛇穴间距为1-1.3w，石质硬、整体、坡小取小，反之取大。四、石方路基爆破开挖

二、常用爆破方法6.微差爆破：微差爆破是指相邻两个药包或前后排药包以数十毫秒的时间间隔（每段25ms）依次起爆，微差爆破的特点是在装药量相等的条件下，（1）可减震三分之一至三分之二左右，（2）前发药包为后发药包开创的临空面，从而加强了对岩石的破碎作用，（3）可降低岩石堆集高度以利清方。（4）节省炸药，增大孔距提高每米钻孔的炸落方量。预裂爆破

基本概念预裂爆破是在主炮孔爆破之前（75～150ms）先起爆布置在开挖线的预裂孔,在相邻预裂孔之间形成裂缝,整个预裂孔的布孔平面形成一个断裂面,以减弱主爆孔爆破时地震波向边坡岩体的传播并阻断向边坡外发展的裂隙。在主爆孔爆破后,沿预裂面形成一个超挖很少或没有超挖的光滑边坡。预裂爆破主要应用于露天石方开挖。①在开挖区和保留区之间预先形成一条裂缝,使主爆区爆破的应力波传到预裂缝时被反射掉一部分,使透射到保留岩体中的应力波强度减小,从而达到减震的目的。②预裂缝切断了爆区传来的裂缝,避免其伸入保留岩体内,使其不被破坏。

贵州印江抢险导流兼泄洪洞

贵州大花水水电站导流洞光面爆破

济南绕城高速预裂光面爆破工程达到国际先进水平的柳州-桂林高速公路罗山石质路堑边坡光面爆破预裂爆破

爆破参数的确定1.钻孔直径d=80～120mm钻孔直径根据台阶高度和钻机性能来确定,一般路堑爆破,以80～120mm为宜。边坡质量要求较高时,以38～lOOmm为宜。2.钻孔间距a=(8～12)d预裂爆破的钻孔间距与钻孔直径有关,通常取a=(8～12)d。钻孔直径大于lO0mm时取小值,小于60mm时取大值;软弱破碎的岩石取小值,坚硬岩石取大值。3.不耦合系数Kd=2～4Kd值大时,表示药包与孔壁之间的间隙大,爆破后对孔壁的破坏小,反之对孔壁的破坏大。一般可取Kd=2～4,硬岩取大值,软岩取小值。实践证明,当Kd≥2时,只要药包不紧贴孔壁,硬岩孔壁就不会受到严重的损害。如果Kd<2,则孔壁质量难以保证。预裂爆破

爆破参数的确定4.装药量的确定采用经验公式法。岩石的抗压强度、钻孔间距和不耦合系数是影响装药量的主要因素。①对于露天深孔预裂爆破,取不偶合系数Kd=2～4,药量计算可以采用下列经验公式:

式中:Δ线--线装药密度,g/m；σ压--岩石抗压强度,MPa;a--炮孔间距②马鞍山矿山研究院的经验公式:式中:d--炮孔直径,cm;Kd--不耦合系数;ρ0--炸药密度,g/cm3。预裂爆破

爆破参数的确定5.预裂炮孔的超钻Δh可在O.5～2.0m之间取值,钻孔深及岩石坚硬完整者取大值,反之取小值。6.预裂孔孔深h预裂孔孔深的确定以不留根底和不破坏坡后岩体为原则。对于倾斜钻孔,可按公式计算,式中β为钻孔倾斜角,H为台阶高度。7.堵塞长度h0=(12-20)d良好的堵塞不但能充分利用炸药的爆炸能量,而且能减少爆破有害效应的产生。堵塞长度与炮孔直径有关,通常取炮孔直径的12～20倍。预裂爆破超深及超长示意图预裂爆破

爆破设计要点(1)对于垂直或倾斜边坡的预裂爆破,边坡的倾角以大于60º或坡比陡于1:0.5为宜。(2)预裂孔应沿设计开挖边界布置,炮孔倾斜角度应与设计边坡坡度一致。(3)预裂爆破的台阶高度(一次开挖的深度)H,当d=(60～100)mm时,取H=(5～15)m,当d≤40mm时,以H=(2～4)m为宜。预裂爆破

爆破设计要点(4)预裂爆破与主爆区炮孔的相互关系。预裂缝形成后,紧靠预裂缝的一排深孔爆破,既要将抵抗线方向的岩石破碎并推开,又要破碎预裂缝前的岩石,同时还不能破坏预裂壁面。因此,紧邻预裂面的一排爆破孔,一般采用缓冲爆破的方法,布置缓冲爆破孔,缓冲孔布置在边孔和主爆孔之间,采用小药量,分散装药结构,以控制主爆区的振动和对预裂面的冲击.间距和抵抗线约为主爆孔的0.7倍左右。一般预裂孔与主炮孔之间的最佳距离为最小抵抗线的O.3～O.5倍。有关研究表明,合适的主爆破孔至预裂面的距离应当是其炮孔间距的一半。预裂孔的深度不应小于主炮孔的破坏深度,预裂孔向两端的延伸长度应超出主炮孔爆破时地表的破坏范围。预裂孔超前主炮孔起爆的时间,对于弱岩不少于l50sm,硬岩不少于75ms。预裂爆破

爆破设计要点(6)预裂缝的超深及超长。预裂缝的超深,主要起着防止主爆区爆炸应力波和爆破裂隙直达保留区的作用。如果预裂缝的超深值大于或等于主爆孔爆破的底部破坏深度,那么由于主炮孔造成的破坏性裂缝就不会通过预裂缝延伸至保留区。从防振角度分析,由于应力波绕射到保留区较之直达波的强度要弱,预裂缝的超深能有效降低爆破震动。一般要求预裂缝的超深值Δh大于1.0m。为了防止爆炸冲击波绕过预裂缝破坏保留岩体,预裂缝应当越过爆破界限范围以外7～10m.(7)不耦合装药预裂爆破。在公路路堑开挖中,不耦合装药预裂爆破是最常用的控制爆破方法。这种装药结构可以减少药柱与孔壁的接触,最大限度地减小爆破对孔壁周围岩石的破碎。同时,冲击波作用使相邻孔壁间的岩石处于受拉状态,产生一条明显的预裂缝。理论分析表明,整排预裂孔同时起爆,能够取得理想的预裂效果。预裂爆破

施工1.钻孔在控制开挖轮廓的深孔爆破中,对于爆破质量的影响有三个要素,即预裂孔钻孔精度、爆破参数(包括预裂孔、主爆孔及缓冲孔参数)与起爆网路。对于预裂爆破而言,钻孔精度尤其重要。分析表明,一些预裂爆破之所以质量不好,造成被保留岩面不平整、超欠挖过多或被保留基岩受到破坏,往往是由于未能很好地控制预裂钻孔方向所致。预裂爆破

施工2.装药结构预裂爆破通常采用连续或间隔的将药卷绑扎在导爆索上的装药结构形式。连续装药结构,是将标准药卷顺次连续绑在导爆索上,亦可将较大药卷改装为细药卷后连续绑在导爆索上;间隔装药结构是将标准药卷或改装药卷按一定间距绑在导爆索上,其间距值通过计算确定。制作药包时,应合理确定炮孔内各不同深度处的装药量。炮孔底部1～2m以范围的装药量应比计算线装药量大1-4倍,孔深大和岩性坚硬时取大值。接近顶部堵塞段1m范围的装药量约为计算的线装药量的1/2或1/3。炮孔中部的装药量采用计算的线装药量。装药时,宜将加工好的药卷捆在竹片上缓缓送人孔内。在其下送过程中,应使竹片贴紧拟保留岩壁一侧。

预裂爆破

施工3.堵寨为了保证预裂爆破效果,炮孔应进行堵塞。一般深孔爆破条件下,当炮孔不堵塞时,由于其孔内轴向压力超过横向压力,使得炮孔内的部分气体消散在孔口以外的空间,形成较强的空气冲击波,不利于爆破效果。欲使空气冲击波余压接近于零,炮孔堵塞长度大约为1倍的抵抗线。预裂爆破时,对炮孔进行适当堵塞,尽量延长爆炸气体在孔内的作用时间,有利于增加裂缝宽度。实际工程中,常采用的堵塞长度为1～2m。预裂爆破

施工4.起爆由预裂爆破的原理可知,为使应力波与爆炸气体作用在两孔之间叠加,应尽量使预裂孔同时起爆。目前工程中常用的爆破材料惟有导爆索可基本满足这一要求。由于预裂爆破是在夹制条件下的爆破,振动强度很大,有时为了防振,可将预裂孔分段起爆,一般采用25ms或50ms毫秒雷管。当预裂孔与主爆炮孔一起爆破时,预裂孔应在主爆孔爆破前引爆,其时间差应不小于75ms。光面爆破

光面爆破及其作用光面爆破是沿设计开挖边界布设密集炮孔,采用不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区爆破之后（50-150ms）起爆的以形成平整的开挖轮廓的爆破作业。光面爆破最初主要用于地下隧道开挖,现在露天开挖工程中的使用也在逐渐增多。光面爆破与预裂爆破都是控制轮廓成型的爆破方法,它们都能有效地控制开挖面的超、欠挖。二者之间的差别主要表现在于:(1)预裂爆破是在主爆区炮孔爆破之前进行,光面爆破则在其后进行。(2)预裂爆破是在一个自由面条件下爆破,岩石所受夹制作用很大。而光面爆破则在两个自由面条件下爆破,岩石受夹制作用小。(3)岩石爆破成本(边坡lm'的人、机、料消耗)比预裂爆破低得多。光面爆破

爆破参数的确定1.最小抵抗线最小的抵抗线在此也称为光爆层厚度。确定合理的光爆层厚度,对提高光爆效果有重要的作用,一般采用如下经验式确定:式中:Wmin--光爆孔最小抵抗线,m；d--钻孔直径,m。2.孔距光爆孔的间距比主爆孔小,它与炮孔直径、岩性和装药量等参数有关。孔距过大,难以爆出平整光面;孔距过小,会增加凿岩费用。光爆孔的孔距可按下式计算:式中:a--光爆孔的孔距,m。光面爆破

爆破参数的确定3.装药量光面爆破的装药量,一般采用经验公式计算:式中:Δ线--线装药密度,Kg/m3q--炸药单耗,约为O.15～O.4kg/m3,一般取主爆孔平均单耗的一半左右,软岩取小值,硬岩取大值;光面爆破

效果评价(1)半孔率:预裂和光面爆破,爆后都要在边坡壁上留下足够的半边钻孔痕迹,称为半孔率。岩性好的硬岩半孔率可达85%以上.(2)预裂缝宽度:预裂爆破后,裂缝应顺预裂孔中心连线方向贯通,裂缝宽度应在5～10mm之间,不宜太小,也不能太宽;同时,预裂缝顶部的岩体,若为坚硬和整体性好的岩石,不应受到破坏;若为松软岩石,可少许破坏。(3)坡面平整度:预裂和光面爆破的钻孔角度偏差应不大于1度,爆破后形成的边坡面平整度(超、欠挖)应不超过±15mm。(4)预裂和光面爆破后的边坡岩体壁面和留下的半孔孔壁上不应出现爆破裂隙。炮眼布置图单位：cm1工程概况木冲隧道是广西桂梧高速公路平乐至钟山段的重点工程，全长3,695m（单线），分上行线和下行线，其中上行线起讫里程YK20+650～YK24+345，下行线ZK20+645～ZK24+315，洞身设计为半圆拱，净空半径5.65m，是目前广西在建的最长的高速公路隧道；开挖跨度12.54m，高度8.07m，开挖断面积93.6m2。本隧道硬质围岩段地质条件较好，岩石坚硬，岩石单轴极限抗压强度100～160Pa，岩层结构完整，无断层破碎带，开挖高度较低，决定采用全断面一次开挖。开挖采用7655型气腿式凿岩机，配自制钻孔台架进行钻爆作业。2爆破方案设计－－设计原则（1）合理选择周边眼间距E及最小低抗线W，辅助眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂面上。（2）严格控制周边眼的装药量和堵塞长度，确保隧道周边形成良好，减少对围岩的扰动。（3）根据爆破效果，调整掏槽眼形式，适当加深掏槽眼深度，以保证掏槽效果。（4）合理分布掘进眼，以达到炮眼数量最少，材料最省，同时渣块又不致过大，便于装卸。（5）根据工期要求及机械能力等因素综合考虑循环进尺。（6）采用安全性能好的塑料导爆管，防水乳化炸药，非电微差爆破，采用减震爆破技术。2.1掏槽爆破试验根据钻孔机具及开挖断面，综合考虑经济技术指标，决定采用中深孔爆破，楔形掏槽，周边眼光面爆破，每循环进尺要达到3.5m以上。本隧道断面较大，人工钻眼，选用操作比较简单的楔形掏槽。为获得理想的槽腔，提高炮眼利用率，预先做了掏槽爆破试验。试验主要项目有：掏槽形式（单式或复式）、掏槽深度、掏槽眼角度、掏槽孔间距、掏槽孔装药量等。试验结果表明，孔深达4m以上时，单式掏槽无法保证掏槽效果，所以采用复式掏槽；钻眼角度和精度控制是关键，钻眼时配以角度尺；起爆时差过小不利于槽孔抛渣，会降低掏槽效果；复式、三排共12个掏槽孔，可获得深4m，宽0.6m的槽腔，满足全断面爆破要求。2.2爆破参数的确定（1）掏槽形式掏槽技术是隧道爆破的关键技术，随着隧道施工技术水平的提高，开始广泛采用大断面、中深眼掏槽钻爆作业，其掏槽类型有：V形掏槽、扇形斜眼掏槽、大直径中空直眼掏槽等。其中V形掏槽又分为三级复式楔形掏槽、二级复式楔形掏槽等。V形掏槽适用于各类围岩，不需要大直径钻孔设备，不像直眼掏槽那样要求有较高的钻眼精度、更多的炮眼数量及雷管段数而成为多数设计人员首选的掏槽方式。

2.2爆破参数的确定（1）炮眼数目及布置确定炮眼数量可采用如下经验公式：式中：N-炮眼数目，个；K-平均炸药单耗，对于断面积大于40㎡，取1.1～1.3kg/m3；S-隧道开挖断面积,93.6㎡；;r-装药系数，一般取0.6～0.75；q-每m炮眼装药量，2号岩石硝铵炸药φ32mm药卷，=0.75kg/m。将上述参数代入经验公式得N=151，实际布孔151个。炮眼布置原则为：先布掏眼槽，然后布周边眼，最后布辅助眼。掏槽眼布置在断面的中央或偏下方，周边眼按设计轮廓线布置，掏槽眼和周边眼之间按几何作图法布置辅助眼。

2.2爆破参数的确定炮眼长度根据完成各项作业的循环进间或计划工期确定。合适的炮眼间距间形成贯穿裂缝，根据应力波理论，可以得出合适的炮眼间距是以两眼在边线上叠加的切向应力大于岩石的抗拉强度为原则。炮眼间距一般为炮眼直径的10～15倍，为爆出理想的设计断面，要对周边眼间距E进行控制，当炮眼直径为35mm～45mm时，间距为50cm～60c