爆破设计与施工试题库设计案例(岩土爆破作业范围的试题)

4.1.

1风景区

一、爆破方案的选定

根据题干给出工程概况，采用浅孔分层台阶爆破方式进行开挖，开挖边线采用预裂爆破技术进行边坡爆破。

二、爆破参数

爆破参数是爆破方案的核心。科学确定爆破参数，是实现预期爆破效果，确保爆破安全，施工进度和节约成本，提高经济效益的保证。在设计每个爆破参数时都必须从实际出发，以地质勘探资料和爆破理论为依据。并在施工时不断核实，使每个参数都科学合理。

1、孔径和台阶高度

孔径主要由钻孔设备的性能、台阶高度、岩石性质和爆破作业环境决定。对于浅孔台阶爆破，孔径r

控制在40～50mm 较为理想，孔径太小爆破后的光面效果不好，岩面表面不美观。孔径太大，则爆破振动

和飞石的安全控制难度加大。台阶高度不超过5m时，孔径采用小值。本工程充分考虑控制振动强度，和爆破飞石的危害，设计台阶高度为H=1500mm,孔径采用r=40mm。

2、超深h和孔深L

钻孔深度由台阶高度和超深决定,确定超深方法有很多,有按最小抵抗线确定的,也有按孔径大小确定的。

经过多次爆破作业和实践总结，超深大小可取台阶高度的10%~15%计算，则本工程取超深h=0.2m，钻孔深

度L=1.5+0.2=1.7m。这种方法计算简单科学合理，实际爆破开挖的效果较好。

另外在山坡角钻孔深度不足1.7m时，则根据施工要求降低钻孔深度。按照相关参数及单耗计算装药量。

3、最小抵抗线w

最小抵抗线是一个对爆破效果和爆破安全影响较大的参数。确定了最小抵抗线的大小，就可根据炸药威力，岩石性质，岩石的破碎程度，炮孔直径，台阶高度和坡面角等因素进行装药计算。本控制爆破工程的最小抵线按照公式w=（0.4~1.0）H，取w=0.8~1.0m，取W=0.8m相应的炮孔密集系数为1.2。

4、炮孔间距a和炮孔排距b

爆孔间距a根据a=（1.0~2.0）w，本工程取较小值，控制a=1.0m。按照梅花型及等边三角形布置炮孔，则

孔距b=tan60°a/2=0.866m。取b=0.85m，炮孔密集系数m≈1.2。垂直钻孔。

5、炸药单位消耗量q

炸药单位消耗量是土岩爆破的重要参数。准确确定炸药单耗，对提高岩石破碎率，节约爆破成本，确保爆破安全具有重要意义。影响炸药单耗的因素很多，岩石结构及破碎程度，炸药性能，起爆方式，破碎要求都对其有影响。因此，要准确确定炸药单耗参数比较困难，在设计上应根据上述影响因素和以往类似爆破经验确定合理参数。并不断在爆破施工中进行试验校正,以达到准确合理要求,根据类似工程经验总结, 本工程取单位炸药消耗量q=0.35kg/m³计算。单孔装药量与其爆破方量成正比。则单孔装药量

Q=qabH=0.35*1.0*0.85*1.5=0.45kg/孔。

6、装药结构和填塞长度l

本工程为控制爆破飞石，冲炮等爆破危害的发生，采取连续装药结构，确保填塞长度和质量。填塞长度通常为药孔深度的1/3，而对于需严格控制爆破飞石时，则填塞长度取炮孔深度的2/5较为稳妥，这样既能防止飞石又可减少冲炮的发生。本工程取填塞长度l=2/5*L=0.68m。

三、预裂爆破参数

预裂爆破的基本原理是沿着设计轮廓线钻一排小间距的平行炮孔，采用低药量不耦合装药方式，每个装药孔既是爆破孔，又是相邻爆破孔的导向孔。炸药爆炸后，在每个导向孔上产生集中应力，其结果是沿着炮孔连线方向应力集中最大，而出现拉伸裂隙，并且沿炮孔连线方向延伸，从而沿设计的轮廓线先形成一条平整的、贯通的预裂缝，当主爆区爆破产生的应力波传在裂缝时，部分应力波被反射，从而降低了透射到预留坡体中的应力波强度，同时爆轰气体也会沿着先形成的裂隙释放，从而抑制了其它方向裂隙的产生和发展，达到减震的目的：另一方面主爆区向保留区的延伸裂缝被预裂缝切断，保护了预留区岩体的完整性。成功实现预裂爆破，药量的控制是最为关键的。

1.孔径D

预裂爆破炮孔直径的确定直接关系到爆破施工的效率与成本，是决定预裂爆破抵抗线和炮孔间距的依据。本工程孔径采取D=40mm钻孔，钻孔坡度按照工程具体要求施工。

2.孔距a预

炮孔间距设计得当与否直接关系到坡体稳定、平整和美观。若孔距选取过大，爆破后会造成孔与孔之间不能形成平滑的坡面，甚至会导致孔与孔之间裂缝难以贯通，造成预裂爆破失败。若孔距过小，会在钻孔过程中会造成人力和物力的浪费，增加预裂爆破的工程成本。预裂爆破一般采用不耦合装药，本工程不耦合系数取2。孔距a预=（8~12）D=320~480mm。本工程取a预=450mm。

3.孔深L预

为控制预裂孔单响药量，钻孔深度略深与主爆区深度及L=1.8m。

4.线密度q线和单孔药量Q预

根据经验取全线平均线装药密度q线=150g/m，则Q预=150*1.8=270g/孔。

采取分段装药结构，中间采用空气柱间隔，孔内用导爆索连接。底部装药150g，距离孔口0.5m装120g。填塞长度取0.5m。

四、起爆网路

为保证爆破安全和质量，孔内采用Exel毫秒导爆管雷管16段400ms，孔间采用Exel地表延时导爆管雷管孔间延时17ms，排间延时42ms。预裂爆破孔先于主爆区100ms起爆，采用Exel毫秒导爆管雷管12段300ms，捆绑导爆索起爆。

五、安全防护措施

爆破飞石的控制分为主动和被动两个方面，主动控制是通过合理设计、精心施工，从爆源上控制药量的有效分布；被动控制是在爆体、被保护体上采取覆盖防护措施，或在爆区与保护物之间进行立面防护，用以阻挡飞石，从而达到保护的目的。对于本项工程，爆破飞石和振动采用了如下技术措施进行控制：

（1）通过试爆或小范围的爆破，确定合理的爆破参数。

（2）检查并处理第一排炮孔的底盘抵抗线，使其控制在设计范围内；

（3）根据爆破设计，确定钻孔孔位、倾角和孔深，并严格控制钻孔质量，装药前要逐孔进行验收，特别注意前排炮孔范围是否存在节理、裂隙等，装药时要保证堵塞长度和堵塞质量。

（4）分段装药。若岩体内有软弱夹层，特别是当软弱夹层与坡面的节理、裂隙等相通时，应采取间隔装药。

（5）爆破体防护。在炮孔孔口表面覆盖荆芭并加压沙袋。

（6）如果石碑和凉亭不是很高大的话，可以在朝向爆破区方向上搭设遮挡板。

（7）通过预裂爆破形成缝隙，有效的控制爆破振动危害。

4.1.2预裂爆破和光面爆破

1 概述

预裂爆破和光面爆破己广泛应用于露天工程和地下工程。在公路、铁路的路基的开挖，水利工程、公路和铁路工程的隧道开挖，井工工程和矿山开采的巷道掘进，露天矿山开采和场地平整的边坡处理等方面都应用预裂爆破和光面爆破技术。

2 爆破参数的选取

(1) 炮孔直径D

炮眼直径的确定直接关系到施工的效率和成本，应综合考虑岩石特性、现场机械设备情况及工程具体要求进行选择。

一般情况下，主要应依据爆破的现场和钻工机具确定。如在地下小断面的巷道实施光面预裂爆破时，孔径取35～45mm；而在露天情况下实施光面及预裂爆破时，孔径则可取大些；深孔爆破时，公路、铁路与水电取D=80～100mm，大直径多用于矿山，D= 150～310mm;浅孔爆破，取D=42～50mm。

(2)最小抵抗线W

对光面爆破，最小抵抗线也即光面厚度。由经验公式有

Q=Calb

式中C是爆破系数，相当于炸药单耗值，lb为炮孔深度；Q为单孔药量

最小抵抗线W还应根据岩石性质及地质条件加以调整。经验表明，岩石坚韧、可爆性差时，最小抵抗线可小些；岩石松软、易破碎时W可取大些。