预裂爆破施工工法

预裂爆破施工工法

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2012-7-1

目录

1 前言 (3)

2 工法特点 (3)

3 适用范围 (3)

4 工艺原理 (3)

5 施工工艺流程和操作要点 (5)

6 质量控制 (7)

7 劳动组织及安全措施 (8)

7.1劳动组织 (8)

7.2安全措施 (9)

7.2.1爆破管理及施工人员管理 (9)

7.2.2爆破物品及施工现场的安全防护 (9)

7.2.3爆破安全警戒 (10)

7.2.4起爆站的设定 (11)

7.2.5起爆命令的发布 (11)

8 效益与施工效率分析 (12)

9 应用实例 (12)

1 前言

随着近年来我国水利水电建设、核电建设、公路铁路建设以及矿山开采的不断发展，爆破行为越来越多，爆破的过程中会遇到大量的边坡处理问题，边坡的稳定是保证边坡下施工及通行安全的一个重要因素。为满足这一要求，预裂爆破施工工法应运而生，下文将对该工法进行详细论述。

2 工法特点

预裂爆破是一种能够很好保护保留岩体的爆破施工方法，经过预裂爆破，开挖区被挖走，而保留区壁面相对十分稳定完整光滑，从安全方面来讲，它能够保证被保留岩体不被或者很少的被破坏，保证岩体的稳定性；从经济的角度讲，它能够减少不必要的超挖，并且减少或者避免边坡喷锚的费用；从美观方面讲，壁面看起来十分整齐，不像普通爆破形成的壁面那样不规则。

3 适用范围

一般而言，岩石越完整均匀，越有利于预裂爆破。非均质、破碎和多裂隙的岩层则多不利于预裂爆破，当裂隙率达到5%时，预裂爆破有时难以按设计成缝。而只要岩石条件允许，并且对壁面情况要求较高的开挖，都可以实施预裂爆破。因此预裂爆破被广泛应用于铁路建设、公路建设、火电站建设基坑开挖、核电站建设基坑开挖、矿上开采等行业领域。

4 工艺原理

预裂爆破就是沿开挖边线密集布置炮孔，采用不耦合装药或者装填低威力炸药，在主爆区之前起爆，从而在爆区与保留区之间形成与裂缝，以减弱主爆区爆破时对保留岩体的破坏并形成平整轮廓面的爆破作业。

保证预裂爆破成功的必要条件是炸药在炮孔中爆炸产生的压力不压坏孔壁和沿预定的方向成缝，当炸药与孔壁留有空隙时，炮孔所受的压力会大大降低。经实验发现，不耦合系数为2.5时的孔壁最大切向应力只相当于相同爆破条件下，不耦合系数为1.1的1/16.因此，完全可能将现有的常用炸药，用不耦合装药将孔壁压力降至几十兆帕乃至几百兆帕。那时，孔壁压力接近岩石的极限抗压强度或低于极限抗压强度。使炮孔压力不致压碎孔壁并使炮孔之间岩石产生裂缝。

如果几个相邻炮孔中的炸药同时爆破，爆炸应力波以炮孔为中心呈放射状向外传播，一般在其切线方向产生拉应力，由两个爆破孔出发，沿半径方向扩展的应力波，在两孔的中点相会，并产生干扰，两波的汇合处产生的合理垂直于两个爆破孔轴线的连接面，方向向外。在这个连接面的两侧，岩面各向相反的方向移动。因此两个炮孔轴线的连接面成为受拉面，整个拉应力的作用使岩体沿此面断裂。

而应力波不一定会形成贯穿裂缝，但肯定会形成闭合裂缝，对于单孔而言这些裂缝是无规则的，对于双孔而言，两孔连线方向的裂缝最长，对炮孔四周来说，两孔连线方向为最薄弱面，由于应力集中及应力波的干扰，所以两孔之间最易形成裂缝，与此同时，爆破产生的爆生气体，使两孔之间的裂缝延伸扩大，当爆生气体威力恰到好处时，

便形成贯通缝，并且此方向裂缝的发展，势必阻止其他方向裂缝的产生及发展，从而有效保护爆破孔其他方向的岩壁。到此，预裂效果便已达到。

5 施工工艺流程和操作要点

钻孔施工、爆破作业按工艺流程组织施工。每道工序经检查合格转入下道工序，钻孔、爆破工艺流程见下图：

下面将对清表、测量放线、钻孔、装药、填塞、联线、覆盖、起爆等环节进行详细论述。

在爆破施工区，往往有不同程度的浮渣掩盖在需要爆破的基岩面上，由于这部分浮渣的存在，会对爆破孔的定位产生很大的影响，要

想精确定位，清理干净浮渣则想的尤为重要。除采用机械清渣外，在测量放线时，一般还要人工用小刷子对放线点周围小范围进行仔细清理。

预裂爆破的目的就是在保留区和开挖区之间形成一个较为稳定、完整、光滑的断裂面，那么毫无疑问，按照设计意图精确放线，则是成功的第一步。放线仪器一般采用全站仪，全站仪放出来的的要完全放设在基岩上，若有浮渣应及时清理，清理完浮渣后对该点进行校核，确定炮孔位置，用红色油漆在基岩上准确标出，此外还要在每个炮孔附近放设出方向点，以供钻机打钻时能够准确确定位置及方向。最后根据开挖设计深度和钻孔角度，算出预裂孔深度，交由钻机施工。

预裂爆破实践表明，预裂壁面的超欠挖和不平整度主要取决于钻孔精度，预裂爆破的成败60％取决于钻孔质量，40％取决于爆破技术水平。钻孔质量的好坏取决于钻孔机械性能、施工中控制钻孔角度的措施和工人操作技术水平，以上3个影响钻孔质量的因素中，尤以工人操作技术水平最为重要，如果操作人员技术水平不高，即使采用一些好设备，也难打出高质量炮孔，相反即使采用一些性能较差设备，但技术工人认真操作，仍可打出高质量炮孔。所以在钻孔的时候一定要加强控制，准确按照设计的位置、角度和方向钻设炮孔。

预裂爆破的装药结构一般有两种形式：采用定位并将装药的塑料管控制在炮孔中央，爆破效果好，但费用较高；另一种是将25mm、32mm、35mm等直径的标准药卷顺序连续或间隔绑在导爆索上，为了更容易操作，该药串可以进一步绑在竹条上，缓缓送入孔内，应使

竹片贴靠保留岩壁一侧。在炮孔底部1～2m区段的装药量应比设计值大1～4倍。取值视孔深和岩性而定，孔深者及岩性坚硬者区大值。接近堵塞段顶部1m的装药量为设计值的1/2或1/3。炮孔其他部位按计算的装药量装药。

为了保证预裂爆破效果，应进行堵塞，堵塞时先用牛皮纸团或编织袋放入堵塞段的下部，再回填钻屑。填塞时一定要注意密实，要禁用大石块以及粉末，同时填塞时要将导爆索拉展，避免打死折，影响正常起爆。

填塞完毕后，将预裂炮孔用导爆索连成一组或者几组，由于预裂爆破是在夹制条件下的爆破，震动强度很大，为了防震，经常讲预裂孔分段起爆，一般采用25ms或50ms延时的毫秒雷管。在分段时，一段的孔数在满足震动要求的条件下尽量多一些，但至少不应少于3孔。实践证明，孔数较多时，有利于预裂成缝和壁面整齐。

材料与设备

由于预裂爆破的夹制作用较大，通常也容易产生飞石，为了较少飞石危害，可以在每个炮孔孔口处进行必要的覆盖防护，可以采用胶皮进行第一层覆盖，然后在胶皮上压设沙袋，沙袋内部装设细砂，但不可装石块，每个沙袋分量要足，一般每个炮孔孔口都要压一个沙袋。

当预裂孔与主炮区炮孔一起起爆时，预裂孔应在主爆孔爆破前引爆，其时间差应不小于75～110ms。

6 质量控制

预裂爆破的目的是沿设计轮廓线形成整齐的轮廓面，其质量标准