岩土爆破设计与案例分析详解

2020/10/21
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设计1-解答
单孔装药量：Q=Lc×L线=1.1×250=275g； 装药结构：采用不耦合装药，底部0.2m采用加强装药（线 装药密度400g/m，装药量80g），中间0.6m采用正常装药 （线装药密度250g/m，装药量150g），上部0.3m采用减弱 装药（线装药密度150g/m，装药量45g）。沿全孔深使用普 通导爆索，采用导爆管雷管孔底起爆。
设计1-解答
装药长度：Lc=3×200=600mm=0.6m 抵抗线：W=（25-45）d 或 W=（0.4-1.0）H W=0.6H=0.6×1.5=0.9m 超深：h=(0.1-0.15)H=0.15-0.225,取0.2m。 炮孔深度：L=H+h=1.5+0.2=1.7m 采用等边三角形布孔方式，炮孔密集系数：m=1.15，即 a=1.15b，由题已知单耗：q=0.35kg/m3 由于Q=q·V= q·a·b·H=1.15b2·q·H，将已知数据代入，计 算得排距：b=0.85m， 孔距：a=1.15b=1.15×0.85=1.0m。
2020/10/21
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爆区不同岩性的K、α值
岩性 坚硬岩石 中硬岩石 软岩石
K 50～150 150～250 250～350
α 1.3～1.5 1.5～1.8 1.8～2.0
某一个露天采场，中硬岩石中进行中深孔爆破作业，
平均单孔装药量120kg，采用排间微差爆破，同排孔数为22 个，距离爆区200m处有一临时性建筑（土坯房），能否安 全？如不安全，怎样调整爆破方案？
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设计1-解答
填塞长度：Lt=L-Lc=1.7-0.6=1.1m 根据经验公式计算填塞长度：Lt=（20-30）d=0.8-1.2m， 为了满足控制飞石的要求，取大值，所以Lt取1.1m是合适的。 装药结构：采用连续装药结构，即每个炮孔从孔底向上 连续装入3个药卷，装药长度为0.6m，其余1.1m全部用于填 塞。
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装药结构
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填塞长度 L2=1.1m
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装药长度L1=0.6m
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设计1-解答
（2）预裂爆破参数设计 孔径：d取40mm； 孔间距：S=（8-12）d，取10d，S=10×40=0.4m； 预裂孔采用垂直孔，孔深等于台阶爆破时的浅孔深度， L=1.7m； 线装药密度：取L线=250-350g/m，由于炮孔较浅，所以 取小值，按L线=250g/m计算； 填塞长度：Lt=（10-20）d，取15d=0.6m； 装药长度：Lc=L-Lt=1.7-0.6=1.1m；
岩土爆破设计与案例分析 详解
东北大学 陈庆凯
2020/10/21
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设计1-问题
某风景区改建工程中需要对一处山坡进行开挖，待开挖 的山坡长22m，宽6.5m，高约7.5m。爆区周围环境复杂，山 坡脚距湖1.5m，距开挖区1m处有围墙，距开挖区40m为石碑 和凉亭，属于国家重点文物，是重点保护目标。施工中要控 制飞石，飞石避免落入湖中，还要控制爆破产生的振动强度。 要求采用浅孔分层台阶爆破，开挖连线采用预裂爆破。
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爆破振动安全允许标准
序号
保护对象类别
1 土窑洞、土坯房、毛石房屋a
2 一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物a
3 钢筋混凝土框架房屋a
4 一般古建筑与古迹b
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水工隧道c
<10Hz 0.5～1.0 2.0～2.5 3.0～4.0 0.1～0.3
安全允许振速/cm·s-1 (10～50)Hz 0.7～1.2 2.3～2.8 3.5～4.5 0.2～0.4 7～15
(50～100)Hz 1.1～1.5 2.7～3.0 4.2～5.0 0.3～0.5
6
交通隧道c
10～20
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矿山巷道c
8 水电站及发电厂中心控制室设备
龄期 0～3d
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新浇大体积混凝土d 龄期 3～7d
龄期 7～28d
15～30 0.5
2.0～3.0 3.0～7.0 7.0～12
注1：表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。注2：频率范围可根据类似工程或现场实测波形 选取。选取频率时亦可参考下列数据：硐室爆破<20Hz；深孔爆破10Hz～60Hz；浅孔爆破40Hz～100Hz。
a 选取建筑物安全允许振速时，应综合考虑建筑物的重要性、建筑质量、新旧程度、自振频率、地基条件等 因素。b 省级以上（含省级）重点保护古建筑与古迹的安全允许振速，应经专家认证选取，并报相应文物管 理部门批准。c 选取隧道、巷道安全允许振速时，应综合考虑构筑物的重要性、围岩状况、断面大小、深埋 大小、爆源方向、地震振动频率等因素。d 非挡水新浇大体积混凝土的安全允许振速，可按本表给出的上限 值选取。
)
R
导出
Qmax
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R3V K
，爆区岩性属中硬岩，K和
α分别取200和1.65，R=40m，国家重点文物允许质点振动速度 取V=0.3cm/s。将已知数据代入公式，计算得Qmax=0.47kg。为 了控制爆破振动，确定单孔装药量Q=0.45kg<Qmax。采用药卷 直径为32mm，长度为200mm，单卷药量150g的炸药。
设计要求内容如下：
（1）孔距、排距、孔深、超深、单孔装药量、装药结构、 填塞长度。
（2）请给出预裂爆破设计：孔径、孔间距、孔深、线密 度，单孔药量（可不计导爆索药量）、装药结构、沿孔深的 装药量分布、填塞长度。
设计1-问题
（3）起爆网路设计（只说明孔内、孔间、排间雷管段位 即可，包含预裂孔）。
（4）安全防护措施。 设计提示：炮孔直径40mm、单孔药量不大于0.5kg，单 位炸药消耗量按0.35kg/m3计算。
2020/10/21
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设计1-解答
总体方案：采用露天浅孔台阶松动爆破，边坡部位采用预 裂爆破。
将7.5m高的开挖体分5层进行爆破，每个台阶高度为 H=1.5m。
（1）由于是浅孔爆破，所以选择炮孔直径为40mm。假设 岩性为中硬岩，单位炸药消耗量q可取0.35 kg/m3。由公
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式
V
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K(
Qmax
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Q=2640kg，不同距离处，V=?
岩性 10m 100m 200m 500m 1000m 坚硬岩石 157 6.26 2.37 0.658 0.249 中硬岩石 341.6 7.64 2.43 0.536 0.171 软岩石 554.7 6.98 1.87 0.328 0.088