《土石方深孔扩壶爆破技术的应用》

土石方深孔扩壶爆破技术的应用

杨智旭李采华

［摘要］通过深孔扩壶爆破在厦门造船厂场地平整爆破工程中的实际应用，阐述了深孔扩壶爆破在适当条件下，可显著降低土石方爆破工程的施工成本、加快工程进度、减少投资，获得良好的工程效益。

［关键词］深孔爆破扩壶爆破土石方施工

Application of the Technique of

Pot Blasting in Deep Hole

Yang Zhixu，Li Caihua

Nanjing Engineering College（Nanjing，210007）

［ABSTRACT］By the technique of pot blasting in deep hole carried out suc cessfully in ground-leveled blasting in Xiamen Ship Yard，it was expounded in this paper that the technique under proper condition could bring good project prof it．The construction costs of soil and rock blasting engineering could greatly be cut down， the project schedule could be speeded up，and the investment could also be reduced．

［KEY WORDS］ blasting in deep hole， pot blasting，soil and rock construction

1 工程概况

厦门造船厂新厂区位于厦门市海昌管理区排头，与海天码头隔海相望。在厂区场地平整中，要求将总方量约7．5×105m3的石鼓山爆破后挖运填海，并在10个月内完工。

山体西面坡度为60°～65°，东北面坡度为30°～45°。爆体为多层次结构，表面植被丰富，山体表土厚度1m～3m，系花岗岩风化残积土；表土以下依次为强风化、中风化及未风化花岗岩。爆破前，表层土及强风化岩石已先期挖运完毕。剩余需爆破部分方量约为5×105m3。

爆区西南30m处有4栋2层～4层居民楼，居民已搬迁，后改为本工程临时用房；爆区以南50m处为正在建设中的船台；爆区以东250m处为海滩。根据工程实际情况，当地公安部门审查批准该工程只能实施中深孔爆破和浅孔爆破。

2 爆破方案设计及爆破效果

2．1 钻孔设备与钻孔能力

该工程钻孔设备有：3台沈阳风动工具厂生产的TQ500型简易潜孔钻；3台无锡空压机厂生产的10m3空气压缩机。

钻孔时选用90mm钻头，如果3台钻机每天正常工作10h～12h，可钻90mm孔

总量约100m。

2．2 深孔爆破方案及爆破效果

2．2．1 爆破方案

根据现场地质及地形情况，取最小抵抗线W＝3m；排距b＝3m；孔间距a＝3．5m；孔深L＝8m～12m；采用梅花形布孔。

根据现场火工品供应情况，干孔选用2号岩石铵梯(袋装)炸药，水孔选用70mm

乳化炸药或下部选用乳化炸药、上部选用2号岩石铵梯炸药。分层装药用毫秒延期电雷管(排与排延期间隔为100ms左右)起爆。

2．2．2 爆破效果

依据以上深孔爆破方案，爆后岩石破碎均匀，超过1m3的大块3%以内；底板较平整，利于下层钻孔爆破；爆堆高度适中，后续挖运作业方便；靠后排边坡基本没出现危坡和缓坡，利于后续土石方的钻孔作业。

该爆破方案虽能获得良好的爆破效果，但每延米爆破方量只有10m3左右，3台钻机每天只能完成1000m3，与工程要求的每天确保2000m3的差距较大。而且，因空压机陈旧、技术性能差、耗油高，使每延米钻孔直接成本较高。为解决以上问题，一方面应提高日产量，满足工期要求；另一方面，应降低单方钻孔量，降低工程成本。为此，提出采用深孔扩壶爆破方案。

2．3 深孔扩壶爆破

扩壶爆破因能形成复合型装药结构，使得爆炸能量更集中且有利于克服底板阻力，从而可扩大孔网参数，减少钻孔工作量。所以，在土石浅孔爆破中应用较多。将扩壶爆破技术用于深孔爆破，与浅孔扩壶爆破相比，孔网面积(孔间距乘排距)可扩大几倍至十几倍；台阶高由3m～4m提高到7m～8m甚至十几米。为此，地质因素影响明显，扩壶工艺要求高，提高成孔率的技术更为复杂；成为制约深孔扩壶爆破广泛应用的主要因素。

在厦门船厂场地平整爆破工程中，为加快进度、降低成本，应用深孔扩壶爆破技术，取得了良好效果。

2．3．1 实验确定炸胀指数P

根据经验公式［1］P＝Q／Q （1）

式中Q＇——扩大药壶需要的总药量，kg；

Q ——设计要求的药壶装药量，kg。

炸胀指数主要与岩石力学性质有关，在特定地质条件下的取值只能通过实验确定。

如果将药壶粗略地当成球体，则药壶体积为球体体积，药壶装药量为

式中d——用铁棍测量器测得的药壶最大直径，m；

ρ——炸药密度，采用散装2号岩石铵梯时取ρ＝900kg.m－3。

所以Q≈468d3

P＝468d3／Q （3）

选用代表性地质工地作扩壶实验，其结果如表1。

表1 岩石炸胀指数实验结果

从表1可知，地质条件基本相同时，不同的扩壶次数下实验所得的炸胀指数P存在一定差异。本工程地质条件下的炸胀指数实验结果为：当扩壶次数为2次时，P＝10．34；

当扩壶次数为3次时，P＝9．84。

2．3．2 装药量

集团药包药量Q按松动爆破确定［2］

Q＝eK＇W3 （4）

式中K＇——松动爆破单耗，根据岩石性质经试爆确定，K＇＝0．6 kg.m－3；

W ——集团装药最小抵抗线，m；

e ——炸药量换算系数，使用2号岩石铵梯炸药时e＝1。

则Q＝0．6W3 （5）

线性装药量为

式中Q x——线性装药量，kg.m－1；

R——药孔半径，取0．045m；

L

——线性装药长度，m；

x

L——孔深，(由台阶高度决定)，m；

L

——上部填塞长度，m；

t

其余同前。

则Q x＝5．7L x（7）

2．3．3 其它参数选择

W＝L／h （8）

式中h——埋深系数，取1．25～1．70。

排距为b＝W （9）

间距为a＝（0．8～1．2）W （10）

布孔采用梅花形。

2．3．4 深孔扩壶爆破方案