土岩爆破设计试题库1

岩土爆破试题
长沙矿山研究院 王茂玲 2011.7.9
设计1
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4m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 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，开挖边线采用预裂爆破。 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。 3.起爆网路设计（只说明孔内、孔间、排间雷管段位即可，包括预 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。
（1）工程概况 某基坑工程爆破开挖长120m，宽85m，深9m，边坡坡度为 1:0.25，爆破总方量约97572m3。 岩性为泥质砂岩，f系数为4～8，弱风化，层理、节理裂隙不发育。 工程要求：采用控制爆破法进行开挖；基坑边坡须保证平整和稳 定，半孔痕迹率不小于50﹪；基坑底部不得欠挖，超挖不得超过1m； 块度要求：岩块最大边长不得大于50cm。 （2）总体方案设计 分两个作业区，从中间分别向南北两端推进，南、北端作业区各宽 85m，长60m；边坡采用预裂爆破技术一次成型；V型掏槽爆破开设 自由面；深孔台阶爆破开挖，第一层台阶高度为5m，第二层台阶高 度为4m；严格控制单孔药量，采用非电导爆管雷管多段微差的起爆 方式，以控制单段起爆药量。
二、浅孔台阶爆破参数选择： 台阶高度H=1.5m 抵抗线W= （20~40）d=20×0.4=0.8 孔距a=m×W=1.2×0.8=0.96≌1m 排距b=W=0.8m 超深h= (0.15~0.35)W =0.25×0.8=0.2m 孔深L=H+h=1.5+0.2=1.7m 单耗q=0.35Kg/m3 单孔装药量Q=qabH=0.35×1×0.8×1.5=0.42Kg 装药结构：分段装药结构 Q底=2/3Q=0.28Kg Q上=1/3Q=0.14Kg 填塞长度l2=（0.7~1）W=0.8m 间隔段填塞长度l间=1.5-0.8-0.42=0.28m 装药结构：孔内连续装药结构，孔底起爆 孔底装药约42cm，在距孔口约40cm处捣固报纸，在上面再用炮泥密 实充填。
设计4 某住宅小区要修建综合管网配套工程，需开挖沟槽长 240m，下挖深度4m，上口宽4m，底宽2.5m。开挖边线距住 宅楼仅20m，环境比较复杂。岩石为中风化花岗岩。 设计要求如下： 1.沟槽爆破的孔径、孔距、排距、孔深、超深、单耗、单孔装 药量、装药结构、每次爆破规模； 2.给出主炮孔平面布置图（取一段即可）和剖面图； 3.预裂爆破参数的孔径、孔距、孔斜、孔深、超深、线装药密 度、装药结构、填塞长度； 4.起爆网路； 5.安全防护。 设计提示：采用预裂爆破、 松动爆破和毫秒延期起爆技 术，开挖顺序从两端向中间 同时推进。
4.由于危岩体处于不稳定的状态， 为了保证施工安全，采用侧向钻 孔和自上而下施工顺序。 设计提示： 1.爆破设计包括；钻孔参数、装 药结构与填塞、起爆网路等。 2.起爆顺序为自上而下、从外到 里顺序起爆。
1.设计原则 由于危岩体处于不稳定状况，且周边全部是民宅，为 了确保施工安全，应采用分阶段、分区块定向崩塌爆破， 爆破次数越少越好。 2.设计方案 （1）由于危岩体正面自山顶至山脚有一闭合裂缝，把危岩 体分割为东西两大块，第一次爆破首先清除D块和AB块的 东侧危岩体，第二次爆破清除西侧AB块。 （2）为了避免爆后整体岩块崩塌的振动危害民房，中、上 部采用扇形密孔崩塌毫秒延期爆破，危岩体下部采用侧向 垂直孔毫秒延时爆破方案。 （3）爆区下方东南侧有两排民宅，而西侧为民宅的集中区， 为减少爆破滚石对民房的损害，采用定向崩塌控制爆破， 使破碎岩块向东南方向崩塌。 （4）由于危岩体处于不稳定的状态，为了保证施工安全， 采用侧向钻孔和自上而下施工顺序。
（3）边坡预裂爆破设计
①孔径D
②孔距a
D=80mm
a=96cm
③平均线装药密度ql ql=375g/m
④超深h及孔深L
h=1m, L=10.28m ⑤不耦合系数ζ ζ =80/32=2.5
⑥装药密度
顶部线装药密度225g/m，底部线装药密度600g 。 ⑦填塞长度0.88cm ⑧ 装药结构 在与孔深长度相适合的竹片上标定装药的位置，然后在竹片上依照标 定的位置采用麻绳将药卷及导爆索固定在竹片上，并使导爆索贯穿整 个装药卷，再用导爆管雷管伟爆导爆索。
(4)造成以下情况的可能原因： ①表面未产生裂纹： 地质条件——岩石坚硬； 爆破参数——可能是整体药量小、或间距过大、或堵 塞长度太大、或相邻炮孔延迟时间太长 ②孔口破坏严重，壁面也有破损： 地质条件——岩石松软或节理裂隙发育； 爆破参数——孔口及整体药量偏大、或堵塞长度太小； 施工工艺——或者药包偏贴倒保留一侧。 ③孔口破坏严重，下部壁面质量正常： 地质条件——孔口存在倾向朝外的内侧软弱面或水平 层状弱面； 爆破参数——可能是孔口部位药量偏大或堵塞长度偏 小。
2.开挖边线预裂爆破参数选择： 孔径d=38mm 孔距a=(8~12)d=8×40=400mm 孔深L=H+h=1.5+0.2=1.7m 线装药密度=0.11Kg/m 单孔装药量Q设= q线H=0.11×1.4=0.154Kg 装药结构： q底=1.5 q线 =1.5*0.11=0.165 Kg/m q上= 0.7q线=0.7*0.11=0.077Kg/m L底=0.2L=0.2*1.7=0.34m L中=0.5L=0.5*1.7=0.85m L顶=0.3L- l2=0.3*1.7-0.3=0.21m Q底=0.05Kg Q中=0.1Kg Q上=0.015 Q实=0.165Kg 填塞长度l2=（0.2~0.5）=0.3m 根据计算，在底部装一个50g药包中间均匀布置4个25g的 药包，上部布置一个15g的药包。
四、起爆网路设计
为降低爆破振动采用逐孔起爆方式。主爆孔采用对角 线顺序逐孔起爆，孔内用9段，孔外孔间用2段、排间用4段 导爆管雷管接力。 预裂爆破孔内采用导爆破索连接各药包，用1段导爆管 雷管并到主爆孔起爆网路上引爆
五、安全防护措施
加强孔口堵塞质量控制,保证堵塞质量；
在邻近湖边用砂袋砌挡墙，防止爆破滚石； 在爆破部位覆盖一层铁丝网，铁丝网用扎丝互相连接，在山体上开挖边线上 侧将钢钎植入山体，将铁丝网用铁丝固定在钢钎上，在铁丝网上面加盖一层 草帘，以阻挡个别飞石，交并有效消除爆破噪声。 六、爆破地震校核 爆破产生的振动对周围的影响采用质点垂直振动速度来衡量，其计算公式如 下： V=k’k(Q1/3/R) α=2.29cm/s 式中：R v——质点垂直振动速度，cm／s；
3.爆破参数设计 （1）钻孔参数 扇形孔：孔径D=70mm，孔深L=20~30m，倾角30~75°， 孔间距为始端300mm,末端1.5~2m。 Z形孔：孔径D=70mm，孔深L=30m，倾角40°，孔间距 600mm。 （2）装药结构与填塞 炸药单耗：扇形孔q=0.3~0.4kg/m3， Z形孔q=0.4~0.45kg/m3 。 装药结构：扇形孔：除孔口间隔装药外，其余为连续装药。 Z形孔：上、下排最外则炮孔为间隔装药，其余 为连续装药。 （3）起爆网路 为了达到崩塌爆破和降振的目的，采用延时电爆网路起爆。 起爆顺序为自上而下、从外到里顺序起爆。
④孔口破坏严重，但下部未形成裂纹： 地质条件——岩石松软或节理裂隙发育、或孔 口存在倾向朝外的内侧软弱面或水平层状弱面； 爆破参数——孔口药量偏大、或堵塞长度太小； 下部整体药量小、或间距过大、或相邻炮孔延 迟时间太长； 施工工艺—— ⑤下部壁面很好，但表面未形成裂纹。 爆破参数——孔口药量小或堵塞长度偏大。
设计9 露天深孔台阶爆破设计 某石灰石矿山采区离民宅最近距离约300m。该矿山采用露天深 孔开采方式，穿孔用KQGS-150潜孔钻机穿孔，钻孔直径均为 165mm，深孔爆破，台阶高度为15m，爆破采用塑料导爆管毫 秒雷管分段起爆，主要采用硝铵炸药爆破。随着水泥产销量的 不断增加，石灰石需求量为年产480万吨（矿石200万立方米）。 因此，为减小爆破振动，保证居民的生活稳定，同时又不要影 响采矿强度和矿山中长期生产计划。 设计要求： 1.露天深孔台阶爆破设计； 2.降低爆破振动的技术措施。 设计提示： 1.采用毫秒延期爆破，尽量减少最大一段装药量； 2.实现逐孔起爆，将单响药量降到最低； 3.采用气体间隔器间隔装药； 4.合理布置采场工作线方向。
1.松动爆破设计
（4）一次爆破规模——每次先爆10m沟槽的预裂孔，约52个孔，后 爆主开挖孔30~35个孔。
2.主炮孔平面布置图
3.预裂爆破设计
4.起爆网路
பைடு நூலகம்
5.安全防护 （1）最大安全药量计算
设计7 爆破治理某地的危岩体。 工程概况及环境状况：该危岩体为石灰岩山，在山体外侧被一近似 垂直裂隙切割，裂隙贯穿该山东西两侧，自山顶向山脚呈V形开 裂延伸，裂隙上部宽度2.1m，延伸长度91m，被切割的岩体向外 侧倾斜，经专家现场考察确定为大型的危岩体，建议立即进行治 理。 危岩体所在的山体为一起伏南北走向的山峰，山顶部高140m，南、 西两侧为直立的陡壁，东侧较缓。危岩体位于山体的南侧，为厚 层状的石灰岩，山体表面只有零星的灌木杂草。危岩体体积约3.5 万立方米。危岩体的西侧和南侧有100多户居民，最近距离 20~40m。危岩体状况及周边环境见图4-2。 设计要求： 1.对危岩体A、B、D、E块实施爆破，以彻底清除A、B、D、E块危 岩体。 2.爆后危岩体的内侧应达到安全稳定的阶梯状。 3.爆破前将山脚周围的民宅划分为a、b、c三个区，a区距山脚 20~40m，共17间民房，b区距山脚40~60m，共16间民房，ab两区 的界定是：a区为爆破崩塌岩块触地振动和滚石冲击危害区，b区 为个别飞石危害区。c区及以外的民房不造成爆破伤害。 设计方案：由于危岩体处于不稳定状况，且周边全部是民宅，为了 确保施工安全，应采用分阶段、分区块定向崩塌爆破，具体爆破 方案如下： 1.由于危岩体正面自山顶至山脚有一闭合裂缝，把危岩体分割为东 西两大块，第一次爆破首先清除D块和AB块的东侧危岩体，第二 次爆破清除西侧AB块。 2.为了避免爆后整体岩块崩塌的振动危害民房，中、上部采用扇形 密孔崩塌毫秒延期爆破，危岩体下部采用侧向垂直孔毫秒延时爆 破方案。 3.爆区下方东南侧有两排民宅，而西侧为民宅的集中区，为减少爆 破滚石对民房的损害，采用定向崩塌控制爆破，使破碎岩块向东 南方向崩塌。
由Q=（V/k’K）3/α R3计算得 Qmax= （3/0.3/150）3/1.8×73=0.7Kg知应进行预裂爆破 一、爆破方案
1. 在开挖区采用小间距、小药量的分散布药原则，使爆破能量均 匀分布；采用松动爆破，加以有效的防护措施，避免产生飞石， 降低噪音，确保周围环境安全。
2. 为降低爆破振动，主炮孔起爆之前在开挖边线布置一排预裂孔， 以阻止主药包爆破时爆破地震波向边坡岩体的传播，并阻断向 边坡外发展的裂缝，使得主爆孔爆破后沿预裂面形成一个没有 超挖的光滑边坡。 3. 在爆体上面加以覆盖，防止个别飞石；在邻近湖边用砂袋砌挡 墙，防止爆破滚石。
Q——最大齐爆药量，取3．6kg；
R——爆破中心至被保护目标的距离，此取7m； k’——装药分散系数，取0．3；
k——与地质因素有关的系数，取150；
α——与爆破条件有关的衰减指数，取1.8。
设计2 预裂爆破和光面爆破已广泛应用于露天工 程和地下工程，简述你曾参加过的预裂或光面 爆破工程技术设计。爆破后如果出现下列现象， 请分析原因并说明如何调整爆破设计。 1.表面未产生裂纹； 2.孔口破坏严重，壁面也有破损； 3.孔口破坏严重，下部壁面质量正常； 4.孔口破坏严重，但下部未形成裂纹； 5.下部壁面很好，但表面未形成裂纹。 设计提示：根据成缝质量，考虑地质条件、爆 破参数、施工工艺等进行实际调整。