岩土爆破设计题与案例分析试题答案缩印版

设1：某风景区改建工程中需要对一处山坡进行开挖…………… 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 。为了控制爆破振动，确定单孔装药量Q=0.45kg<0.5kg 。采用药卷直径为32mm ，长度为200mm ，单卷药量150g 的炸药。 装药长度：Lc=3×200=600mm=0.6m 抵抗线：W=（24-45）d 或 W=（0.4-1.0）H W=0.8H=0.8×1.5=1.2m 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/m 3 由于Q=q ·V= q ·a ·b ·H=1.15b 2·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 。 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。 （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 ； 单孔装药量Q=Lc ×L 线=1.1×250=275g ； 装药结构：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 ）。 （3）起爆网路设计 在每个台阶爆破时，预裂孔提前起爆，由于受同段最大药量的限制，预裂孔起爆时按单孔起爆。正常台阶浅孔爆破时也采用单孔起爆。 主炮孔在预裂缝形成的条件下，按单孔顺序起爆。 （课堂已讲，略） （4）安全防护措施 严格控制最大同段药量不超过0.5kg ，预裂爆破和台阶爆破时都采用单孔顺序起爆。为了防止爆破时产生飞石，在每个炮孔孔口位置用沙袋压盖。另外在被保护的石碑和凉亭上采用草帘或帆布进行防护，以防个别飞石飞溅到石碑和凉亭上时对他们造成损伤。 设计2：预裂爆破和光面爆破已广泛应用于露天工程…………… 简述你曾参与过的预裂或光面爆破工程技术设计？

提示：从以下几个方面说明：（结合实例） ① 实施预裂或光面爆破地段的地质情况；如在公路路堑开挖时采用了预裂爆破，岩体为花岗岩，坚固性系数f=12-16，中等风化，

解理裂隙发育，无水。

② 控制爆破参数。预裂爆破参数应包

括：孔径、孔间距、钻孔长度、钻孔角度、线

装药密度、单孔装药量、装药结构、填塞长度

等。光面爆破参数应包括：孔径、光爆破层厚

度（抵抗线）、孔间距、钻孔长度、钻孔角度、

线装药密度、单孔装药量、装药结构、填塞长

度等。 ③ 起爆方式。注意预裂爆破时，可以

先于主爆区单独起爆，也可以与主爆区同一次起爆，但比主爆区要提前90-110ms 起爆。光面爆破时，光面孔与主爆区炮孔同次起爆时，

光面孔在主爆区起爆后再起爆，时差100ms

左右，光面孔也可以在主爆区起爆后单独起

爆，主爆区爆破后的碴堆清运后再实施光面爆

破，则光面爆破的效果会更好。

④ 爆破效果，说明预裂爆破或光面爆破后的效果如何，从半孔率、壁面的平整度，

观感等方面进行描述。

⑤ 爆破设计的调整，根据爆破效果，

对爆破方案进行调整情况及调整后的爆破效

果。

爆破后出现下列现象，请分析原因并说明如何

调整爆破设计？

（1）表面未产生裂缝；可能的原因：孔间距

大、装药量不足、岩石坚硬。调整爆破设计的

方法：缩小孔间距、增加线装药密度。

（2）孔口破坏严重，壁面也有破损；可能的原因：线装药密度大、填塞长度小、岩体完整性差（如解理裂隙很发育）。调整爆破设计的方法：降低线装药密度，孔口部位的线装药密

度降低得多些，增加填塞长度。 （3）孔口破坏严重，下部壁面质量正常；可能的原因：上部线装药密度大，填塞长度小。

调整爆破设计的方法：增大填塞长度，减小上部装药密度。

（4）孔口破坏严重，但下部未形成裂缝；可能的原因：孔口部位岩体解理裂隙发育或线装药密度高了或填塞长度不足，下部线装药密度低了。调整爆破设计的方法：减小孔口线装药

密度、增加填塞长度，增大下部线装药密度。 （5）下部壁面很好，但表面未形成裂缝；可能的原因：下部药量不足。调整爆破设计的方法：增加下部线装药密度。

设计3：某道路工程需在花岗岩中开挖一个隧洞…………… 根据题意，可以绘出隧道断面形状如图2所示。经计算断面的面积S=23.62m 2。 总体方案：采取全断面开挖。选用垂直孔掏槽，中间钻一个孔径为89mm 的空孔，在空

孔的四周均匀布置4个掏槽孔。周边孔使用光面爆破。 （1）掏槽孔数目N1=4个（不含空孔），辅助孔数目N2=32个，周边孔数目N3=30个，炮孔总数N=66个。掏槽孔的布置图如图:3所

示，6个掏槽孔均匀地布置在半径为200mm 的圆上，中心点为直径89mm 的空孔，所有掏槽孔都是垂直孔，孔深均为3m 。 炮孔布置图如图4所示，在每个炮孔附近的数字表示起爆顺序。周边孔间距，拱顶部位0.55m ，立墙部位0.65m ，底眼0.6m ，辅助孔间距0.75m ，光爆层厚度为0.61m ，周边孔的炮孔密集系数m=0.9。周边孔距开挖轮廓线0.1m ，并向外倾斜4°，使孔底在轮廓线外0.1m 。

图2 隧道断面 图3 掏槽孔布置图 图4 炮孔布置图（单位：mm ） （2）利用下述公式估算出总钻孔数： 6862.23163.33.33232=⨯==fs N 实际布置炮孔数为66个（不包含空孔），与计算结果相近，比较合理。 设炮孔利用率为90%，已知每循环进尺L 进=2.5m ，所以炮孔深度为L=2.5/90%=2.8m ，掏槽孔深度比其他孔加深0.2m ，即掏槽孔的深度为3.0m 。

总钻孔量L 总=4×3.0+（66-4）×2.8=185.6m （不包括空孔）

每次循环爆破方量V=S ×L 进=23.6×2.5=59m 3 每立方米钻孔量=L 总/V=185.6/59=3.15m/m 3 取掏槽孔填塞长度为装药长度的0.25倍，辅助孔和周边孔的填塞长度为装药长度的0.3

倍，则有： 掏槽孔填塞长度Lt1=3.0×0.25/（1+0.25）=0.6m 掏槽孔装药长度Lc1=3-0.6=2.4m 辅助孔和周边孔的填塞长度Lt2=2.8×0.3/（1+0.3）=0.6m

辅助孔和周边孔的装药长度Lc2=2.8-0.6=2.2m 掏槽孔和辅助孔都采用Φ32×200mm ，质量150g 的药卷。周边孔线装药密度取值为

0.3kg/m 。 掏槽孔装药量为Q1=N1×Lc1/0.2×0.15=4×2.4/0.2×

0.15=7.2kg