岩土爆破设计题与案例分析试题参考答案

岩土爆破设计与案例分析试题

参考答案

第一部分 设计题参考答案

（内部资料，个人见解，错误难免，仅供参考，灵活使用）

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1m 处有围墙，距开挖前4m 为石碑和凉亭，属国家重点文物。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，开挖边线采用预裂爆破。 设计要求：(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、填塞长度；

（3）起爆网络设计（只说明孔内、空间、排间雷管段位即可，包含预裂孔）

（4）安全防护措施。

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/m 3。 由公式α)(3max R Q K V =导出α33max ⎪⎭⎫ ⎝⎛=K V R Q ，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Q max =0.5kg 。为了控制爆破振动，确定单孔装药量Q=0.45kg

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：

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种开挖一个隧洞，岩石坚固系数f=16,裂隙中等发育。隧道断面为直墙半圆形，半径2.5m。边强高4m，底宽5m。钻孔直径42mm，空孔直径89mm。爆孔开挖半径循环进尺2.5m。

设计要求：

（1）设计出炮孔布置图，标出各部位孔位置图，起爆顺序号；掏槽孔布置图；

（2）计算总钻孔量，没立方米钻孔量，单位体积炸药消耗量；

（3）绘出掏槽孔、辅助孔、周边孔的装药结构图；