爆破工艺第五讲.ppt

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3.无保护层一次爆破法 无保护层一次爆破法是指在岩基开挖施工中, 不预留保护层,一次爆破开挖至建基面的爆破方 法。施工规范规定,无保护层一次爆破法应符合 下列原则: 1)水平建基面开挖应采用预裂爆破方法; 2)基础岩石开挖,应采用梯段爆破法; 3)梯段炮孔底与水平预裂面应有一定距离。 梯段炮孔底与水平预裂面有一定距离,进一步缩 小了梯段爆破对水平建基面的岩体的不利影响。
h=(8~12)d
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孔深由梯段高度和超深确定,垂直孔的孔
深计算公式为:
L垂直=H+h 倾斜孔的孔深计算公式为:
L倾斜=H/Sinα+h 4)底盘抵抗线
底盘抵抗线的大小同炸药威力、岩石爆破
性质、岩石块度要求、钻孔直径、梯段高度和
坡面角等因素有关,一般可用经验公式估算:
W1=(20~50)d 还需根据满足钻机安全作业的条件校核,即:
q=0.4+0.02(f-2)
2)每孔装药量
单排孔爆破或多排孔爆破第一排孔的每孔
装药量按下式计算:
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Q=qa1W1H
多排孔爆破时,从第二排孔起以后各排孔
的每孔装药量按下式计算:
Q=KqabH
3)单段药量控制
在建筑物或防护目标附近进行爆破时,需
对单段药量(或称单响药量)进行控制。规范
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3.1.2 爆破参数 1. 孔网参数 1)孔径 孔径主要由钻机类型来确定,而钻机类型主 要根据地质地形条件、岩体特性、开挖方式、爆 破规模和施工进度等选用。水利水电工程—般不 宜采用直径大于150mm的钻头钻孔。 2)梯段高度 梯段高度主要根据岩石开挖高度、地质条件、 岩体特性、施工进度、钻孔和挖掘机械性能等因 素确定。水电工程中爆破采用的梯段高度多为 20280/1~1/2 15m,也有采用15~20m高梯段的。
3)超深与孔深 超深是指炮孔超出梯段底盘标高的那一段孔 深,其作用是克服梯段底部岩石的夹制作用,使 爆破后不残留岩石根底。超深值的大小,主要处 决于岩石的可爆性、抵抗线的大小、炮孔底部装 药结构和要爆破炮孔的排数等。根据实践经验, 超深可用下式估算:
h=(0.15~0.35)W1 超深值也可用孔径的倍数确定,一般可取:
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B=W1Hctga≥2.5m
5)孔距与排距 孔距a是指同一排深孔中相邻两孔中心线间的 距离。 对于单排孔或多排孔中的第一排孔而言, 其孔距与底盘抵抗线有关,可用经验公式计算:
a1=m1×W 排距是指多排孔爆破时相邻两排孔之间的垂直 距离。采用矩形或方形布孔时,排距即是前后排两 个炮孔之间的距离;采用三角形布孔时,排距是后 排孔到前排两个炮孔中心连线的垂直距离。 孔距与排距之比是炮孔密集系数,即:
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3.堵塞 炮孔装药后,孔口未装药部分应该进行堵塞, 严禁不堵塞而进行爆破。常用的堵塞材料有砂、粘 土、岩粉等,一般可就地取材,采用钻孔的岩屑, 禁止使用石块或易燃材料。 4.爆破网路的连接与起爆 深孔爆破应采用电起爆网路、导爆索——继爆 管起爆网路和导爆管起爆网路,严禁使用火花起爆 法。网路连接完毕后,要有专人警戒,以防意外。 起爆网路经检查确认完好,才准起爆。
3.1.4 爆破施工工艺 1.炮孔检查
装药前必须检查炮孔的孔位、深度、倾角是否符合 设计要求,孔内有无堵塞、孔壁是否有掉块,以及孔内 有无积水及积水程度如何。孔口周围的碎石、杂物应清 除干净。
2.装药
1)装药结构 在深孔梯段爆破中为改善爆破效果和降低爆破振动 效应可采取不同的装药结构。按装药种类的不同可分为: 单一装药结构和组合装药结构; 按装药形式可分为:连 续装药和分段(间隔)装药结构,偶合和不偶合装药结 构。 2020/11/2
单一连续的装药结构,操作方便、 工艺简单。对需克服底盘夹制作用较 大的炮孔,或者沿孔底至孔口方向抵 抗线由大变小的炮孔,宜采用组合装 药结构。在预裂爆破和光面爆破中常 采用不偶合装药结构。
2)起爆药包的位置 当把起爆药包放置在孔底,并将雷管的聚能穴朝向孔口 和被起爆的药卷时,就是所谓的“反向起爆” 。当把起爆 药包放置于靠近孔口的第一或第二个药包,并将雷管的聚能 穴朝向孔底时,这就是所谓的“正向起爆” 。当把起爆药 包放置在炮孔的中部位置时,通常称之为“双向起爆”。若 在每个炮孔中放置两个以上的起爆药包,称之为“多点起
m=a/b 多排孔爆破炮孔密集系数m一般应大于1.0, 在2020/宽11/2 孔距爆破中可达2~5。
2.装药参数
1)炸药单耗
炸药单耗是爆破破碎单位体积的岩石所需
炸药量,影响炸药单耗的主要因素有:岩石的
可爆性、炸药种类、块度要求等。
炸药单耗可根据工程经验或类似工程参数
选取,也可根据岩石的坚固系数按下式计算:
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工程案例 康扬水电站工程基础开挖
康扬水电站是黄河上游,位于青海尖扎县与化 隆县的干流上。在李家峡水电站与龙羊峡水电站之 间。枢纽主要由右岸滩地发电厂房、滩地泄洪闸、 混凝土重力坝、左岸及河床粘土斜墙坝等建筑物组 成,水库正常蓄水位高程2033.00m时,总库容 2880万m3,电站设计水头18.7m,总装机容量 283.5MW,多年平均发电量9.92亿kW·h,年利 用小时数3500h。工程主要任务是发电。
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分层爆破法的主要缺点:重复清基工程量大, 工期长,耗费高,且爆破质量难以保证。
2.保护层一次爆破法 所谓保护层一次爆破法, 是指在进行岩基开挖时,将 预留保护层一次爆除的方法。 根据施工方式的不同,又分 为水平光爆一次爆除 保护层法和孔底设柔 性垫层一次爆除保护 层法。
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施工规范规定,保护层一次爆破法应符 合下列原则:
1)应采用梯段爆破法; 2)炮孔不得穿过水平建基面,只能钻 至水平建基面,目的是为了一次能开挖到水 平建基面; 3)炮孔底应设置用柔性材料充堆或由 空气充任的垫层段。垫层段可以缓冲炸药爆 炸产生的冲击波和高温高压气体对水平建基 面岩体的作用。柔性材料可用锯末发泡材料 等作成,空气也能起到缓冲作用。
1.微差爆破作用原理
由于微差爆破相邻炮孔起爆的间隔时间很短,在 爆破过程中存在着复杂的相互作用。其主要作用原理 是,先爆孔为相邻的后爆孔增加了新的自由面,改善 了爆破作用条件;应力波的相互叠加作用和岩块之间 的碰撞作用,增强了破碎效果,并相应提高了炸药能 量利用率;由于地震波的能量在时间和空间上都得到 分散,使地震波的强度大大降低。
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在深孔梯段爆破中,宜多 采用反向或多点起爆,这是因 为反向起爆爆炸气体被约束的 时间较长,因而它作功或破碎 岩石的时间也较长;爆破能量 能得到较充分的应用。
在装药过程中,不可用猛力去捣实起爆药包, 以防发生早爆事故或将雷管脚线及导爆管拉断而 造成拒爆。
问题:装药时为什么不能用铁棒捣实炸药包?
规定梯段爆破的最大段药量不得大于500kg,临
近设计建基面和设计边坡时,不得大于300kg。
4)堵塞长度
堵塞长度是炮孔装药后剩余部分用堵塞物
所充填的长度,堵塞长度可按下式确定:
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L2=(0.7~0.8)W1
3.1.3 微差爆破
微差爆破是在深孔孔间、深孔排间或深孔孔内以 毫秒级的时间间隔,按一定顺序起爆的一种爆破方法, 因此微差爆破又称毫秒爆破。
水工工艺基础
第五讲
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模块Ⅰ爆破工艺基础
第三章 爆破方法
3.1 深孔梯段爆破 所谓深孔,通常是指孔径在75mm以上, 深度超过5m的炮孔。 深孔梯段爆破是指在天 然或人工形成的台阶状地形上进行的深孔爆破, 具有两个或两个以上自由面,可获得较好的爆 破效果。 在水工建筑物基础开挖和筑坝石料开采施 2020工/11/2中,广泛采用深孔梯段爆破方法。
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1.分层爆破法 第一层:炮孔不得穿入距水平建基面1.5m的范围, 炮孔装药直径不应大于40mm,最大段起爆药量 不大 于300kg。 第二层:对节理裂隙不发育、较发育和坚硬、中 等坚硬的岩体,炮孔不得穿入水平建基面0.5m的范围; 对节理裂隙极发育和软弱的岩体,炮孔不得穿入距水 平建基面0.7m的范围。炮孔装药直径不应大于32mm。 第三层:对节理裂隙不发育、较发育、发育和坚 硬、中等坚硬岩体,炮孔不得穿过水平建基面;对节 理裂隙极发育和软弱岩体,炮孔不得穿入距水平建基 面0.2m的范围,剩余0.2m厚的岩体应进行撬挖。
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3.2.3 岩块二次破碎爆破 在水电工程爆破施工中的一个重要问题就是 要控制大块率。所谓大块,是指尺寸超过了运输、 铲装等设备所要求块度的岩块;露天爆破一般指 最大边长大于800~1000mm的岩石块。 处理大块问题常用二次破碎爆破法,主要有 浅孔爆破法和裸露爆破法。浅孔爆破就是直接在 大块岩石上钻孔放炮的方法。其特点是:有两个 以上的自由面;破碎效果一般只要求震裂震破; 炸药单耗低。
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康扬水电站的地基是属粘土岩,它比一般 的岩石要松软,但是比泥土要坚硬。坝址区两 岸不对称,左岸地面开阔缓倾,自然坡度1°~ 3°,右岸为Ⅰ~Ⅱ级阶地河床漫滩。 坝址区出 露地层主要有上第三系贵德组(N2g)河湖相 沉积粘土岩和碎屑岩(岩性以粘土质粉砂岩为 主)及第四系冲洪基层(Qal+pl) 。岩体固结 程度低,成岩作用差,具有强度低、抗风化能 力差、软化系数小、 遇水易膨胀、崩解、失水 易干缩、开裂等特性。所以一般采取钢筋网混 凝土喷护的方式来保护粘土岩的风化,坝底与 边 坡都用钢筋混凝土来浇筑。
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3.2 露天浅源自文库爆破
凡是孔径不超过75mm,长度不超过5m的炮孔都称为 浅孔。 浅孔爆破—种传统的爆破方法,在目前的水电工 程爆破施工中,仍然有很重要的作用。如水工建筑物基础 开挖、保护层开挖、平台修整、高边坡清理、地下洞室开 挖等,都可采用浅孔爆破法。
3.2.1 浅孔梯段爆破
浅孔梯段爆破与深孔梯段爆破两者在原理、布孔方式 和爆破参数选择等方面基本上是相同的,最根本的区别就 是炮孔直径和炮孔深度不同。主要缺点是:机械化程度不 高,劳动强度比较大,生产效率低,爆破作业频繁等。
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粘土岩开挖 粘土岩开挖采用钻爆开挖方法与机械
直接开挖方法相结合,预留保护层,以 大面梯段爆破和边坡预裂爆破开挖为主 ,局部采用D9L推土机松土器松土后进 行挖装作业。开挖爆破参数由生产性试 验得出。
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2.多排孔微差爆破起爆方案
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1)排间微差起爆 这种起爆方案施工简便,能使爆破 后的岩石从工作面移动得较远,爆堆比 较整齐,但常常产生大块,地震效应仍 然较强。 2)对角微差起爆 该方案施工较复杂,与排间微差起 爆方案相比,多了一个临空面,因而破 碎质量大为改善,减震效果明显。 3)“V”型微差起爆 该方案加强了岩块的碰撞和挤压, 破碎质量好,爆堆集中,地震效应明显 降低。
3.1.1深孔梯段爆破的基本概念 1.梯段要素
梯段要素的确定与机械设备情况、地质地形条件、 2020/爆11/2 破材料性能和施工技术水平等因素有关。
2.钻孔形式 深孔梯段爆破钻孔形式一般分为垂直孔和 倾斜孔两种。
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3.布孔方式 布孔方式有单排布孔及多排布孔两种。多排布 孔又分方型、矩形及三角形(或称梅花形)三种。
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3.2.2 保护层开挖爆破 保护层开挖爆破是水利水电工程所特有的爆 破项目。所谓保护层,是指在进行水工建筑物基 础开挖施工时,为防止上部梯段爆破造成水平建 基面岩体的破坏,而预留的一定厚度的岩体。 预留保护层的厚度,与地质条件、岩体特性、 爆破方法、爆破规模、爆破材料性能和炮孔直径 等因素有关。一般取梯段爆破炮孔底部装药直径 的25~40倍。
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坝区地下水埋藏类型主要为第四系冲积 层中孔隙型潜水和第三系地层中浅部卸荷 基岩隙潜水。第四系冲积层孔隙型潜水为 坝区主要地下水类型(来源为大气降雨和 灌溉),左岸含水层厚度3m~10m,右 岸含水层厚度为2m~5m,浸润线与基岩 顶板形态基本一致。基岩裂隙水主要分布 在浅部风化带和卸荷带内,开挖初期渗出 或溢出。应该及时做好抽水和排水工作, 以免影响边坡和基底的施工。
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