深孔松动控制爆破工法
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深孔松动控制爆破工法(YJGF10-96)
铁道建筑研究设计院
“深孔松动控制爆破”,是指采用潜孔钻机成孔,一次起爆成千上万方岩石,爆破后的岩石松动而不飞散,能有效地控制飞石、振动效应和冲击波,确保爆区周围环境安全,爆破后的岩石适合机械挖、装、运作业。已在多种复杂环境条件下的石方爆破开挖工程中广泛应用,取得满意的爆破效果。
1 原理及特点
深孔松动控制爆破所以能有效地控制爆破飞石和冲击波的产生,是以采取接近内部作用药包的装药量和炮孔中有足够长度、一定密实度的回填堵塞物为基本原理。爆破后的岩石仅限于开裂、凸起、松动,必须进行机械化清方才能奏效。深孔松动控制爆破能有效地控制爆破振动效应,确保环境的安全,基于使用塑料导爆管非电起爆系统形成孔内外时间微差,每组炮孔或每个炮孔起爆有足够的时间间隔,爆破振动由单独药包作用,这是深孔松动控制爆破最显著的特点。
2 适用范围及技术要求
2.1适用范围
(1) 铁路、公路扩堑工程;(2) 城市道路拓宽工程;(3) 城市开挖基坑工程;
(4) 复杂环境条件下石方爆破开挖工程。
2.2技术要求
本工法在复杂环境条件下用于石方开挖,确保周围环境的安全,应用于既有铁路线扩堑工程时,还要保障既有线正常运营。本工法的技术严格,要求:有效地控制爆破飞石的产生;控制爆破振动效应;爆破冲击波;爆破后的岩石适合机械清方;在既有铁路扩堑爆破时,不要点,不封锁。
3 作业程序
3.1 工艺流程图
按图1作业程序,自上而下、从左至右逐项进行。
3.2 设计与计算
深孔松动控制爆破,是在常规深孔爆破基础上开发的一种爆破新技术。其参数名称和设计程序等相似于深孔爆破。深孔松动控制爆破的炮孔布置如图2所示。
W—实际抵抗线(m);a—炮孔间距(m);h1—底部超钻(m);L—炮孔深度(m);H—台阶(梯段高度)(m);α—台阶自由面或炮孔的
倾斜角(°)
图2 炮孔布置
图1 作业程序
3.2.1设计程序
炮孔倾角一般为90°~60°,炸药为硝铵炸药,经计算炮孔各参数之间的关系及设计程序为:
(1) 台阶(梯段)高度H≥(0.060~0.064)d或d≤(15.6~16.7)H,式中d为炮孔直径(mm);
(2) 最大抵抗线W max≤(0.032~0.034)d,且W max≤(0.50~0.58)H;
(3) 实际抵抗线W,当H≤5m时,W=W max-0.05H;当H>5m时,
W=W max-0.1-0.03H;
(4) 炮孔底部超钻h1=(0.2~0.3)W max;
(5) 堵塞长度h0=(0.7~1.0)W;
(6) 炮孔间距a=mW=(1.0~1.25)W(式中m为炮孔密集系数,m=1~1.25)。
3.2.2药量计算
每个炮孔装药量计算公式为:Q=qaWH,式中q为单位耗药量(kg/m3)。
3.2.3起爆网路设计
拟采取塑料导爆管非电起爆。
3.3作业要点
3.3.1平整钻机作业面
为使钻机就位,除修工作便道外,还需平整钻机钻孔的作业面。台阶覆盖层较厚时,利用推土机铲平;覆盖层薄且石头凸起时,用风枪打孔小爆破,然后用推土机推平。作业面的平整度以保障钻机移动和钻孔时安全为标准。
3.3.2布孔与钻孔
首先按设计的孔距、排距布孔。对台阶面边缘的孔,要特别注意抵抗线不要过小,以防抵抗线方向出现飞石。
钻孔时要根据设计要求,确保孔位、方向、倾斜角和孔深。每孔钻完后,首先将岩石粉吹干净,然后从孔中把钻杆提升到孔口上,这时不要移动钻机,以防孔深不够,继续在原孔中加深钻孔。
3.3.3装药与堵塞
装药之前,一是测量孔深,对过浅或过深的炮孔,要调整装药量;二是孔中水应尽量排除干净,否则应装防水炸药。孔中装药要定量定位,防止卡孔。
回填堵塞的材料宜选取一定湿度的粘土。为防止卡孔,要分多次回填,边回填边捣固,捣固时要保护好孔中的电线或导爆管。
3.3.4网路连接与安全警戒
当使用导爆管非电起爆系统进行孔内外控制微差起爆时,连线时要注意孔外串联雷管,切忌脚踩磕碰。为保障网路准爆,拟采取双个雷管双根导爆管。
放炮之前,人员及机械撤离到安全区,要设置安全警戒哨。对铁路既有线扩堑爆破时,还需准备必要的抢修机具和一定数量的人员。
3.3.5爆破安全检查
爆破之后,暂不要立即解除警戒,而要到现场查看,如发现哑炮,应及时处理。
4 施工组织
深孔松动控制爆破工程实行机械化作业,人员组织要精干。现以“焦枝铁路扩堑深孔松动控制爆破”为例介绍施工组织。
焦枝铁路九里山至董庄区间,有340m长的石方路堑,需扩堑建复线,爆破岩石4485m3,3个月完成。机械配备及劳力安排如下:
(1) 机具设备:1200m3挖掘机1台、潜孔钻机1台、空压机(17m3/min)2台、内燃发电机(75kW)1台等;
(2) 劳动组织:爆破6人;开挖6人;运输6人;指挥2人。
5 质量标准
5.1钻孔
一般情况下,钻孔开口误差控制在炮孔直径大小,钻孔深度误差控制在20cm 以内。
5.2爆破安全
爆破的岩石只允许松动开裂,而不允许出现飞石,爆破冲击波控制在确保爆区四周玻璃门窗完好无损,爆破振动控制在安全范围之内。
5.3边坡及堑底
对于扩堑爆破,爆破后只需花费少量人工刷坡,确保边坡平顺整齐,经清方后堑底不出现石坎,平整度控制在±20cm以内。
6 安全措施
关于运输、使用和保管炸药和起爆器材,除按有关爆破规定执行外,还应遵从作业要点中有关安全方面的规定。此外,还应注意:(1) 炮孔要有一定的堵塞长度和加强回填堵塞质量;(2) 必要的防护覆盖;(3) 放炮不要点、不封锁线路的注意事项有:① 设计合理是可靠的保证;② 摸清行车规律,选在行车间隔长的空挡内放炮;③ 做好抢修准备。
7 技术经济效益
深孔松动控制爆破,具有安全、施工速度快等优点,技术经济效益尤其显著。仅以焦枝铁路扩堑深孔松动控制爆破为例,其几项技术经济指标居国内领先地位:除人工装药和刷边坡外,机械化程度高达97%,节省5.5万多工日,工期提前3个月;劳动生产率高,钻爆挖装运工效为42m3/工日;单位耗药量为0.15kg/m3;炮孔利用率高,主炮孔为22.7m3/m;安全,无飞石,无塌落石块或爆堆;爆破振动小,堑顶质量较差的民房完好无损;放炮不封锁线路、不要点,保障了既有线行车正常运行,若按规定,放炮要点,每次以20min计,21次炮需要点累计7h。
(何广沂执笔)
单位地址:北京大兴县康庄路9号,北京102600
收稿日期:1997-10-07