爆破的基本方法

第三節(jié)爆破的基本方法工程爆破的基本方法按照藥室的形狀不同主要可分為：鉆孔爆破、洞室爆破。在巖體的開挖輪廓線上，為了獲得平整的輪廓面、控制超欠挖和減少爆破對保留巖體的損傷，通常采用預(yù)裂或光面爆破技術(shù)。第三節(jié)爆破的基本方法一、鉆孔爆破二、洞室爆破三、改善爆破效果方法及措施一、鉆孔爆破鉆孔爆破分為淺孔爆破和深孔爆破。淺孔爆破孔徑小于75mm，孔深小于5m優(yōu)點：有利于控制開挖面的形狀和規(guī)格，使用的鉆具簡單，操作方便；缺點：勞動生產(chǎn)率低，無法適應(yīng)大規(guī)模爆破需要淺孔爆破大規(guī)模應(yīng)用于地下工程開挖、露天工程中的中小型料場開采、水工建筑物基礎(chǔ)分層開挖以及城市建筑物的控制爆破深孔爆破孔徑大于75mm，孔深超過5m優(yōu)點：適用于料場和基坑大規(guī)模、高強度開挖無論是淺孔還是深孔爆破，施工中均須形成臺階狀臨空面。這樣不僅有利于提高爆破效果，降低成本，也便于施工組織鉆孔、裝藥、爆破和出渣的平行流水作業(yè)，避免干擾，加快進度。布孔時，宜使炮孔與巖石層面和節(jié)理面正交，不宜穿過與地面貫穿的裂縫，以防止爆生氣體從裂縫中逸出，影響爆破效果。臺階爆破臺階爆破施工臺階爆破施工一）淺孔爆破

1.炮孔布置參數(shù)開挖中宜根據(jù)開挖范圍、開挖深度和鉆孔長度分成數(shù)級臺階施工每級臺階沿長度方向可分成數(shù)個工作段，沿寬度方向則可布置多排炮孔，但不宜超過3~4排炮孔在平面上一般采用矩形或梅花形布置同排相鄰炮孔中心距離稱為孔距相鄰兩排炮孔間的中線距離稱為排距。

（1）最小抵抗線W：

(2-6)

式中：Kw—巖質(zhì)系數(shù)，一般為15—30，堅硬巖石取小值，松軟巖石取大值；

d—鉆孔直徑。

（2）臺階高度H

臺階高度必須大于最小抵抗線，以防止沖天炮；同時炮孔深度也不能太大以防止炮孔藥量分布不均。兼顧到爆破效果和生產(chǎn)率兩方面，臺階高度可按下式確定

(2-7)

（3）炮孔深度L(2-8）

式中系數(shù)對堅硬巖石取大值，松軟巖石取小值。

（4）孔距a和排距b

合理的孔距和排距是保證形成平整的新臺階面及爆后巖塊均勻的前提。一般有：（2-9）（2-10）（2-11）

（

5）堵塞長度L1

淺孔臺階爆破多采用連續(xù)裝藥，裝藥長度應(yīng)控制在孔長的1/2～1/3范圍，因此孔口堵塞長度一般不小于孔長的一半。

2裝藥量計算淺孔爆破藥量按延長藥包計算，單孔藥量為

(2-12)q—淺孔臺階爆破單耗，一般為0.2～0.6kg/m3，可按照巖性不同從有關(guān)表格中選取。

3起爆網(wǎng)路淺孔臺階爆破一般采用電力起爆或?qū)П芷鸨W(wǎng)路。常用的微差間隔起爆方法包括排間微差和“V”形起爆。二)深孔爆破深孔臺階爆破的鉆孔分為垂直孔和傾斜孔。傾斜孔的優(yōu)點是由于炮孔與臨空面平行，使得爆破過程全孔所受的抗力均勻，爆后巖塊均勻，底部殘梗少，爆堆形狀易于控制，有利于提高出渣裝載機的效率同時保持一定的傾角，也有利于保持坡面的穩(wěn)定。缺點：傾斜孔鉆孔技術(shù)要求高，鉆孔效率低，裝藥過程易堵孔深孔臺階爆破的炮孔布置與參數(shù)選擇的原則與淺孔爆破類似：

(1)炮孔布置參數(shù)

1）臺階高度H：H值的選取應(yīng)綜合考慮地質(zhì)與巖性，開挖強度與進度要求，鉆孔、裝碴和運輸設(shè)備的性能及合理配套等條件來確定。深孔爆破臺階高度一般為6~16m，以8~12m居多。

2）鉆孔直徑d

在水工建筑物基礎(chǔ)開挖中，鉆孔直徑一般不超過150mm；在臨近建基面、設(shè)計邊坡輪廓處，孔徑一般不大于110mm。

3）底盤抵抗線Wd

底盤抵抗線是指炮孔中心線至臺階坡腳的水平距離。

(2-13)

式中：D—巖石硬度影響系數(shù)，一般取0.46～0.56，硬巖取小值，軟巖取大值；

η—臺階高度影響系數(shù)。

4）超鉆深度ΔH

超深可按下式確定：

(2-14)式中的系數(shù)在臺階高度大、巖石堅硬時取大值。

5）孔長L(2-15)

式中：α—鉆孔傾斜角，一般與臺階坡面角相同；對垂直鉆孔，α=900。

6）孔距a和排距b

合理的孔距和排距是保證形成平整的新臺階面及爆后巖塊均勻的前提。一般有：

(2-16)(2-17)

7）堵塞長度L1深孔臺階爆破的堵塞長度可參考以下公式綜合確定:

（2-18）（2-19）（2-20）

(2）裝藥量計算：

前排炮孔的單孔藥量為:

（2-21）

后排炮孔的單孔藥量為：（2-22）

q—深孔臺階爆破單耗，可按照巖性不同從有關(guān)表格中選?。籷的大體范圍為：軟巖0.15～0.3kg/m3,中硬巖0.3～0.45kg/m3,硬巖0.45～0.6kg/m3；

P—受前排爆巖阻力作用的藥量增加系數(shù)，一般取1.1~1.2。實際運用中，無論是深孔爆破還是淺孔爆破，最終確定的裝藥量必須滿足藥量平衡原理。即每個炮孔爆除其所承擔(dān)的一定體積巖石所需的藥量必須與最佳堵塞條件下孔內(nèi)所裝入的藥量相等。三）改善深孔爆破效果的技術(shù)措施改善爆破效果歸根結(jié)底是提高爆破的有效能量利用率，有以下方法和措施：

(1)合理利用或創(chuàng)造人工自由面

(2)改善裝藥結(jié)構(gòu)

(3)優(yōu)化起爆網(wǎng)路

(4)采用微差擠壓爆破

(5)保證堵塞長度和堵塞質(zhì)量(1)合理利用或創(chuàng)造人工自由面充分利用多面臨空的地形，或人工創(chuàng)造多面臨空的自由面，有利于降低爆破單位耗藥量。適當(dāng)增加梯段高度或采用斜孔爆破，均有利于提高爆破效率。斜孔爆破后邊坡穩(wěn)定，塊度均勻，還有利于裝渣效率改善裝藥結(jié)構(gòu)

深孔爆破多采用單一炸藥的連續(xù)裝藥，且藥包往往處于底部、孔口不裝藥段較長，導(dǎo)致大塊的產(chǎn)生采用分段裝藥可有效降低大塊率；采用混合裝藥方式，即在孔底裝高威力炸藥、上部裝普通炸藥，有利于減少超鉆深度；在國內(nèi)外礦山部門采用的空氣間隔裝藥爆破技術(shù)也證明是一種改善爆破效果、提高爆炸能量利用率的有效方法(3)優(yōu)化起爆網(wǎng)路

優(yōu)化起爆網(wǎng)路對提高爆破效果，減輕爆破振動危害起著十分重要的作用選擇合理的起爆順序和微差時間對于增加藥包爆破自由面、促使爆破巖塊相互撞擊以減小塊度、防止爆破公害具有十分重要的作用采用微差擠壓爆破微差擠壓爆破時指爆破工作面前留有渣堆的微差爆破由于留有渣堆，從而促使爆巖在運動過程中相互碰撞、前后擠壓，獲得進一步破碎，改善了爆破效果微差擠壓起爆可用于料場開挖及工作面小、開挖區(qū)狹長的場合它可以使鉆孔和出渣作業(yè)互不干擾，平行連續(xù)作業(yè)，從而提高效率保證堵塞長度和堵塞質(zhì)量實踐證明，當(dāng)其他條件相同時，堵塞良好的爆破效果及能量利用率較堵塞不良的場合可以大幅提高實例二、洞室爆破

洞室爆破又稱大爆破，其藥室是專門開挖的洞室。藥室用平洞或豎井相連，裝藥后按要求將平洞或豎井堵塞。洞室爆破可分為松洞爆破、拋擲爆破和定向爆破定向爆破是拋擲爆破的一種特殊形式，不僅要求巖土破碎、松動，而且應(yīng)拋擲堆積成具有一定形狀和尺寸的堆積體洞室爆破施工洞室爆破施工洞室爆破施工洞室爆破施工洞室爆破施工洞室爆破施工洞室爆破施工洞室爆破施工洞室爆破施工洞室爆破施工

一）洞室爆破的特點及適用范圍：

(1)特點：

1）洞室爆破一次爆落方量大，有利于加快施工進度；

2）需要的鑿巖機械設(shè)備簡單；

3）節(jié)省勞力，爆破效率高；

4）導(dǎo)洞、藥室的開挖受氣候影響小，但開挖條件差；

5）爆破后塊度不均，大塊率高6）爆破震動、空氣沖擊波等爆破公害嚴重。（2）適用范圍：

1）挖方量大而集中并需在短期內(nèi)發(fā)揮效益的工程；

2）山勢陡峻，不利于鉆孔爆破安全施工的場合；

3）定向爆破筑壩；

4）當(dāng)?shù)刭|(zhì)、地形條件滿足要求時，洞室爆破可用于定向爆破筑壩、面板堆石壩次堆料區(qū)料場開挖以及定向爆破截流。二）藥包布置與爆破參數(shù)確定：（1）藥包布置為達到良好的爆破效果，需要根據(jù)地形地質(zhì)條件和工程要求，一般按照“排、列、層”的立體格局布置群藥包。（2）爆破參數(shù)洞室爆破中，最小抵抗線W和爆破作用指數(shù)n值共同決定了爆落方量與拋擲率、拋擲距離和爆堆分布狀況。W和n是決定爆破規(guī)模的兩個最基本參數(shù)。1）最小抵抗線長度WW的方向決定了主拋方向，它和n值一道決定了爆落與拋擲方量以及拋擲距離；W越小，可能產(chǎn)生的公害越大；W值的選定應(yīng)和藥包布置一并考慮，要反復(fù)調(diào)整力爭最優(yōu)；我國已建定向爆破堆石壩，W多在5～40m之間。

2）爆破作用指數(shù)nn的選擇主要根據(jù)爆破類型（松動爆破還是拋擲爆破）和地形條件（多面臨空、斜坡地形或平地等）確定，n值一般采用0.7～1.75。若采用雙排或雙層布藥，上層和前排藥包應(yīng)適當(dāng)增大n值，同時后排和下層的n值應(yīng)比前排和上層的n值大0.15～0.25。

3)藥包間距有水平間距a和層間距b，與爆破性質(zhì)、地形地址條件有關(guān)，直接影響爆破質(zhì)量和成本。

【例】某項爆破工程擬采用集中藥包洞室爆破，設(shè)計最小抵抗線長度為20m，取用爆破作用指數(shù)n=1。若要求增加爆破方量10000m3，在最小抵抗線不變的情況下，試近似計算爆破作用指數(shù)n值。并指出數(shù)何種爆破類型？

解：n=1時，爆破漏斗底直徑為2×20＝40m

爆破方量V1＝π/4×402×20/3=8377.6m3

增加爆破方量10000m3，總爆破方量為18377.6m3。設(shè)爆破作用指數(shù)為nx

爆破漏斗底直徑為：2×20nx=40nx，則π/4×（40nx）2×20/3＝18377.6

nx＝1.48。屬加強拋擲爆破

(3)裝藥量計算：

1)集中藥包：

拋擲爆破：(2-23)

松動爆破：(2-24)

2)條形藥包：條形藥包的裝藥量通常以線裝藥密度表示，其裝藥量計算基礎(chǔ)為集中藥包的藥量計算公式，通常只是將藥量均勻分布于用集中藥包藥量計算公式算出的相應(yīng)藥包間距上：

(2-25)（4）施工要點：

1)藥室與導(dǎo)洞布置集中藥包的藥室體積V按下式計算：

(2-30)

式中：KV—藥室擴大系數(shù)，當(dāng)藥室無支撐時，取1.1～1.25；散裝取小值，袋裝取大值；有支護時取1.5～1.8。

Δ—為炸藥密實度，t/m3。2)裝藥堵塞堵塞時，先用木板封閉藥室，再用粘壤土填塞3～5m，最后用石碴料堵塞?？偟亩氯L度一般不應(yīng)小于最小抵抗線長度的1.2～1.5倍。對T型導(dǎo)洞可適當(dāng)縮小堵塞長度。3)起爆網(wǎng)路電爆網(wǎng)路和電爆與導(dǎo)爆索的復(fù)式網(wǎng)路被廣泛使用，這是因為洞室爆破的起爆網(wǎng)路要求萬無一失，而只有電爆網(wǎng)路能用儀表檢查。

設(shè)計實例:圖

文件第四節(jié)爆破技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

本節(jié)將從輪廓線控制爆破、巖石壩基和高邊坡的開挖、定向爆破筑壩、巖塞爆破、面板堆石壩填筑料開采、圍堰和巖坎的爆破拆除等方面，介紹爆破技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用。一、預(yù)裂爆破和光面爆破二、壩基開挖三、巖石高邊坡爆破開挖五、巖塞爆破六、面板堆石壩填筑石料開采七、拆除爆破第四節(jié)爆破技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用四、定向爆破筑壩一、預(yù)裂爆破和光面爆破（1）定義

預(yù)裂爆破和光面爆破都屬于輪廓線控制爆破。所謂預(yù)裂爆破，就是首先起爆布置在設(shè)計輪廓線上的預(yù)裂爆破孔藥包，形成一條沿設(shè)計輪廓線貫穿的裂縫，再在該人工裂縫的屏蔽下進行主體開挖部位的爆破，保證保留巖體免遭破壞；

光面爆破是先爆除主體開挖部位的巖體，然后再起爆布置在設(shè)計輪廓線上的周邊孔藥包，將光爆層炸除，形成一個平整的開挖面。預(yù)裂爆破主要用于明挖，光面爆破主要用于洞挖。 （2）其成縫機理 預(yù)裂爆破和光面爆破都要求沿設(shè)計輪廓產(chǎn)生規(guī)整的爆生裂縫面，兩者成縫機理基本一致。區(qū)別在于預(yù)裂孔在主爆破孔之前起爆，光爆孔在主爆破孔之后起爆。

現(xiàn)以預(yù)裂縫為例論述它們的成縫機理：預(yù)裂爆破采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，其特征是藥包和孔壁間有環(huán)狀空氣間隔層，該空氣間隔層的存在削減了作用在孔壁上的爆炸壓力峰值。因為巖石動抗壓強度遠大于抗拉強度，因此可以控制削減后的爆壓不致使孔壁產(chǎn)生明顯的壓縮破壞，但切向拉應(yīng)力能使炮孔四周產(chǎn)生徑向裂紋。加之孔與孔間彼此的聚能作用，使孔間連線產(chǎn)生應(yīng)力集中，孔壁連線上的初始裂紋進一步發(fā)展，而滯后的高壓氣體的準靜態(tài)作用，使沿縫產(chǎn)生氣刃劈裂作用，使周邊孔間連線上的裂紋全部貫通成縫。 （3）質(zhì)量控制標準 開挖壁面巖石完整，半孔率高；鉆孔孔位準確，偏斜度小，壁面不平整度小，符合要求；預(yù)裂縫面的最小張開度符合要求。（4）參數(shù)設(shè)計 預(yù)裂爆破和光面爆破的參數(shù)設(shè)計一般采用工程類比法初步選定爆破參數(shù)，并通過現(xiàn)場試驗最終確定。

1）預(yù)裂爆破參數(shù)：

①孔徑明挖為60～110mm，隧洞開挖40～50mm；大型地下廠房為60～80mm。

②孔距與巖石特性、炸藥性質(zhì)、裝藥情況、開挖壁面平整度要求和孔徑大小有關(guān)?？拙嘁话銥榭讖降?～12倍。質(zhì)量要求高、巖質(zhì)軟弱、裂隙發(fā)育者取小值。③裝藥不偶合系數(shù)不偶合系數(shù)指炮孔半徑與藥卷半徑的比值，為防止炮孔壁的破壞，該值一般取