预裂爆破技术在公路石质路堑开挖中的应用

2010-07-30朱金福

山西建筑 2010年9期

朱金福

预裂爆破是按照设计的开挖边线按适当间隔排列炮孔,在没有侧向临空面和最小抵抗线的情况下,用控制药量的方法,使预裂炮在主炮之前起爆,预先在设计边线炸出一条裂缝,使拟爆体与山体分开,这条裂缝在开挖区爆破时能反射爆震波,作为隔震减震带,从而在主要开挖区爆破后形成一个平整的开裂面,控制对围岩产生破坏性影响。此项技术可避免产生大量飞石,减少对周边的干扰。

1 工程实例

1.1 工程概况

K7+133～K7+390段路堑属于石炭系地层,岩性为灰色、灰白色中厚层状灰岩、夹角砾状灰岩,弱风化。本段挖方深约为24 m,挖方量4.2万m3。分三级坡进行开挖,每级坡垂直高度 H=8 m,设计边坡比为1∶0.75和1∶0.5两种。

1.2 预裂爆破参数

1)钻孔布置见图1。

a.钻孔直径 d:选用YT-24型气腿式凿岩机钻孔,孔径 d=42 mm。b.钻孔深度L:预裂孔:L1=H/sinα=8/sinα=10 m。辅助孔:L2=0.5H/sinα=5 m。缓冲孔:L3=6.5 m。主炮孔:L4=H+0.5 m=8.5 m。c.炮孔间距a:根据原苏联E◦H◦库图诺夫所著《爆破工作指南》一书中的钻孔间距理论计算式有:a=22dι◦Ks◦Ky=22×0.038×1×1.15=0.96 m。其中,dι为药包直径;Ks为挤压系数,本例中在台阶或斜坡上作业,松动孔超过3排,这里取Ks=1.0;Ky为地质条件系数,本例水平岩层及地质构造平面与裂隙相吻合,取 Ky=1.15。

2)装药量。装药密度:根据岩石极限抗压强度和炮孔间距计算,间隔捆装在竹片上或间隔装在塑料管内之后,再装入炮孔,装药结构见图2。

3)堵孔。孔口用大块炮泥堵塞,炮泥以粘泥为宜,有较好的塑性,炮泥为长10 cm～15 cm圆泥条,一节节填塞,堵塞要轻捣密实。

4)起爆方式。不得用力挤实,保证其堵塞质量和长度,采用导爆管连接孔内各药卷的普通雷管,依靠塑料连接插头使之成为导爆管单元,采用普通雷管绑扎在成束导爆管上,普通电雷管起爆激发导爆管同时起爆。

1.3 主炮孔爆破参数

1.3.1 炮孔

炮孔布置见图1。

1)炮孔直径 d0:采用YT-24型气腿式凿岩机钻孔,d0=42 mm。

2)炮孔方向和炮孔深度L0:为便于钻孔,主炮孔采用垂直打孔,梅花形交错布孔,由于底部抵抗线很大,为防止出现根底,影响爆破质量,主炮孔每孔需超深0.5 m,取 L0=8.5 m。

3)炮孔间距 a0:根据理论计算公式为:a0=mk◦wk。其中,a0为周边眼间距,a0=1×2=2 m;mk为周边眼密集系数;wk为周边眼最小抵抗线,取wk=2 m。当 mk=1时,爆破时,预裂眼之间的裂缝形成较好,岩石较精确的沿预裂眼裂开,岩面清晰,在围岩上的半面眼痕清晰。

4)炮孔排距:b0=(0.8-0.9)a0=1.6～1.8;取 b0=1.8 m。

1.3.2 装药

1)单位装药 q0:单位装药量一般为0.1 kg/m～0.2 kg/m,由于山体有裂隙发育,取q0=0.15 kg/m。

2)每个炮孔装药量Q0:

3)装药结构见图3。

1.3.3 堵塞

堵塞长度不得小于0.8wk,即1.6 m。

1.3.4 起爆方式

采用普通电雷管激发导爆管,同时起爆。

1.4 爆破施工工序

测量定位→炮位设计、布孔→钻孔→炮孔检查与废渣清除→装药(填写检查表及装药量,并现场签认)→安装引爆管线→布设安全岗和施爆区安全人员→炮孔堵塞→炮孔覆盖→撤离施爆区→起爆→清除瞎炮→解除警戒→测定爆破效果。

1.5 起爆顺序

预裂爆破起爆顺序:起爆预裂孔→起爆主炮孔→起爆缓冲孔→起爆辅助炮孔。

1.6 施工注意事项

1)施工前必须准确测定出设计边坡线和预裂孔的位置;施工中,要切实掌握好钻孔方向、角度和深度,各预裂孔应相互平行,孔底应落在同一水平面上;预裂孔的角度应与设计边坡坡度一致。2)预裂孔的装药量一般应根据计算装药量先做试验,以求得合理的装药量及装药集中度。3)预裂炮孔要同时起爆,以保证其良好的光面效果。4)施工中,必须严格执行国家有关爆破安全规程,并注意控制同段起爆炸药用量,以确保安全施工及爆破安全。