浅孔小台阶爆破在施工中的应用

王世达

摘要： 随着国内各领域爆破技术的快速发展，露天深孔、浅孔爆破已经从以往的尝试、试验阶段逐渐走向成熟阶段，然而，各领域对施工中的爆破、安全要求、技术要求等也在快速提高，甚至发展速度高于技术发展速度，因此，本文主要从浅孔爆破安全施工中，阐述爆破技术精细化及具体化也必须根据实际情况进行不同的设计和施工的必要性。

关键词：浅孔爆破 安全控制设计施工

Abstract: with the domestic various fields blasting technology of rapid development, the deep hole, shallow hole blast has from the previous attempt, test stage gradually mature stage, however, each field in the construction of the blasting of safety requirements, technical requirements, such as in the rapidly improve, develop even faster than technology development speed, so, this article mainly from the shallow hole blasting safety in construction, this paper expounds blasting technology of fine and specific must also be different according to the actual situation of the design and construction of the necessity.

Keywords: shallow hole blasting safety control design and construction

中图分类号：U615.6 文献标识码：A文章编号：

一、 爆破工程概况

某铁路施工中，正线及正线右侧为一高度40m的山体，山体岩质为中硬岩，整体性较好，坚固系数f<0.8，沿线路开挖长度为20m，原设计山体分三级边坡，坡比1：1.25，边坡设预应力框架锚索，内设喷草植生，线路右侧设置4～8m高度重力式挡墙，线路左侧山坡角15m-30m处一养鱼池，池中距离坡脚20m处有两间民房，为一般民用建筑，剩余左侧山体7.8m，要求，在爆破施工中，采取正确的布孔及起爆网路设计、防护措施，不能使爆破震动对民房产生损害，不能是爆破飞石坠入鱼池，并使得左侧边坡形成1：1.25坡比。具体见下图1-1

图1-1

二、施工爆破方案及设计

1、根据爆破振安全规程推荐采用的振动速度公式

V=K(Q3/2/R)a

V---地面质点峰值振动速度,cm/s；根据我国安全规程对保护对象振动允许标准，见表1-2

Q---炸药量(齐爆时为总药量,延迟爆破时为最大一段装药量),kg；

K,a---与爆破点至计算点间的地形、地质条件有关的系数和衰减系数；见表1-3.

K取150；a取1.5；v取2.5；R=20m；计算得Q=2.2kg；

根据药量计算公式Q=qabH；按照4孔一段进行爆破，即：Q单=0.55kg；因此H=1.96m。

Q—每孔装药量;

q---单位炸药消耗量,kg/m3，按照经验值取0.35；

a---孔距,m，按照经验值取1m；

b—排距m，按照经验值取0.8，

H---台阶高度，m；

因此，此次进行的浅孔台阶爆破，按照4孔一段，单孔最大装药不得大于1.96m。

序号 保护对象类别 安全振动速度v/cm/s,f>50hz

1 土窑洞、土坯房、毛石房 0.9-1.5

2 一般民用建筑 2.5-3.0

3 工业和商业建筑 4.2-5.0

4 一般古建筑和古迹 0.3-0.5

5 水电站及电站控制中心 0.7-0.9

6 交通隧道 15-20

7 矿山巷道 20-30

8 永久性岩石高边坡 10-15

表1-2

注：1 质点振动速度分三个分量中的最大值；振动频率为主振頻率。

2 硐室爆破f<20hz;露天深孔爆破f=10-60hz；露天浅孔爆破f=40-100hz；地下深孔爆破f=30-100hz；地下浅孔爆破f=60-300hz。

岩性 K a

坚硬岩石 50-150 1.3-1.5

中硬岩石 150-250 1.5-1.8

软岩石 250-350 1.8-2.0

表1-3

2、根据待开挖山体施工要求及以上药量计算，此段山体爆破作一下设计；

（1）采取浅孔分层台阶控制爆破，下层开挖边坡线采取预裂爆破。边坡以上部分分4层开挖，每层H=1.25m，超深h=(0.1-0.2)H,取0.25m，孔深L=1.5m，

边坡部分分两层层开挖，根据1：1.25坡比，垂直高度为1.8m，可得每层深度为0.9m，超深0.2，预裂孔L=1.44+0.2=1.64m，孔径采用手动YT-28型手动凿岩机打孔，炮孔直径d=40mm。抵抗线w=（0.4-1）L,取1m，孔距a=（1-2）w，取1m，排距b=（0.8-1）a，取0.8m；预裂孔距0.4m，距第一排距离为1.2m。

根据单孔药量计算公式Q=qabH

Q—每孔装药量;

q---单位炸药消耗量,kg/m3，取0.35，经验值；

a---孔距,m

b—排距m

H---台阶高度，m；

可得Q单=0.35×1×0.8×1.25=0.35kg<0.55kg,符合要求。

预裂孔Q单=0.3×0.64=0.492<0.55kg，符合要求 线密度取0.2-0.4，取0.3kg/m

（2）炸药采用Φ32mm的2号岩石乳化炸药，雷管采用1、3、5、7、9、11、13段非电毫秒延期雷管，电雷管起爆；

（3）装药结构：由于浅孔台阶爆破对振速度有要求，采取间隔装药结构，为保证预裂面的完整性，预裂孔装药底部夹制作用大，要加强装药，采用耦合连续装药，中部采用间隔不耦合装药，顶部由于有自由面存在，采用不装药只加强堵塞，防止爆生气体外泄，降低炸药能量做功作用。填塞长度不小于65cm。

（4）炮孔布置及起爆网路连接

上层6m阶段，主爆孔采用梅花布置，分排分段起爆，孔外采用非电毫秒延时起爆网路，最终电雷管起爆，边坡层预裂孔分布在开挖线，要求先主爆孔起爆，先起爆形成减震预裂，预裂孔分段起爆，降低爆破振动。详细见图1-7

（5）质量保证措施及安全防护

①装药时严格按照计算药量，两人配合装药，避免金属及无线电等在施工范围内出现，定人定岗，爆破后要检查有无盲炮等现象，严格涉爆管理制度。

②首先清除表面浮土，尽量扩大施工平台面积，充分利用临空面，确保填塞长度，合理分配孔底部装药，避免最小抵抗线与炮孔在同一方向，产生冲炮。

③采用左侧假设一道铁丝网，防止飞石破坏、起爆前，对炮孔上覆盖炮被，降噪并且同时可以防止飞石。

④在坡脚处挖一道减震沟，在鱼池开始段下设一道鼓风水管，进行简振。

三、施工爆破后产生的情况分析及改进建议

1、表面产生的裂缝不均匀，原因：炮孔间距过大或单孔装药量过小，结构不合理。建议缩小炮孔间距或增加单孔装药量，改变装药结构。

2、孔口破坏严重，下部壁面质量较好，原因：孔口间距过小或装药上部过多，不合理，建议：孔口减少装药，增大孔口间距。

3、破面爆破形成较好，向右侧有部分飞石，原因：抵抗线较小，建议适量增加抵抗线和第一排距离。

四、结语

经过优化后的浅孔施工爆破，未产生振动损害及噪声污染，未发生爆破飞石，边坡形成坡比及壁面较好，爆破出来的岩石不在进行二次处理，减震沟和水中减震气泡是有效的，本施工爆破为保护近距离路面及水面对象提供了切实可行的途径。设计中不足及缺陷之处，敬请读者及专家批评指导。

参考：

[1]汪旭光 爆破设计与施工 北京 冶金工业出版社 2011

[2]于亚伦 工程爆破理论与技术 北京 冶金工业出版社 2004

[3]张正宇 边坡开挖中的爆破及控制技术 北京 冶金工业出版社 2004

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。