宽孔距微差挤压爆破技术在路堑开挖中的应用

朱杰超

（贵州新联爆破工程集团有限公司 贵州贵阳 550000）

宽孔距微差挤压爆破技术在路堑开挖中的应用

朱杰超

（贵州新联爆破工程集团有限公司 贵州贵阳 550000）

主要分析了宽孔距微差挤压爆破破岩机理，并以某市政道路路堑开挖爆破施工实际为例，对宽孔距微差挤压爆破路堑开挖施工技术进行了探讨，认为宽孔距微差挤压爆破技术爆破块度均匀，安全性高，施工速度快，总体施工成本降低，在本工程中优于一般路堑开挖爆破技术方案。

宽孔距；微差挤压爆破；路堑开挖

1 引言

我国城镇化水平不断提高，城市道路建设工程大规模开展。宽孔距微差挤压爆破技术在许多矿山都得到应用，最近在某市政道路路堑爆破开挖中采用了宽孔距微差挤压爆破技术。爆破结果表明，这种爆破技术有利于降低爆破大块率，减少机械破碎大块或二次解炮，降低总体施工成本，提高施工进度，同时减少爆破飞石，确保爆破施工安全。

2 宽孔距微差挤压爆破破岩机理

宽孔距微差挤压爆破是近些年发展起来的一种爆破技术，其爆破机理主要有临空面理论、几何学理论、应力反射波作用理论等，近些年，基于成梁假设的宽孔距爆破破碎理论也逐渐发展起来，而这些理论均认为宽孔距微差爆破的效果要优于其他爆破方法，相比于常规爆破，宽孔距微差爆破在破碎质量方面有着明显的优势。

宽孔距微差挤压爆破炮孔间的爆炸应力波作用很小，因此其起爆过程可以视作单孔爆破，抵抗线方向岩体受到剪应力与拉应力，岩石的抗剪性能和抗拉性能最差，因此容易产生破坏。同排炮孔同时起爆，孔距比抵抗线要大，因此炮孔之间的协同效应被弱化，药量相对集中，从而形成了一个连续加强爆破漏斗，岩体无法以平面的形式破碎，而是成为一个弯曲面的形式破碎和运动。炮孔起爆之后，岩体将被炸出一个凹痕曲面，在即将起爆的炮孔临界面岩体上形成了类弧形凸面，后排炮孔爆破产生了和多临空面爆破类似的效果，梁弯曲理论表明，宽孔距条件下，炮孔前方岩体的抗弯刚度将明显下降，相同外力条件下更加容易破碎。

因此宽孔距微差挤压爆破技术的基本原理是利用了相邻炮孔之间的起爆时差形成的应力波叠加作用，从而降低了后排炮孔临界岩体的抗弯刚度，提高破碎效果。

3 宽孔距微差挤压爆破在市政道路路堑开挖中的应用

以某市政道路路堑开挖施工实际情况为例，从爆破方案设计、爆孔参数设计和起爆方案三方面，对宽孔距微差挤压爆破在道路路堑开挖施工中的应用进行了阐述。

3.1 工程背景

工程为某县城迎宾大道道路工程，道路起点位于红卫桥大桥北面桥头，接环城东路，终点位于小河北侧，交余庆至凯里高速公路收费站场处，道路总长1633.551m，宽度为38m，道路等级为城市主干道。该道路工程建成后是连通该县城工业园区的唯一交通要道，是通往火车站的唯一交通要道，也是连接余庆至凯里高速收费站的唯一交通要道，因而该工程对于县城具有重要意义，其建成之后将带动道路两旁的土地资源开发，并增强了与其他县市的交流，对于促进该县城经济发展具有重要意义。

该工程路基土石方总量约112万方，爆破石方量约90万方，工期为60d。爆破区域边缘民用建筑最近距离67m，周边建筑较多，多平房，砖混结构，无其他重要建（构）筑物及设施，路堑施工工期紧张，并且爆破石料要求用于其他公路段填料，对爆破块度要求高，粒径最大不超过33cm。

3.2 爆破方案

由于主要工程施工为路堑土石方开挖，特点是爆破区域地形变化大，在狭长条形地带施工，开挖深度相差很大，难点在于布孔条件复杂以及边坡的开挖与稳定。由于一次爆破方量大，开挖工作断面小，为保证挖运、钻孔爆破等工作衔接顺畅，保证开挖工作面的平顺、整齐、稳定，并有效地控制爆破效果和确保安全，爆破效果满足机械化开挖作业并满足边坡设计要求，确定本工程路基石方爆破方案为：采用宽孔距微差挤压爆破技术，对于爆破后产生的孤石、大块岩体采用二次浅眼爆破，边坡需沿施工边界线钻一排预裂孔，进行预裂爆破，确保边坡开挖的平整度与边坡结构的稳定，同时根据不同的开挖深度和设计断面形式，采取多级台阶分层开挖，开挖布孔方案断面图如图1。

图1 开挖布孔方案断面图

施工中，考虑到大区域多排炮孔可能会出现挤死，所以选择挤压爆破方案，路堑横向10排孔后设置2排加密加强炮孔，通过这两排炮孔的强爆破增强对前方爆渣的推动与松动效应，进一步提高爆渣的松散系数，具体布置方案如图2。

图2 炮孔布置方案

3.3 爆破参数设计

3.3.1 主爆深孔

主爆孔使用液压深孔钻机钻凿，炮孔直径在90mm，超深50～80cm，视岩石情况而定，孔距5m，排距2m，梅花形布置，具体爆破参数如表1。

表1 爆破参数

装药结构采取连续耦合装药结构，采用多点起爆，起爆药包分别设置在距孔口和孔底装药部分1/3处，孔口处起爆药包雷管聚能穴朝向孔底方向，孔底处起爆药包雷管聚能穴朝向孔口方向。

3.3.2 加密加强排炮孔

布置10排主爆深孔之后，设置2排加强炮孔，孔径不变，孔距减为2.5m，超深增加到150cm，装药结构和主爆孔相同，增加装药量。

3.3.3 浅眼崩落炮孔

微差挤压爆破结束，为了方便边坡修正和光面爆破，可随着重型挖掘机清渣施工，在边坡附近进行浅眼崩落爆破，逼近边坡附近光爆破有效厚度1.0～1.2m处。浅眼崩落炮孔使用手持轻型凿岩机凿眼，准40mm，深2～4m，间距最大不超过2m，排距布置在1.0m左右，炸药消耗量在0.3kg/m3左右，单炮孔装药量可换算。

3.3.4 边坡光面炮孔

经崩落爆破，边坡前1～1.2m范围出露。为了改善道路最终边坡的稳定性和美观程度，开挖路堑岩石边坡进行浅眼边坡炮孔修整成型。同样采用轻型凿岩机开光爆孔，按照设计边坡走向布置，炮孔间相互平行，并且处于边坡设计轮廓边缘，准40mm，孔深3～4m，光面层厚1m左右，装填导爆索串珠装药结构，使用同段毫秒雷管齐爆。

3.4 起爆方案

主爆区采用宽孔距微差挤压爆破方案，浅眼崩落和浅眼光面爆破均为齐爆。

主爆区使用非电导爆管复式起爆网络起爆方案，每个主爆孔内均有两发高段位毫秒雷管，根据道路走向，使用四通管串联每排起爆雷管的导爆管形成双传爆线路，并且相邻炮孔排之间设置两发时差间隔75ms或者110ms的同段非毫秒雷管，每排炮孔都和前、后炮孔排形成并联结构，建立非电毫秒微差起爆网络，使用电雷管引爆，无论是孔内起爆体还是排孔间的传爆线路都为双路结构。

4 结语

宽孔距微差挤压爆破技术更加充分的利用了爆破能量与爆孔之间的协同作用，提高了炸药能量利用率，在该市政道路路堑爆破开挖施工中，改善了爆破破碎质量，减少了二次破碎作业，有效降低了施工成本，同时保证了挖运与钻孔爆破工作衔接的顺畅，提升了总体施工进度，降低了飞石抛掷作用，安全性更高。相比于传统爆破方案，在道路路堑开挖爆破施工中，宽孔距微差挤压爆破是一种更安全、更经济、更有效的爆破施工技术。

[1]张利洪，范智杰.宽孔距深孔微差爆破网路技术在三峡库区航道炸礁工程中的应用[J].中国水运月刊，2009，04（4）：14～15.

[2]葛勇，题正义.宽孔距小抵抗线微差爆破技术在露天矿中的应用[J].中国煤炭，2009，30（11）：38～40.

[3]王栓定.深孔微差挤压爆破技术在李家河导流洞坡面开挖中的应用[J].陕西水利，2012（3）：72～74.

[4]张鑫，舒大强.宽孔距爆破法数值模拟及破岩机理分析[J].爆破，2012，29（4）：42～45.

[5]董中虎.露天深孔爆破孔间距的计算与调整[J].西部探矿工程，2002（4）：81～82.

[6]魏连春.大孔距小排距的孔网参数在中深孔爆破中的应用[J].天津冶金，2003（4）：18～19.

[7]邓森儒.露天台阶爆破宽孔距布孔探讨[J].爆破，2006，23（2）：50～52.

[8]王玉杰.爆破工程.武汉：武汉理工大学出版社，2012.

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