爆破工程課程設(shè)計

1、課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書一設(shè)計目的與要求爆破工程是道路與橋梁工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，本課程設(shè)是在學(xué)生學(xué)完該課程后進(jìn)行的，該課程設(shè)計對學(xué)生將來從事的工作有重要意義，使學(xué)生在將來的工作崗位上能否勝任有關(guān)工作的關(guān)鍵，為了使道路與橋梁工程的學(xué)生更好適應(yīng)工作的需要，所以進(jìn)行該課程設(shè)計。二課程設(shè)計專題 露天硐室爆破三課程設(shè)計資料某地有一荒山，周圍地形平坦，擬采用爆破方法進(jìn)行整平，荒山如圖所示，臺階高28米，坡面角65°，巖石堅硬系數(shù)為68。距爆破地點約1000米外有一座鋼筋混凝土橋梁。四課程設(shè)計內(nèi)容 1. 爆破設(shè)計方案 2. 爆破參數(shù)選擇 3. 裝藥量計算 4. 藥室及導(dǎo)硐布置 5.

2、起爆網(wǎng)路設(shè)計 6. 爆破安全距離計算 7. 爆破施工組織 8. 主要施工簡圖繪制五課程設(shè)計要求 該設(shè)計采用理論實踐相結(jié)合的方法，要求學(xué)生完成設(shè)計后掌握下列知識：1. 掌握工程爆破設(shè)計的基本程序2. 掌握工程爆破的土石方計算3. 掌握工程爆破的鑿巖設(shè)備的選擇4. 掌握工程爆破的爆破方案的選擇5. 掌握工程爆破的爆破器材的選擇與使用方法6. 掌握工程爆破中各種爆破方法的參數(shù)選擇與計算7. 掌握工程爆破中的安全操作規(guī)定8. 掌握工程爆破中的安全距離的計算六參考文獻(xiàn) 1戴俊.爆破工程M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007. 2楊守中.爆炸基本原理M.北京：國防工業(yè)出版社，1988. 3秦明武.控制爆破M.

3、北京：冶金工業(yè)出版社，1993. 4高爾新，楊仁樹.爆破工程M.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999. 5中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB67222003.爆破安全規(guī)程S.北京： 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.七課程設(shè)計時間 2008年12月23日-2009年1月3日目 錄一 工程概況、環(huán)境與技術(shù)要求 4二 爆破設(shè)計方案選擇 5三 爆破參數(shù)選擇與裝藥量計算 6 1.裝藥量計算 6 2.藥包間距計算 6 3.延時時間確定 6 4.爆破漏斗計算 7四 藥室及導(dǎo)硐布置 8 1.導(dǎo)硐設(shè)計 8 2.藥室設(shè)計 9 3.硐挖工程量 9五 裝藥、填塞和起爆網(wǎng)路設(shè)計 10六 爆破安全設(shè)計 11 1.爆破振動的安全距離 11

4、 2.個別飛石的安全距離 12 3. 爆破沖擊波的安全距離12七 施工組織設(shè)計 13八 爆破預(yù)期效果 14九 附圖 一工程概況、環(huán)境與技術(shù)要求1設(shè)計依據(jù)：根據(jù)中華人民共和國爆破安全規(guī)程（GB67222003）規(guī)程要求，結(jié)合本工程實際情況進(jìn)行設(shè)計方案制作。2技術(shù)要求：（1）破碎質(zhì)量好，塊度均勻，基本無大塊；（2）爆破地震、噪聲沖擊波和飛石危害較小。3基本概況：本工程施工初始階段需進(jìn)行場地平整，地基以上部分土巖需進(jìn)行爆破開挖，本工程應(yīng)用了硐室爆破技術(shù)進(jìn)行爆破作業(yè)。爆區(qū)面積約1800，高約28m，形狀較規(guī)則，坡度角約為65°。爆破巖石多為砂巖、頁巖質(zhì)砂巖，少部分含有花崗巖等堅硬巖石，堅固性

5、系數(shù)f=68。4周邊環(huán)境：爆區(qū)周邊環(huán)境情況比較簡單，四周幾乎都是荒地，但在距爆區(qū)約1000m外有一座鋼筋混凝土橋梁，安全控制時需加以考慮。二爆破設(shè)計方案選擇1爆破類型：由于本工程為開挖大量土石方的工程，因此首先考慮采用集中或條形裝藥的硐室爆破。而集中藥包適用與各種地形條件下的硐室爆破，隨意性較強(qiáng)，尤其適用于定向爆破中的地形改造，因此采用集中藥包爆破。按爆破的作用又可分為：（1）松動爆破。爆破僅僅使巖石松動、破碎，而破碎巖塊不產(chǎn)生拋擲的爆破。松動爆破的炸藥單耗小，能有效控制爆破的堆積范圍和飛石距離，爆破有害效應(yīng)小。（2） 拋擲爆破。爆破作用范圍內(nèi)的巖石不僅破碎，而且部分破碎小塊被拋擲出爆破漏斗以

6、外，以減少土石方裝運工作量。經(jīng)綜合考慮分析，采用集中藥包的加強(qiáng)松動和拋擲爆破。2起爆方式：在工程爆破中的起爆方法應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件、爆破規(guī)模、經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果、是否安全可靠以及仍掌握起爆操作技術(shù)的熟練程度來確定。通?？煞譃橐韵聨最惼鸨绞剑海?）導(dǎo)火索起爆：優(yōu)點：操作方便、機(jī)動靈活、不需復(fù)雜電氣線路；缺點：勞動條件差、安全性較差。（2）導(dǎo)爆索起爆：優(yōu)點：操作技術(shù)簡單、安全性較高、穩(wěn)定性較好；缺點：起爆成本較高、噪聲較大。（3）導(dǎo)爆管起爆：優(yōu)點：操作簡單、使用安全、運輸安全；缺點：爆破時有較大沖擊波，有一定危險。（4）電力起爆法：優(yōu)點： 可靠性、準(zhǔn)確性、安全性較高，爆破效果好；缺點：起爆要求較高，看雜散

7、電流能力弱。 起爆網(wǎng)路是硐室爆破保證安全起爆，達(dá)到設(shè)計要求的關(guān)鍵。爆破安全規(guī)程（GB67222003）規(guī)定，硐室爆破必須采用復(fù)式起爆網(wǎng)路。經(jīng)綜合考慮分析，采用復(fù)式起爆網(wǎng)路方式起爆。三爆破參數(shù)選擇與裝藥量計算1裝藥量計算：加強(qiáng)松動和拋擲爆破 集中藥包裝藥量為Q Q=eqW3（0.4n+0.6n3）式中 Q裝藥量（Kg）； e炸藥換算系數(shù)，采用2號巖石炸藥，e=1.1； q標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破單位體積炸藥消耗量（Kg/m3）； W最小抵抗線（m）； n爆破作用指數(shù)。單耗選擇（q） 由巖石的堅固性系數(shù)f=68 查下表 取q=1.35。f34466881212141416Q1.11.21.11.31.31.4

8、1.41.61.61.71.71.8最小抵抗線取決于爆破規(guī)模和爆破地形，取16m。由爆破工程表6-6查得 n=1.0。則，Q=1.1×1.35×163×（0.4+0.6）=6082.56Kg2藥包間距計算：集中藥包間距a藥包間距根據(jù)最小抵抗線和爆破作用指數(shù)確定。a=0.5W（1+n）=0. 5×16×（1+1.0）=16m3延時時間的確定 合理的延時爆破設(shè)計應(yīng)同時考慮延時時間間隔和起爆順序、藥包之間的相對位置、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖土松散系數(shù)和工程經(jīng)驗等因數(shù)，并依據(jù)現(xiàn)有爆破器材合理搭配。硐室爆破藥室之間起爆時間間隔按表選取。硐室型號最小抵抗線/m同排相鄰

9、間隔/ms前后排間隔/ms大型硐室爆破>1530>5080>100300中性硐室爆破815>2550>30110小型硐室爆破58>1025>3575爆破規(guī)模與時間間隔的關(guān)系所以同排相鄰時間間隔為 55 ms 前后排時間間隔為 120 ms4爆破漏斗計算：（1）壓碎圈半徑Ry 集中藥包為Ry=0.062式中 Q集中藥包裝藥量（Kg）； 巖石壓縮系數(shù)； 裝藥密度（Kg/ m3）；巖石壓縮系數(shù) 當(dāng)=f×10=6080時 取=10土巖類別粘土堅硬土松軟巖軟巖堅硬巖單軸抗壓強(qiáng)壓強(qiáng)度56820305060以上壓縮系數(shù)250150502010一般袋裝硝銨炸

10、藥取=0.8 Kg/m3則，Ry=0.062×（6082.56×10/0.8）1/3=2.63m（2）爆破漏斗下破裂半徑R對于斜坡地形R=W則，R=22.63m（3）爆破漏斗上破裂半徑R對于斜坡地形R=W對于中硬巖石=1+0.016（/10）3=1+0.016（65/10）3=5.39則，R=（1+5.39×1.02）1/2×16=40.45m（4）可見爆破漏斗深度P平坦地面拋擲爆破 P=0.33W（2n1）則，P=0.33×16×（2×1.01）=5.28m四藥室及導(dǎo)硐布置1導(dǎo)硐設(shè)計連通地表與藥室的井巷稱為導(dǎo)硐。導(dǎo)硐一般分

11、為平硐與立井兩類，考慮到工程實際，采用平硐方式。導(dǎo)硐的布置原則是：（1）平硐與藥室之間要有橫巷連接，橫巷的方向與主硐垂直，長度不小于5米，以保證堵塞效果。（2）平硐掘進(jìn)超過20米時，應(yīng)采用機(jī)械通風(fēng)。平硐設(shè)計應(yīng)考慮出碴和排水，由硐口向里應(yīng)打成3%5%的上坡。（3）硐口位置應(yīng)盡量避免正對建筑物，并應(yīng)選擇在運輸方便的地方。（4）導(dǎo)硐的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)藥室的裝藥量、導(dǎo)硐的長度及施工條件等因素確定，以掘進(jìn)和堵塞工程量小、施工安全方便及工程速度快為原則。爆破安全規(guī)程（GB67222003）規(guī)定：平硐設(shè)計開挖斷面不宜小于1.5m×1.8m，導(dǎo)硐斷面尺寸表如下基本條件平硐/m2橫硐/m2高×

12、寬高×寬藥室裝藥量大，機(jī)械鑿巖2.4×2.02.4×1.8藥室裝藥量大，人工開挖1.8×1.61.5×1.2藥室裝藥量小，人工挖運1.5×1.21.3×1.0經(jīng)綜合考慮分析，導(dǎo)硐采用平硐形式斷面尺寸為1.6m×1.8m橫巷尺寸為1.6m×1.8m，長度為15m平硐掘進(jìn)進(jìn)深15m2藥室設(shè)計集中藥包的藥室設(shè)計 藥室容積為Vk Vk=KvQ/0式中 Vk藥室開挖體積（m3）； Q裝藥量（Kg）； 0裝藥密度（Kg/m3）； Kv藥室擴(kuò)大系數(shù)。藥室有支護(hù)和袋裝時Kv=1.42號巖石硝銨炸藥密度取1000Kg/m3

13、則，Vk=1.4×6082.56÷1000=8.5m3藥室形狀主要根據(jù)裝藥量的大小確定，當(dāng)裝藥量小于50t時，通常開挖成正方形或長方形，藥室高度24m，長寬尺寸按裝藥量要求設(shè)計，當(dāng)裝藥量大于50t時，考慮到藥室跨度太大不安全，常開鑿成T字形、十字形、回字形、日字形等形狀。經(jīng)綜合分析考慮，藥室可設(shè)計成1.8m×2.4m×2m=8.64m33硐挖工程量（1） 藥室體積V1=8.64×2=17.28m3（2） 平硐體積V2=1.6×1.8×15=43.2m3（3） 橫巷體積V3=1.6×1.8×15（1.6&#

14、215;1.6×1.8）=38.59m3則，硐挖總體積V=V1V2V3=17.2843.238.59=99.07m3五裝藥、填塞和起爆網(wǎng)路設(shè)計1裝藥結(jié)構(gòu)及防水防潮 采用耦合裝藥的結(jié)構(gòu)形式，即炸藥直徑與炮孔直徑相同，炸藥與炮孔壁之間不留間隙。這樣能降低炸藥消耗量和增大拋擲距離。若藥室?guī)r壁有滲水、滴水情況，先在洞底埋設(shè)導(dǎo)管將滲水引出洞外；后在藥室底部積水部位墊放木板，滲水的巖壁及底部均以彩條布覆包炸藥，以起到防潮作用。2炮孔的堵塞 在標(biāo)明的封堵段內(nèi)用編織袋裝砂土或粘土，按由里向外的順序進(jìn)行封堵。封堵的堵塞高度必須達(dá)到洞頂，以確保設(shè)計封堵段堵塞密實；并注意保護(hù)好起爆網(wǎng)路。填塞料用開挖導(dǎo)硐和

15、藥室時的棄渣，或外運碎塊砂石土，藥室口采用裝有砂、碎石的編織袋堆砌。3起爆網(wǎng)路的敷設(shè) 由于毫秒爆破有破碎效果強(qiáng)、巖石爆破塊度小、拋擲距離小、爆破時震動作用小以及裝巖效率高等等優(yōu)點，因此采用毫秒爆破。兩藥室之間以串聯(lián)網(wǎng)路連接，主導(dǎo)爆索由電雷管引爆。硐內(nèi)傳爆采用兩套獨立的起爆網(wǎng)路，網(wǎng)路主導(dǎo)爆索由雙股導(dǎo)爆索串聯(lián)形成；并分別在兩套傳爆網(wǎng)路上以串聯(lián)形式捆綁聯(lián)結(jié)發(fā)導(dǎo)爆管毫秒延期雷管，以實現(xiàn)各段的毫秒微差延時，控制單響藥量；藥室各起爆體均以雙向?qū)П髋c主導(dǎo)爆索順向聯(lián)結(jié)。六爆破安全設(shè)計1 爆破振動的安全距離為了避免爆破振動對周圍建筑物產(chǎn)生破壞性的影響必須計算爆破振動的危險半徑，如果建筑物位于危險半徑以外，是安

16、全的。爆破振動安全距離 Ra=（K/Va）1/Q1/3式中 K與爆破場地條件有關(guān)的系數(shù)； Va安全允許振速（cm/s）； 與地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)； Ra爆破振動安全距離（m）； Q一次爆破允許的最大起爆藥量（Kg）。兩個藥室所起爆藥量Q=6082.56×2=12156.12Kg系數(shù)K、的選取 依據(jù)下表巖 性堅硬巖石中硬巖石軟巖石K501501502502503501.31.51.51.81.82.0取K=200 =1.6對于鋼筋混凝土橋梁 取Va=4 cm/s則，Ra=（200/3）1/1.6×（12156.12）1/3=317.3m所以，爆破振動對建筑物的安全距離為317.

17、3m。由于安全距離為317.3m 所以對1000m外的鋼筋混凝土橋無危險。2 個別飛石安全距離在進(jìn)行硐室爆破時，個別飛石的飛散距離受地形、風(fēng)向和風(fēng)力、堵塞質(zhì)量、爆破參數(shù)等影響。硐室爆破飛石的安全距離 Rf=20n2WKf式中 Rf個別飛石的飛散距離（m）； n最大藥包的爆破作用指數(shù)； W最大要報的最小抵抗線（m）； Kf安全系數(shù)。取n=1.0 W=16m Kf=1.5則，Rf=20×1.02×16×1.5=480m所以，個別飛散物對人員的安全允許距離為480m。3 爆炸空氣沖擊波炸藥爆炸所產(chǎn)生的空氣沖擊波是一種在空氣中傳播的壓縮波。這種空氣沖擊波具有比自由空氣更高

18、的壓力，常常也會造成爆區(qū)附近建筑物的破壞、人類器官的損傷和心理反應(yīng)。爆炸空氣沖擊波對在掩體內(nèi)避炮作業(yè)人員的安全距離允許距離Rk Rk=25式中 Rk爆炸空氣沖擊波對在掩體內(nèi)避炮作業(yè)人員的安全距離允許距離； Q一次爆破總藥量（Kg）；則，Rk=25×（12156.12）1/3=575m所以，爆炸空氣沖擊波對人員的安全允許距離為575m。七爆破施工組織根據(jù)中華人民共和國爆破安全規(guī)程（GB67222003）進(jìn)行以下說明：1 安全技術(shù)與防護(hù)措施 建立爆破施工安全管理機(jī)構(gòu)，建全爆破施工組織。從事爆破工施工的主要人員，應(yīng)經(jīng)過爆破安全技術(shù)培訓(xùn)考試合格并取得相應(yīng)的作業(yè)證書；爆破員、安全員及物品管理員應(yīng)由經(jīng)驗豐富的爆破人員擔(dān)任加強(qiáng)現(xiàn)場管理，設(shè)立專職爆破管理人員對爆破器材和火工品進(jìn)行管理，檢查爆破器材和火工品，負(fù)責(zé)炸藥和雷管的驗收、發(fā)放、退庫、統(tǒng)計。爆破過程中，火工用品實行層層簽收責(zé)