爆破設(shè)計與施工(第3版)巖土爆破設(shè)計題(有答案)

1、全國工程爆破技術(shù)人員統(tǒng)一培訓教材第3版 2013版 巖土爆破設(shè)計題 （講授樣題，非考試試題） 4.1 設(shè)計題設(shè)計1 風景區(qū)山坡開挖臺階爆破設(shè)計某風景區(qū)改建工程中需要對一處山坡進行開挖，待開挖的山坡長22m，寬6.5m，高約7.5m。爆區(qū)周圍環(huán)境復雜，山坡腳距湖1.5m，距開挖區(qū)1m處有圍墻，距開挖區(qū)4m為石碑和涼亭，屬于國家重點文物，是重點保護目標。施工中要控制飛石，飛石避免落入湖中，還要控制爆破產(chǎn)生的振動強度。要求采用淺孔分層臺階爆破，開挖邊線采用預裂爆破。設(shè)計要求內(nèi)容如下：（1）孔距、排距、孔深、超深、單孔裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)、填塞長度；（2）請給出預裂爆破設(shè)計：孔徑、孔間距、孔深、線密度，單

2、孔藥量（可不計導爆索藥量）、裝藥結(jié)構(gòu)、（沿孔深的裝藥量分布）、填塞長度；（3）起爆網(wǎng)路設(shè)計（只說明孔內(nèi)、孔間、排間雷管段位即可，包含預裂孔）；（4）安全防護措施。設(shè)計提示：炮孔直徑40mm、單孔藥量不大于0.5Kg，單位炸藥消耗量按0.35Kg/m3計算。分析：此工程周圍環(huán)境十分復雜。距開挖區(qū) 1m 處有圍墻，4m 處有國家級重點文物石碑和涼亭，都需要保護，因此要嚴格控制爆破振動；山坡角距湖僅 1.5m，飛石要避免落入湖中，需控制爆破產(chǎn)生的飛石。為達到減振和保護國家重點文物的目的，設(shè)計采用淺孔分層臺階爆破，開挖邊線采用預裂爆破，炮孔直徑為40mm。采用松動爆破，單位炸藥消耗量取 0.35kg/

3、m3 計算，并嚴格將單孔裝藥量控制在 0.5kg 以內(nèi)。由單孔最大裝藥量和炸藥單耗，計算得單孔能爆破的最大巖石體積為 1.43 m3，設(shè)計如下：（1）開挖爆破臺階高度：按開挖深度 7.5m 左右，考慮到單孔裝藥量要控制在 0.5kg 以內(nèi)，故取臺階高度 H1.5m，即本工程分 5 層開挖；炮孔為垂直孔。底盤抵抗線：W1= (0.4 1.0)H0.61.5m，取 1.0m炮孔間距 a（1.02.0）W1.02.0，取 a=1.0m炮孔排距 b 取 0.8m炮孔超深 h(0.1 0.15)H0.150.225m，取 0.2m孔深 L1.7m單孔裝藥量 QqabH=0.42kg裝藥結(jié)構(gòu)：連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)

4、，藥卷直徑為 32mm，裝藥長度為 0.42m，填塞長度為 1.08m。（2）預裂爆破孔徑 d=40mm孔間距 a=（812）d=360540mm，取 380mm孔深 L1.7m，炮孔長度為 1.96m（沒給邊坡角度，此處按 60計算）線密度 q=150g/m單孔裝藥量 Q=qL=0.294kg采用小直徑藥卷，不耦合系數(shù)取 2。底部加強裝藥段長為 0.4m，裝藥 114g，中部正常裝藥段長為 0.9m，裝藥 135g，頂部減弱裝藥段長 0.3m，裝藥 45g，填塞段長為 0.36m。（3）起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計預裂爆破和臺階爆破分開進行，先爆預裂孔。預裂孔采用導爆索起爆網(wǎng)路，沿炮孔全長布置導爆索，用瞬發(fā)

5、雷管起爆。為減少爆破飛石落入湖中，考慮采用縱向開挖方式，即爆破工作面從開挖面的一端向另一端推進。每排布置 6 個炮孔，每次爆破排數(shù)一般控制在 2 以內(nèi)，最多 3 排。采用孔內(nèi)和孔外微差相結(jié)合的方法實現(xiàn)逐孔起爆，孔外采用 2 段毫秒雷管，孔內(nèi)從外側(cè)開始到內(nèi)側(cè)依次布置49 段毫秒雷管。（4）安全防護措施爆破部位安全防護：采用鋼板、廢舊皮帶等防護材料將爆區(qū)覆蓋，防止飛石。保護目標近體防護：石碑和涼亭的臨爆區(qū)面搭建高于涼亭高度的防護排架，排架上設(shè)雙層竹笆進行保護。設(shè)計2預裂爆破和光面爆破已廣泛應(yīng)用于露天工程和地下工程，簡述你曾參與過的預裂或光面爆破工程技術(shù)設(shè)計。爆破后如果出現(xiàn)下列現(xiàn)象，請分析原因并說明

6、如何調(diào)整爆破設(shè)計。（1） 表面未產(chǎn)生裂縫；（2） 孔口破壞嚴重，壁面也有破損；（3） 孔口破壞嚴重，下部壁面質(zhì)量正常；（4） 孔口破壞嚴重，但下部未形成裂縫；（5） 下部壁面很好，但表面未形成裂縫。設(shè)計提示：根據(jù)成縫質(zhì)量，考慮地質(zhì)條件、爆破參數(shù)、施工工藝等進行實際調(diào)整。設(shè)計如下：（1）表面未產(chǎn)生裂縫單孔裝藥量或裝藥線密度太??；炮孔間距過大；鉆孔對位不準或方向偏斜過大，炮孔不在同一平面上。增大裝藥線密度或減小間距；提高鉆孔質(zhì)量。（2）孔口破壞嚴重，壁面也有破損整體線裝藥密度偏大，尤其是孔口段，可能沒有減弱裝藥或裝藥高度太大，填塞長度不足；不耦合系數(shù)太小。減小炮孔的線裝藥密度，孔口段采用減弱裝藥并

7、降低裝藥高度，增大填塞長度，增大不耦合系數(shù)。（3）孔口破壞嚴重，下部壁面質(zhì)量正?？卓谒幜繙p弱段藥量過大或裝藥高度太大，填塞長度不足。減小孔口段裝藥量，降低裝藥高度，增大填塞長度。（4）孔口破壞嚴重，但下部未形成裂縫裝藥結(jié)構(gòu)不合理，下部未加強裝藥，上部未減弱裝藥。在炮孔下部設(shè) 0.2L 的加強裝藥段，上部 0.3L 范圍內(nèi)設(shè)減弱裝藥段，減少的藥量增加到下部加強裝藥段。（5）下部壁面很好，但表面未形成裂縫填塞長度過大，裝藥過低，或上部藥量偏小。適當增加上部裝藥量，提高裝藥高度，減小填塞長度。設(shè)計3某道路工程需在花崗巖中開挖一個隧洞，巖石堅固性系數(shù)f=16,裂隙中等發(fā)育。隧道斷面為直墻半圓形，半徑2

8、.5m。邊墻高4m，底寬5m。鉆孔直徑42m，空孔直徑89m。爆破開挖循環(huán)進尺2.5m。設(shè)計計算要求：（1）繪出炮孔布置圖，標出各部位孔位間距，起爆順序號；掏槽孔布置圖；（2）計算總鉆孔量，每立方米鉆孔量，單位體積炸藥消耗量；（3）繪出掏槽孔、輔助孔、周邊孔的裝藥結(jié)構(gòu)圖；（4）繪出起爆網(wǎng)路圖。設(shè)計提示：采用全斷面開挖，垂直孔掏槽。（1）（2） 炮孔利用率為 90%，炮孔深度 2.5/0.92.8m，掏槽孔深度加深 0.2m，孔深為 3.0m。按圖上的炮孔數(shù)可計算出總鉆孔長度 L。掘進斷面積為 29.81m2，循環(huán)進尺2.5m，循環(huán)體積為 74.53m3，則每立方米鉆孔量為：L/74.57。列表

9、計算每孔裝藥量：掏槽孔的裝藥系數(shù)為 0.8 左右，輔助為 0.7 左右，周邊孔為0.75 左右，然后統(tǒng)計總裝藥量 Q（建議統(tǒng)計出總裝藥量后與 P.341 表 98 的數(shù)值對比一下，不要相差太大）。單位體積炸藥消耗量為 Q/74.57。（3）為方便建議采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，起爆藥包放在孔底第 2 或 3 個藥卷的位置，反向起爆。（4）可考慮采用簇并聯(lián)，全部采用孔內(nèi)微差起爆。設(shè)計4某住宅小區(qū)要修建綜合管網(wǎng)配套工程，需開挖溝槽長240m，下挖深度4m，上口寬4m，底寬2.5m。開挖邊線距住宅樓僅20m，環(huán)境較復雜。巖石為中風化花崗巖。設(shè)計要求如下：（1）溝槽爆破的孔徑、孔距、排距、孔深、超深、單耗、單孔

10、裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)、每次爆破規(guī)模；（2）給出主炮孔平面布置圖（取一段即可）和剖面圖；（3）預裂爆破參數(shù)的孔徑、孔距、孔斜、孔深、超深、線裝藥密度、裝藥結(jié)構(gòu)、填塞長度；（4）起爆網(wǎng)路；（5）安全防護。設(shè)計提示：采用預裂爆破、松動爆破和毫秒延期起爆技術(shù)，開挖順序從兩端向中間同時推進。設(shè)計 4（1）采用淺孔臺階爆破法開挖，溝槽爆破采用淺孔松動爆破，周邊孔采用預裂爆破。炮孔直徑 d=40mm，中間孔距距取 1.0m，邊孔間距取 0.8m，炮孔排距 b1.0m，中間孔超深 h0.5m，孔深 L4.5m；邊孔深為 1.8m，中間孔每孔裝藥 1.6kg，邊孔每孔裝藥 0.8kg，每排炮孔裝藥量為 Q4.8kg

11、，炸藥單耗 q 為 0.37m3/kg中間孔采用間隔裝藥，孔底裝 1.0kg，中間間隔 1.5m，再裝藥 0.6kg，孔口填塞長度為 1.4m。邊孔采用連續(xù)裝藥，孔口填塞長度為 1.0m。每次爆破 3 排，第一排用 1 段毫秒導爆管雷管，第二排用 2 段毫秒導爆管雷管，第一排用 3 段毫秒導爆管雷管。（2）見上圖 （3）預裂爆破參數(shù) 孔徑 40mm，孔距 400mm，孔斜 80(與溝槽邊坡相同)，孔深 4.5m（孔長4.58m），線裝藥密度取 328g/m，單孔裝藥量 1.5kg 考慮分四段裝藥，孔底加強裝藥段長度 1.0m，0.45 kg；中間正常裝藥段長2.18m，分 2 段裝藥，下部裝

12、0.4kg，上部裝 0.35kg；上部減弱裝藥段長 1.4m，裝藥 0.30 kg。 （4）起爆網(wǎng)絡(luò)：溝槽爆破采用全部孔內(nèi)微差；預裂爆破孔內(nèi)采用導爆索連接藥包串，然后用 1 段毫秒雷管起爆。 （5）安全防護：采用近體（爆破體）防護。（具體可參考設(shè)計 1）設(shè)計5某地下工程的巷道開挖斷面底寬4.0m，直墻高為2.0m，頂部半圓拱。巖性為弱風化花崗巖，巖石硬而脆，經(jīng)試爆單位耗藥量約為1.0kg/m3。設(shè)計要求如下：請給出開挖爆破設(shè)計：掏槽方式、孔深、孔斜、孔距、排距、單孔藥量；輔助孔的孔距、排距、孔深、單孔藥量、填塞長度；周邊孔的孔距、孔深、線裝藥密度、單孔藥量、填塞長度；起爆網(wǎng)路圖（起爆順序與雷管

13、段位）。設(shè)計提示：一次成型，采用斜孔掏槽，周邊采用光面爆破。設(shè)計如下： 建議 f 按 1214 考慮，斷面積為14.28m2，循環(huán)進尺 2m，循環(huán)爆破巖石量 28.56m3。 采用二級單楔形掏槽，炮孔與工作面夾角 58和 69，兩排炮孔孔口距取0.335mm，孔底距為 0.15m，掏槽孔數(shù)12 個。一級掏槽孔每孔裝藥 0.4kg，總藥量2.4kg，二級掏槽孔每孔裝藥量1.2kg，總藥量 7.2kg。掏槽孔總裝藥量9.6kg。 輔助孔 12 個，孔距約 0.8m，排距約 0.8m，孔深 2.2m，單孔裝藥量 1.0kg，總裝藥量 12kg，填塞長度 1.2m。 周邊采用光面爆破，孔徑 40mm，

14、孔距 500mm，炮孔數(shù) 17 個，光面層厚度 600mm，孔深 2.2m。藥卷直徑為 20mm的藥卷，不耦合系數(shù)為 2，裝藥線密度為 0.15kg/m，單孔裝藥量為 0.30kg，裝藥長度 1.4m，填塞長度 0.8m，總裝藥量5.1kg。 底孔 6 個，單孔裝藥量 1.2kg，總裝藥量 7.2kg。 總 裝 藥 量 33.5kg ， 炸 藥 單 耗1.19kg/ m3設(shè)計6某水電站地下廠房開挖尺寸：長寬高=255.4m33.4m88.2m，巖性為軟硬相間的緩傾角砂巖和粉砂質(zhì)泥巖。地下廠房在不同高程與硐群貫通。先挖通與地下廠房貫通的硐室，后挖地下廠房巖體。地下廠房共分9層施工，分層高度711

15、.38m，頂拱層采用中導洞先行，后兩側(cè)擴挖。第23層先中部施工，形成臺階后進行梯段爆破開挖，其中第2層的臺階開挖高度為7m。地下廠房開挖順序如圖4-1所示。設(shè)計要求如下（只針對第2層）：（1）梯段爆破設(shè)計參數(shù)：孔徑、孔距、排距、孔深、裝藥結(jié)構(gòu)、填塞長度、單耗（按巖性考慮）、每孔裝藥量；（2）每次爆破5排孔，每排12個炮孔、共計60個孔，要求逐孔起爆。設(shè)計提示：（1）梯段爆破應(yīng)注意減少對圍巖擾動；（2）采用孔內(nèi)、外毫秒延期接力起爆網(wǎng)路，孔內(nèi)為高段位，孔外為低段位。設(shè)計 6本設(shè)計為形成臺階后的梯段爆破，臺階高度為 7m，可按露天深孔臺階爆破（或路塹深孔爆破）的方法進行設(shè)計。（1）考慮到減小對圍巖的

16、擾動，采用松動爆破，孔徑及孔網(wǎng)參數(shù)也應(yīng)取小值，以減小單孔裝藥量?？讖饺?80mm排距 b 取（2025）d，取 2.0m孔距 a（1.01.5）b，取 2.5m超深取 1.0m，孔深為 8.0m單耗取 0.4kg/m3，單孔裝藥量為 14kg連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，填塞長度取 3m（2）用 Excel 地表延期雷管，孔外用 17ms 和 25ms，孔內(nèi)用 400ms，圖參考教材。建議增加周邊孔光面或預裂爆破設(shè)計。設(shè)計7 爆破治理某地的危巖體。工程概況及環(huán)境狀況：該危巖體為石灰?guī)r山，在山體外側(cè)被一近似垂直裂隙切割，裂隙貫穿該山東西兩側(cè)，自山頂向山腳呈V形開裂延伸，裂隙上部寬度2.1m，延伸長度91m，被切

17、割的巖體向外側(cè)傾斜，經(jīng)專家現(xiàn)場考察確定為大型的危巖體，建議立即進行治理。危巖體所在的山體為一起伏南北走向的山峰，山頂部高140m，南、西兩側(cè)為直立的陡壁，東側(cè)較緩。危巖體位于山體的南側(cè)，為厚層狀的石灰?guī)r，山體表面只有零星的灌木雜草。危巖體體積約3.5萬立方米。危巖體的西側(cè)和南側(cè)有100多戶居民，最近距離2040m。危巖體狀況及周邊環(huán)境見圖4-2。設(shè)計要求：（1）對危巖體A、B、D、E塊實施爆破，以徹底清除A、B、D、E塊危巖體。（2）爆后危巖體的內(nèi)側(cè)應(yīng)達到安全穩(wěn)定的階梯狀。（3）爆破前將山腳周圍的民宅劃分為a、b、c三個區(qū)，a區(qū)距山腳2040m，共17間民房，b區(qū)距山腳4060m，共16間民房

18、，ab兩區(qū)的界定是：a區(qū)為爆破崩塌巖塊觸地振動和滾石沖擊危害區(qū)，b區(qū)為個別飛石危害區(qū)。c區(qū)及以外的民房不造成爆破危害。設(shè)計方案：由于危巖體處于不穩(wěn)定狀況，且周邊全部是民宅，為了確保施工安全，應(yīng)采用分階段、分區(qū)塊定向崩塌爆破，具體爆破方案如下：（1）由于危巖體正面自山頂至山腳有一閉合裂縫，把危巖體分割為東西兩大塊，第一次爆破首先清除D塊和AB塊的東側(cè)危巖體，第二次爆破清除西側(cè)AB塊。（2）為了避免爆后整體巖塊崩塌觸地振動危害民房，中、上部采用扇形密孔崩塌毫秒延期爆破，危巖體下部采取側(cè)向垂直孔毫秒延時爆破方案。（3）爆區(qū)下方東南側(cè)有兩排民宅，而西側(cè)為民宅的集中區(qū)，為減少爆破滾石對民房的損害，采用定

19、向崩塌控制爆破，使破碎巖塊向東南方向崩塌。（4）由于危巖體處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，為了保證施工安全，采用側(cè)向鉆孔和自上而下施工順序。設(shè)計提示：（1）爆破設(shè)計包括：鉆孔參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)與填塞、起爆網(wǎng)路等。（2）起爆順序為自上而下、從外到里，順序起爆。設(shè)計 7（1）爆破方案：對題目給出的設(shè)計方案（1）（4）的要點進行簡述，并可考慮在民房和爆落巖石可能滾落的路線之間開挖一條一定寬度和深度的溝槽，用以阻擋或減緩滾落的巖石可能對民房造成的沖擊。（2）側(cè)向垂直炮孔參數(shù)炮孔直徑取 40mm，最小抵抗線取 0.8m，炮孔間距取 1m，炮孔排距取 0.8m，炮孔深度根據(jù)鑿巖機的性能而定，最好能能一次爆破全深。（3）中、

20、上部扇形密孔參數(shù)炮孔直徑取 40mm，最小抵抗線（炮孔排距） 0.8m，取孔底距取 1m，孔口距取 0.4m，炮孔深度為 3m 左右。中、上部扇形孔的炸藥單耗 q 取 q=0.35kg/m3，下部按崩塌爆破取 0.2 kg/m3；較淺炮孔采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，較深炮孔在保證堵塞長度不小于 1m 的前提下，可分段裝藥，一般分 2 段，最多不超過 3 段。采用非電毫秒電雷管分段爆破，一般每排一段，起爆順序為自上而下，從外到里。設(shè)計8 航道整治炸礁工程某航道整治工程需炸掉河中的石灘，疏通河道，以滿足級航道建設(shè)標準。（1）整治方案及工程措施。針對石灘的形成原因和礙航狀況，為了達到級航道標準，采用疏、炸、導

21、相結(jié)合的方案進行整治，具體措施為：1）以疏、炸相結(jié)合的方法拓寬加深右汊航槽，并將航槽左側(cè)適當加寬；2）在洲頭筑4號分流壩引導水流，調(diào)整兩汊分流比；3）灘中右岸筑5號順壩封灣，平順右岸岸線。（2）炸礁工程施工方法炸暗礁工程。該石灘炸礁工程量2640m3左右，炸礁平面范圍為30m40m，巖層平均厚度為2.2m。水深普遍在4.0m左右，河床質(zhì)為原生石盤。采用潛孔鉆鉆孔爆破，用挖石船配合運石船進行清渣。設(shè)計要求：（1）爆破器材的選擇；（2）爆破參數(shù)的確定；（3）起爆體（或起爆雷管）和電爆網(wǎng)路；（4）爆破施工工藝流程（說明水下爆破施工的工藝特點）。設(shè)計提示：（1）爆破參數(shù)包括：孔距、排距、孔徑、超深等；

22、（2）根據(jù)本工程地質(zhì)及水文條件并結(jié)合工程實踐經(jīng)驗，炸藥單耗q0值取為2.0kg/m3。設(shè)計 8（1）爆破器材的選擇：乳化炸藥，規(guī)格為：直徑 80mm，長 400mm，重 2kg；非電毫秒導爆管雷管（2）爆破參數(shù) 炸藥單耗 q=2.0kg/m3，（題目給定，如果沒給，可考慮取小一些）孔徑 100mm，孔距 1.6m，排距 1.5m（炸藥單耗取小值時可增大孔距和排距），超深 1.0m，孔深 3.2m單孔裝藥量：QqabH（H 為臺階高度）10.56kg，裝藥長度 2.0m，每孔裝藥量為 10kg，填塞長度 1.2m（3）起爆體：每個起爆藥包裝 2 發(fā)毫秒導爆管雷管，導爆管松馳地綁扎在尼龍繩上，繩的

23、一端與起爆藥包綁牢。起爆網(wǎng)路：采用逐排微差起爆，復式起爆網(wǎng)路，每孔的起爆雷管分別用簇聯(lián)的形式連接到不同的網(wǎng)絡(luò)中。（4）爆破施工工藝流程：建議從以下幾個方面論述 鉆孔機具：如鉆孔船 鉆孔定位 鉆孔作業(yè)：清淤、下套管、鉆孔 裝藥：鉆孔檢測、裝藥、填塞等 爆破網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接 起爆安全檢查設(shè)計9 露天深孔臺階爆破設(shè)計。某石灰石礦山采區(qū)離民宅最近距離約300m。該礦山采用露天深孔開采方式，穿孔用KQGS-150潛孔鉆機穿孔，鉆孔直徑均為165mm，深孔爆破，臺階高度為15m，爆破采用塑料導爆管毫秒雷管分段起爆，主要采用硝銨炸藥爆破。隨著水泥產(chǎn)銷量的不斷增加，石灰石需求量為年產(chǎn)480萬噸（礦石200萬立方米）。因此，為減小爆破振動，保證居民的生活穩(wěn)定，同時，又不要影響采礦強度和礦山中長期生產(chǎn)計劃。設(shè)計要求：（1）露天深孔臺階爆破設(shè)計；（2）降低爆破振動的技術(shù)措施。設(shè)計提示：爆破安全降振措施主要包括：（1）采用毫秒延期爆破，盡量減少最大一段裝藥量；（2）實現(xiàn)逐孔起爆，將單響藥量降到最低；（3）采用氣體間隔器間隔裝藥；（4）合理布置采場工作線方向。設(shè)計9 露天深孔臺階爆破設(shè)計爆破方案：采用松動爆破，毫秒電雷管分段起爆，臺階高度為 15m，炮孔直徑為 165mm（1）鉆孔方式為垂直孔（也可用傾斜孔） 底盤抵抗線：按裝藥條件 W15.5m（裝藥