寬孔距爆破施工工法

1、寬孔距深孔微差控制爆破施工工法機(jī)械化公司徐建如寬孔距深孔爆破施工工藝，是在深孔爆破技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用加大 布孔間距及鉆孔深度，合理的裝藥結(jié)構(gòu)（間隔分段裝藥）應(yīng)用非電起爆系 統(tǒng)，以非電導(dǎo)爆管的特點(diǎn)，只用23個(gè)段別，組成孔內(nèi)、孔外延期起爆網(wǎng) 路，一次可起爆多排甚至幾十排的爆破工藝。該爆破工藝在滬寧高速公路及南京友誼路路塹石方開挖推廣應(yīng)用 中取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，改變了過去在大型石方爆破中沿 用的小孔距、淺孔小臺(tái)階爆破的作業(yè)方法。一、該工法與小孔距淺孔臺(tái)階爆破相比有如下特點(diǎn)和效益：1、鉆孔鑿巖時(shí)間減少,一次起爆量大（一次能起爆多排，甚至幾十 排炮孔），爆堆集中且利于裝運(yùn)。2、工效明顯提高，

2、與小孔距淺眼小臺(tái)階爆破相比工效提高40%。3、大大改善了石方破碎效果，減少二次解小工作量約50%，保證了 工程質(zhì)量，降低成本約35%。4、控制了爆破飛石，確保了施工安全，減少一些不必要的安全防 護(hù)工作。5、能在有雜散電流、靜電、射頻電或雷電干擾的爆區(qū)環(huán)境無法進(jìn) 行電爆起爆的情況下正常安全施爆，加快了工程進(jìn)度。6、采用非電導(dǎo)管爆管起爆系統(tǒng)網(wǎng)路，提高傳爆可靠性，安全性好， 瞎炮率大大降低。7、經(jīng)測試微差爆破的地震效應(yīng)比齊發(fā)爆破降低三分之一至三分之 二，因而大大降低爆破副作用對周圍環(huán)境的影響。二、寬孔距深孔爆破原理基本要求我們通常將孔徑在50mm以上及深度在5m以上的鉆孔稱為深孔，一般 是在臺(tái)階上或

3、事先平整的場地上進(jìn)行鉆孔作業(yè)，并在深孔中裝入延長藥 包進(jìn)行爆破。寬孔距深孔爆破必須滿足不同開挖的工程技術(shù)要求，即能全面改善 爆破質(zhì)量,又要改善爆破技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，降低工程成本基本上無不合格 的大塊，無根底，爆堆集中和具有一定松散度，能滿足鏟裝設(shè)備高效率 裝載的要求，并且降低爆破的有害效應(yīng)，減少后沖、后裂和側(cè)裂，降低 爆破地震、噪聲、沖擊波和飛石的危害。改善爆破技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（指提 高延米爆破降低炸藥單耗），并在改善破碎質(zhì)量的前提下，使鉆孔、裝 載運(yùn)輸和機(jī)械破碎等后續(xù)工序發(fā)揮高效率，使其工程綜合成本達(dá)到最 低，采用寬孔距深孔微差爆破工藝能保證上述施工要求的同時(shí)，使其工 程的綜合成本達(dá)到最低。原理從布

4、孔方式看，多排布孔一般有方形、矩形及三角形（即梅花形）三 種布孔方式，從能量均勻分布的觀點(diǎn)看，以等邊三角形布孔最為理想， 為了改善爆破質(zhì)量而且可以增大爆破規(guī)模以滿足大規(guī)模開挖的需要，目 前多采用為了增加一次爆破量廣泛推廣大區(qū)多排孔微差爆破技術(shù)。采用寬孔距深孔布孔，與過去沿用的小孔距、淺孔小臺(tái)階爆破工藝 相比，由于合理的加大孔間距（根據(jù)公式a=mw1，a孔距，m密集系數(shù)，w1 底盤抵抗線）一次起爆相同的工程量，大大的降低了鉆孔工作量，并且 減少重復(fù)超深鉆孔和造成根底巖石得不到有效的破碎，從而提高了工 效，使其工程的綜合成本達(dá)到最低，但要注意:過大的底盤抵抗線會(huì)造成根底多，大塊率高，后沖作用大；過

5、小則不僅浪費(fèi)炸藥，增大鉆孔工 作量而且?guī)r塊易拋散和產(chǎn)生飛石危害。因此，在考慮上述因素的同時(shí)， 尤其是大區(qū)多排孔微差爆破，第一排孔往往由于底盤抵抗線過大，應(yīng)選 用較小的密集系數(shù)，以克服底盤的巖石阻力。合理的孔深在保證堵塞質(zhì)量的前提下，對改善爆破效果和提高炸藥 量利用率具有重要作用，過去沿用的小孔距淺孔小臺(tái)階爆破，鉆孔的有 效利用率（減去堵塞長度）只占1/32/3,堵塞長度過長將會(huì)降低延米爆 破量，增加鉆孔費(fèi)用，而且炸藥集中在底部，因而造成中部和上部的巖 石得不到有效的破碎，大塊率高且易產(chǎn)生飛石。合理的堵塞長度能降低 爆炸氣體能量損失和盡可能增加鉆孔裝藥量。合理的裝藥結(jié)構(gòu)是改善和 提高爆破破碎的有

6、效途徑，尤其是多排孔微差爆破和寬孔距效果更好， 當(dāng)孔深不大于18米時(shí)，采取分段間隔裝藥（一般23段為宜），中間用空氣 或炮泥隔開。以避免炸藥過于集中在深孔下部，從而使炮孔中部和上部 巖石獲得良好的破碎效果，減少由于塌落而形成的大塊，深孔最下一段 裝藥量可占總裝藥量的50%70%。由于寬孔距深孔微差爆破工藝，創(chuàng)造性的開發(fā)應(yīng)用，并以四通為聯(lián) 接件的環(huán)形起爆網(wǎng)路，楔形微差爆破網(wǎng)路等以非電導(dǎo)爆管雷管起爆系 統(tǒng)，經(jīng)過合理的孔內(nèi)和孔外微差設(shè)計(jì)，延期間隔時(shí)間是十幾毫秒到幾十 毫秒，由于前后相鄰藥包爆炸起爆時(shí)間間隔極短，致使各藥包造成的能 量相互發(fā)生影響而產(chǎn)生一系列良好的效果:加強(qiáng)了入射波（壓縮波和 反射拉伸

7、波）在自由面方向的破碎巖石的作用）。使爆破能量充分利用破 碎巖石，從而減少二次解小工作量，提高工效40%。后起爆的巖體朝 向新形成的補(bǔ)充自由面飛散產(chǎn)生相互碰撞，充分利用動(dòng)能產(chǎn)生補(bǔ)充破碎 效果，降低工程成本35%，并可使爆堆比較集中而不產(chǎn)生飛散較遠(yuǎn)的碎塊，從而避免了飛石，確保爆破安全，提高了裝鏟能力。由此產(chǎn)生的 震波能量是分散的，經(jīng)測試微差爆破比齊發(fā)爆破的地震效應(yīng)可降低 1/32/3,因而大大降低爆破副作用對周圍環(huán)境的影響，有利于生態(tài)環(huán) 境保護(hù)。三、爆破參數(shù)選擇H為臺(tái)階梯段高度；W1為前排 鉆孔的底盤抵抗線；L為鉆孔 度；L1為裝藥長度；L2為堵 塞長度；L3為裝藥間距長度； h為超深；。為臺(tái)階

8、坡面角； b為排距；B為臺(tái)階上眉線至 排孔口的距離；W為炮孔的 最小抵抗線，W1為底盤抵抗線。選擇爆破孔網(wǎng)參數(shù)，要結(jié)合 爆破的目的和技術(shù)要求，并根據(jù) 巖石的性質(zhì)及現(xiàn)場實(shí)際情況合理正確的選用，并在現(xiàn)場試爆后調(diào)整到最 佳效果。鉆孔形式:深孔爆破鉆孔形式分為垂直鉆孔和傾斜鉆孔，從爆破 的效果看以傾斜鉆孔為宜。布孔方式:從能量均勻分布的原理看，以等邊三角形布孔最為理 想。深孔爆破參數(shù)a、臺(tái)階梯段高度H:臺(tái)階高度主要考慮為鉆孔、爆破和鏟裝創(chuàng)造安 全和高效率的作業(yè)條件，一般情況下選用梯段高度在1218米為宜；b、鉆孔直徑d:選用CLQ-15潛孔鉆機(jī)鉆孔直徑d=100150mm；c、鉆孔角度：選用a=75；

9、d、孔深L:按經(jīng)驗(yàn)公式 L=H/sima+h 米；e、超深h:0.5米1米，(平臺(tái)不得超深)，當(dāng)巖石松軟時(shí)取小值， 巖石堅(jiān)硬時(shí)取大值。f、底盤抵抗線W1或排距b:根據(jù)鉆孔作業(yè)的安全條件W1WHctg a a+B (HN2.53m)按臺(tái)階高度W1=(0.60.9)H根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和公式取44.5米；g、孔距a:按公式a=MW底, M密集系數(shù)，通常沖值大于1.0,在寬孔 距爆破中更大一些，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取a=4.5米。根據(jù)排距與孔距的關(guān)系，b=a sin a 60=0.866a;h、單位耗藥量4:根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和查表可得q=0.450.6kg/ 。風(fēng)化巖 石取小值，堅(jiān)硬巖石取大值；i、裝藥量Q:多排孔爆破的第一排孔

10、的每孔裝藥量按下式計(jì)算 Q=qaW底H；多排孔爆破的第二排孔起，以后各排的每孔裝藥量 Q=kqabH，K考慮受前排各排孔的巖體阻力作用的增加系數(shù)，一 般取1.11.2；j、堵塞長度L2:合理的堵塞長度應(yīng)能降低爆炸氣體產(chǎn)物能量損失和 盡可能增加鉆孔裝藥量，對改善爆破效果和提高炸藥能量利用具有重要 作用，一般堵塞長度不小于W底的0.75倍或204 0倍孔徑，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取 4.55.0 米；K、間隔長度L3:為避免裝藥過于集中在深孔的底部，改善炮孔中部 和上部的巖石破碎效果采取間隔裝藥，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)L3取2.54.5為宜。巖 石松軟時(shí)取大值，巖石堅(jiān)硬時(shí)取小值。L、微差時(shí)間:合理的微差爆破間隔時(shí)間對改善爆破

11、效果與降低地震 效應(yīng)具有重要作用。微差間隔時(shí)間過長則可造成先爆孔破壞后爆孔的起 爆網(wǎng)路，過短則后爆孔可能因先爆孔未形成新的自由面而影響爆破質(zhì) 量。按公式=KpW底（24-f），式中：微差間隔時(shí)間ms;kp巖石裂隙 系數(shù)，一般取0.50.9,對于裂隙少的取小值，裂隙發(fā)育的巖石取大值。 三巖石堅(jiān)固性系數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn):一般微差間隔時(shí)間取2550ms。四、爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)起爆方法:采用非電導(dǎo)爆管雷管起爆系統(tǒng)，三角形（梅花形）布孔 對角起爆法或V型起爆法，以形成小抵抗線寬孔距爆破，使深孔實(shí)際密| in| iii|iii| in| in| iii|iii |iii| II圖2三角形布孔對角微差起爆法簡圖|1 I

12、I 1 II 1 II|圖3三角形式起爆法（V型起爆法）簡圖集系數(shù)增大到3-8,以確保巖石破碎質(zhì)量。爆破網(wǎng)路:除上述布孔和起爆方法外，也可采用矩形布孔，楔形微差 爆破網(wǎng)路。(a)(b)圖4楔形微差爆破網(wǎng)絡(luò)a網(wǎng)路形式；b起爆順序采用上述網(wǎng)路設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn)：1、一般情況下，在同樣孔數(shù)的微差爆破中，它的微差分段數(shù)要超 過其它聯(lián)接方法的分段數(shù)，可以降低爆破震動(dòng)效應(yīng)，改善爆破破碎質(zhì)量。2、它相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了各排的孔間微差爆破，后沖小，向自由面拋擲 作用較小，有利于下一循環(huán)的穿爆作業(yè)。3、結(jié)合采用四通聯(lián)接的環(huán)形起爆網(wǎng)路(見圖5)省去大部分爆破現(xiàn)場的地表雷管，提高傳爆可靠性，安全性好，但要求操作人員技術(shù)熟練程度

13、高。另外選擇微差間隔時(shí)間還需注意下列因素：1、巖石的性質(zhì) 包括巖石的致密程度，裂隙的發(fā)育程度。在硬巖 中宜采用較短的間隔時(shí)間，軟巖中采用較長的間隔時(shí)間。2、最小抵抗線、孔距、排距等孔網(wǎng)參數(shù)越大，所取間隔時(shí)間也應(yīng) 越長。3、注意起爆方式孔間微差的間隔時(shí)間應(yīng)比排間微差的短。4、要慎重考慮導(dǎo)爆管的附加延期時(shí)間，由于導(dǎo)爆管的爆速不大于 2000m/s，即導(dǎo)爆管的每米傳爆時(shí)間在0.5ms以上，應(yīng)注意微差爆破的首 段時(shí)間，當(dāng)首段藥包爆破后將產(chǎn)生飛石、空氣沖擊波和地震等，一般爆 破飛石速度小于100m/s，沖擊波速度不大于1400m/s。均小于導(dǎo)爆管的 爆速，但地震波傳播速度可高達(dá)5000m/s，遠(yuǎn)大于導(dǎo)爆

14、管的爆速，這就 可能導(dǎo)致由于地震波的作用使尚未傳播的導(dǎo)爆管網(wǎng)路受損而影響穩(wěn)定 傳爆從而引起瞎炮，為防止這一情況的發(fā)生，應(yīng)保證在首段藥包起爆前， 導(dǎo)爆管已傳爆了網(wǎng)路最遠(yuǎn)點(diǎn)雷管，這就需要選擇恰當(dāng)?shù)氖锥卫坠艿亩?數(shù)，確保爆破網(wǎng)路的安全穩(wěn)定傳爆。5、由于目前廠家生產(chǎn)的導(dǎo)爆管、非電毫秒雷管都有一定的段差， 而且各不一樣，所以說間隔時(shí)間不能任意選擇。應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行小范圍試 爆后，然后調(diào)整到最佳效果。6、在選擇孔網(wǎng)參數(shù)時(shí)，微差爆破第二排及以后各排孔采用小排距， 大孔距更能增加巖石的破碎程度，降低大塊率。在變化排距和孔距時(shí)， 應(yīng)盡量使每孔承擔(dān)的爆破巖體體積不變，即:W底Xa二常數(shù)。五、施工工藝（一）、施工工序?qū)?/p>

15、孔距深孔微差控制爆破的施工作業(yè)程序可參照圖表1進(jìn)行。圖中作業(yè)項(xiàng)目的內(nèi)容是必須做到的，實(shí)際施工作業(yè)可視爆破工程的重要性、作業(yè)地點(diǎn)，爆區(qū)周圍環(huán)境的復(fù)雜程度和施爆對象的爆破難易程度等具體情況作必要的增減。（二）寬孔距深孔微差控制爆破的一般作業(yè)程序圖（表現(xiàn)場調(diào)查與勘察設(shè)計(jì)收集資料根據(jù)施工要求，.提出爆破方案+炮起藥眼爆量布網(wǎng)計(jì)置絡(luò)劃及設(shè)裝計(jì)雷管的測定與配伍標(biāo)定炮孔部位發(fā)爆破通知書爆破區(qū)外防護(hù)工作鉆孔的。校核加工起，爆藥包爆破覆蓋爆破區(qū)域警戒解除警報(bào)爆破效果分析與資料記錄整理（三）、施工機(jī)具設(shè)備該工法應(yīng)用的機(jī)具設(shè)備有:潛孔鉆機(jī)、空氣壓縮機(jī)、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn) 儀，起爆器。（四）、勞動(dòng)組織單機(jī)跟班作業(yè)人員（一臺(tái)

16、潛孔鉆、一臺(tái)空壓機(jī)）由1015人組成。爆破總指揮1人。負(fù)責(zé)爆破工作的組織領(lǐng)導(dǎo)及安全工作。爆破副指揮兼技術(shù)負(fù)責(zé)人1人。負(fù)責(zé)爆破施工組織設(shè)計(jì)，施工技術(shù) 措施、安全防護(hù)措施等工作。測量放線工3人。負(fù)責(zé)炮孔布置、鉆孔角度、孔位標(biāo)高及裝藥長度、 間隔長度和堵塞長度測量及警戒等工作。鑿孔爆破工6人。負(fù)責(zé)鉆孔、藥包加工、炸藥和起爆材料領(lǐng)取及檢 測、起爆網(wǎng)路連接與檢查，炸藥填塞等工作。力工3人，負(fù)責(zé)填塞炮孔，協(xié)助鑿孔爆破工鑿巖鉆孔及做好安全警 戒工作。六、工程實(shí)例（一）、高等級(jí)公路路塹石方開挖該工法在滬寧高速公路G2標(biāo)段7個(gè)石方開炸區(qū)的推廣應(yīng)用中，僅對 該標(biāo)段的K264+156500（石門堰水庫）和K265+

17、240720（珠山）兩個(gè)爆 區(qū)為例:該爆區(qū)的石方均為風(fēng)化巖，其中軟巖石占58%，次堅(jiān)巖占29.8%， 堅(jiān)巖占12.2%，軟質(zhì)巖主要為粉砂質(zhì)泥巖，次為泥巖及粘土巖。硬質(zhì)巖 除有灰?guī)r石英砂巖等沉積巖外，尚有粗安巖，花崗閃長斑巖及閃長玢巖。 最大開挖高度47.2米。珠山爆區(qū)距寧杭公路最近點(diǎn)約150m，距南京電子 管廠倉庫最近點(diǎn)約20米，離高壓輸電線（1.1萬伏）最近點(diǎn)不足20米，爆 區(qū)環(huán)境較為復(fù)雜，另外根據(jù)滬寧高速公路技術(shù)規(guī)范要求，對用于填 筑路基的石方粒徑不得大于每層填厚的1/3，即石方爆破粒徑控制在15 厘米以內(nèi)。根據(jù)該爆區(qū)的實(shí)際情況，采用了寬孔距深孔微差控制爆破工 藝，三角形和矩形布孔，非電導(dǎo)

18、爆管微差起爆系統(tǒng)，楔形微差爆破網(wǎng)路， 孔網(wǎng)參數(shù)選擇見下表：寬孔距深孔微差控制爆破參數(shù)表序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位參數(shù)備注1梯段高度Hm12162鉆孔直徑dmm1503鉆孔角度a度754孔深LmH/sina+h平臺(tái)不得超深5超深hm0.51.0巖石松軟時(shí)取小值，巖石堅(jiān)硬時(shí)取大值。6最小抵抗線或排距3bm44.57孔距am4.55.08單位耗藥量qkg/m30.450.6巖石松軟時(shí)取小值，巖石堅(jiān)硬時(shí)取大值。9裝藥量QkgQ=qa3 底H第二排以后每孔增加系數(shù)K=1.11.210堵塞長度L堵m4.55.011間隔堵塞長度L堵m2.54.512微差時(shí)間tms2550（二）、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益在滬寧高速公路G2標(biāo)段推廣應(yīng)用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效 益，該標(biāo)段石方爆破工程量約92萬，占全段路基工程量的85%。對全段 工程能否順利完成至關(guān)重要，采用該工法后，與過去沿用的小孔距淺孔 小臺(tái)階爆破工藝相比:在不