爆破开挖的工艺及方法

爆破施工⑴爆破施工方法：主要采用浅孔梯段微差爆破，一般区域不分层，爆破到设计标高。对于个别较高地段可分多层进行爆破开挖。采用潜孔钻机钻孔，孔径Φ90，用小风枪进行大块解炮和基底找平。⑵爆破类型：采用加强松动控制爆破，使岩体松散破碎而不飞散。⑶起爆技术：采用非电起爆系统，微差起爆技术。由于一次起爆排数较多，所以采用孔外逐排微差起爆，既孔内装高段别毫秒雷管，外孔用3~5段毫秒雷管连接，实现孔外微差起爆。⑷爆破规划①本工程开挖必须保证至少4个爆破挖装作业面，分别为钻孔、装药、挖装土石方及欠挖处理等以展开流水施工，并充分发挥钻爆效率，确保工期；②爆破规划总的原则是依位置顺序施工，对于个别较高地段可分多层进行爆破开挖。③钻爆应平行作业，钻爆作业能力和装运能力应大致平衡，避免窝工现象。⑸爆破施工准备①机械设备的安放；在施工场地，统一停放机械设备，保养和维修设备。②土石方量测：施工开始前，要对控制点进行复测，同时放边桩并整理测量结果，并对工程量进行核对。③施工现场的封闭：施工期间，施工场地内施工机械多，且爆破作业频繁，为减少外界干扰和安全施工，有必要对施工现场进行封闭，禁止无关人员出入。④施工现场封闭应主要从两方面着手：一是在施工征地线上用红（旗上写宣传标语）插立封口，路口用警示牌封闭。二是施工及管理人员应着胸卡上班，由安全员对其封闭进行经常性检查。⑹石方爆破设计①对石方爆破的技术要求：石方爆破应严格遵守《中华人民共和国民用爆炸物品管理规定》、《爆破安全规程》的有关规定，根据工程要求，地形地质条件，施工进度要求和施工机械等，合理选用爆破方法；石方爆破施工时，应根据周围环境情况，有针对性地制定爆破方案，采取适当技术措施，保证周围建筑物的安全。②爆破技术措施：为了有效地破碎岩石，同时为了防止岩过分飞散，采用加强松动控制爆破的药量计算形式；为了提高岩石破碎度，采用非电微差爆破网路，以及宽孔距梯段爆破方法；在靠进建筑物附近部位爆破时，为防止爆破飞石和控制爆破振动，遵循“多打孔少装药、减少齐发药量、减小爆破规模”的原则，可采取使梯段爆破向临空面方向、适当减小炸药单耗、增炮孔堵塞长度和逐个炮孔微差起爆等技术措施。③浅孔梯段爆破孔布置根据所选择的爆破设计参数进行炮孔布置，其立面布置见“浅孔梯段爆破炮孔布置立面图”，平面布置见“浅孔梯段炮孔布置平面图”达到最佳爆破效果，充分发挥钻爆装运机械设备的效能。④爆破参数孔径d：Φ90mm孔距a：4m排距b：2.5m孔深：3.0m（平均孔深）超深Δh：0.5m炸药单耗q：选取0.35~0.4Kg/m3单孔药量Q：0.4×2.5×4×3.5=14Kg/孔装药高度：14/（0.092×π/4×1）=2.2m填塞长度：1.3m⑤主爆孔设计采用浅孔梯段松动控制爆破技术，炮孔设计为垂直孔。钻孔机具采用“英格索兰、美国寿力、中国红五环、瑞典阿特拉斯”等国际品牌深孔凿岩机具。炸药选用散装硝铵炸药，有水地段选用Φ70mm乳化药卷。为加强大面积岩石开挖爆破效果，每隔8排炮孔孔距加密一倍，以抵制前排炮孔底部石碴夹制作用，有效减少炮根现象。⑥起爆网路设计采用逐排起爆技术，孔内外连接采取导爆管雷管连接，电雷管起爆。孔内采用导爆管毫秒延期雷管MS10，导爆管毫秒延期雷管置于药柱底部；孔外排间采用导爆管毫秒延期雷管MS3连接。具体起爆网路连接示意图见图。浅孔梯段爆破参数表。起爆网路设计图浅孔梯段爆破参数表序号项目参数选择1炸药类型硝铵炸药。2梯段高度一般4～8m。深度大于10m时，梯段分层。3梯段宽度以钻机类型、钻孔要求、钻机安装和安全操作的需要而定。cbahwL2HL1Lbc注：H梯段高度，a孔距，Wp前排孔底板抵抗线，b排距，h超钻深度，L孔深，c梯段上缘至前排孔距离（孔边距离）排间连接MS3孔内MS10起爆点加强炮孔4梯段坡面角度宜在60°～70°之间；炮孔方向：次坚石、软石宜用与梯段破面平行的倾斜孔，当受地形或设备控制时可采用垂直孔。5炮孔直径90～100mm，临近边坡的炮孔宜用较小的直径。6超钻深度除孔底在边坡上方和底板处有分离层或石质松软外，均超钻至梯端底面以下0.5~1.0m。7装药与堵塞长度二者结合考虑，分别进行计算。Ld=βW≮C（β为堵塞系数，当炮孔与梯段坡面大致平行时β取0.75，垂直炮孔β=0.75～1.2；坡面较陡时取较低值，反之取高值。堵塞长度不足时调整W与孔距，重新计算装药量。C为孔口至梯段台边距离）。8炮孔间距a=0.7W～1.3W（当梯段较高、石质较坚硬完整时取高值，反之取低值，相邻孔的WP不同时，取其平均的a值）。9排距多排炮交错布孔时的排距b=0.87a(瞬发)或b=0.8WP～1.0WP(微差爆破)。10孔装药量首排炮Q=qWPaH；与首排炮同时起爆的后排炮Q=qbaH;式中q为单位炸药消耗量0.45-0.55kg/m3，根据岩石强度等参数选取。⑦浅孔梯段爆破装药结构采用连续装药结构，炸药品种为散装岩石硝铵炸药或Φ70㎜卷装乳化炸药（有渗水时），按设计药量从炮孔底部自下而上将炸药装填均匀密实，每个炮孔均装两发非电毫秒雷管装人起爆药包后，放入炮孔装药的中部。⑧浅孔梯段爆破堵塞炮孔堵塞时，应满足堵塞长度和保证良好的堵塞质量。采用黄土或钻孔岩粉，按设计堵塞长度逐层捣实堵满为止。炮孔堵塞严禁装入石块，以免产生过远飞石。对于有水的炮孔，应先将水处理掉，再进行回填堵塞。⑺钻爆方法爆破开挖施工工艺流程如图所示。石质地质开挖施工工艺流程图施工准备堑顶截水沟测量放样场地清理钻孔机械开挖装药起爆刷坡场地面整修刷坡成型平整钻机作业场地：为使钻机就位，需对作业场地进行平整。覆盖层较厚时，利用推土机推平；覆盖层薄且石头凸起时，用风枪打孔小爆破，然后用推土机推平。作业面的平整度以保障钻机移动和钻孔的安全为主。布孔与钻孔：首先按设计的孔距、排距布孔。对台阶边沿的孔要特别注意最小抵抗线不要过小，以防最小抵抗线方向出现飞石。钻孔时根据设计要求，确保孔位、方向、倾斜角和孔深。每孔钻完后，首先将岩石粉吹干净，然后从孔中把钻杆提升到孔口上，这时不要移动钻机，以防孔深不够时，可以继续在原孔中加深钻孔。装药与堵塞：装药之前，测量孔深，对过浅或过深的炮孔，调整装药量。孔中有水时尽量排除干净，水排不净时装防水炸药。在孔中装药时，定量定位，防止卡孔。回填堵塞的材料选取一定湿度的粘土，为防止卡孔，分多次回填，边回填边用木炮棍捣实，同时注意保护好孔中的电线或导爆管。网络连接与安全警戒：当使用导爆管非静电起爆系统进行孔内外微差起爆时，联线时切忌踩踏孔外串联雷管。为确保网络准爆，采用双雷管双导爆管网络。放炮之前，人员及机械撤离到安全区，设置安全警戒哨，离公路、村镇较近地段，设置炮被覆盖，并用φ8钢筋网加桩固定防护，抑制飞石、滚石，确保爆破安全。爆破安全检查：爆破之后，暂不解除警戒，爆破员先到现场进行踏看，当发现有哑炮时及时处理。潜孔钻机钻孔爆破设计⑴孔径及钻孔设备选择孔径设计Φ90mm，根据现场施工条件，采用5台履带式潜孔钻车钻孔，适用各类中、硬岩（f=8-16的岩石）钻孔（以上设备完全适应工程施工的需要）。⑵预裂孔距的确定由于预裂爆破的预裂炮眼是在一次爆破中最先起爆，沿预裂炮眼形成预裂缝，把围岩和开挖区内的岩体割开。因此预裂爆破一般需要比光面爆破稍小些的预裂炮眼间距。大多数情况下，预裂爆破的预裂孔距等于炮眼直径的10倍。只是当围岩十分软弱时要小一些，约为炮眼直径的9倍。孔距（a）=（9～10）d；系数取10a=10×90=900mm；a取900mm⑶装药不偶合系数的确定不偶合系数d/D=2～5；d—炮孔半径；D—药卷半径本次施工不偶合系数取3⑷线装药密度影响预裂爆破参数的因素复杂，很难从理论上推导出严格的计算公式，以施工经验和现场试验确定。随岩性不同，预裂爆破的线装药密度一般为0.15～04kg/m。为了克服岩石对孔底的夹制作用，孔底段应加大线装药密度到2～5倍。⑸装药结构及起爆网络起爆网络见图。起爆网络连接示意图⑹边坡炮孔布置为控制爆破对岩石高边坡的影响，在水电工程建设中广泛采用了预裂爆破技术。其炮孔布置示意图边坡开挖炮孔布置示意图采用YT28风枪钻眼，主要用于厂房基底找平和大块解小等。⑴浅眼爆破设计参数：爆破高度H≤2m钻眼直径D=400㎜炮眼深度L=1.05H眼间距a=1.0～1.2m炮眼排距b=0.8m钻孔方式：三角形布置，垂直钻眼。炮眼装药量Q=qabH式中q为单位岩石用药量，取q=0.25～0.35㎏/m3，可根据岩石硬度情况进行调整。风枪浅眼爆破设计参数见表1.4.3-1风枪浅眼爆破设计参数表爆破高度H(m)炮眼深度L（m）炮眼间距a（m）炮眼排距b（m）装药量Q（㎏）装药长度L（m）堵塞长度I（m）11.051.00.80.30.40.651.51.581.00.80.60.80.7822.101.21.00.91.20.92.52.631.21.01.21.61.03导爆索预裂爆破装药结构示意图1m1m起爆网络连接示意图导爆索传爆方向轮廓爆破孔缓冲孔主爆孔缓冲爆破区主爆区边坡开挖炮孔布置示意图边坡临空面33.151.21.01.52.01.15注：装药量可根据岩石硬度情况进行调整。⑵风枪浅眼爆破炮眼布置根据所选择的爆破设计参数进行炮眼布置，其平面布置见图1.4.3-3。风枪浅眼爆破爆眼布置平面图⑶风枪浅眼爆破装药结构采用连续装药结构，炸药品种为Φ32㎜装2号岩石炸药（有渗水时），按设计药量从炮眼底部自下而上将炸药装入，每个炮眼均装1发非电毫秒雷管，采用反向起爆法将炸药装在孔底。炮眼堵塞采用略微潮湿的黄土，逐层捣实堵满为止。⑷风枪浅眼爆破起爆网路采用塑料导炮管分电微差起爆网路，可以根据一次起爆数量多少将每排分成一个段别或数个段别，实现逐排或每排数段微差间隔起爆。在炮眼外用双1段非电雷管将各炮眼的导爆管分组联起来，组成孔外复式起爆网路，最后用电力爆。临空面临空面炮孔雷管段别