《现代爆破理论与实践》试卷

《现代爆破理论与技术》试卷1、试分析工程地质条件对爆破作用的影响。1.岩性：岩石的结构：组成岩石的矿物颗粒越细、越致密或者粗中有细，粗细结合，矿物颗粒之间胶结牢固，岩石就越坚固，就越难爆破。岩石的构造：构造的主要形式有层理、裂隙和节理等若面，它们赋予岩石各向异性的特点，在爆破作用下，岩石首先容易沿着这些弱面破裂。孔隙度：岩石孔隙度越大，颗粒之间的连接力弱，强度低，易于爆破。密度：高密度岩石的波阻抗和强度高，抵抗爆破作用的能力大。风化程度：岩石风化程度越大，孔隙率和变形性增加，强度和弹性性能降低，爆破容易。2.地形：地形条件是影响爆破效果和经济效益的重要因素，地形决定了药包最小抵抗线的方向，不同的地形爆破决定了土岩的抛出方向；地形对爆破方量的影响很大，多面临空的鼓包地形有利于爆破。3.岩体各种结构面对爆破的影响：应力集中作用、应力波的反射增强作用、能量吸收作用、泄能作用、楔入作用。4.特殊地质条件对爆破作用的影响：（1）溶洞：改变抵抗线的方向，降低爆破威力，影响爆破岩石的快度，造成爆破不均，影响爆破施工以及爆破后边坡的稳定。（2）地下水对爆破的影响：地下水直接影响导硐和药室的开挖、装药和堵塞等工作。（3）断层对爆破效果的影响：改变爆破设计线，降低爆破方量，容易造成爆破事故。2、简述光面爆破与预裂爆破的作用机理，分析其爆破破岩特征。光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，产生应力波德叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩随后，爆炸气的膨胀令裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。预裂爆破为轮廊爆破,是主炮孔爆破之前在开挖面上先爆破一排预裂炮孔,在相邻炮孔之间形成裂缝,从而在开挖面上形成断裂面,以减弱主爆区爆破时地震波向岩体的传播,减少保留岩体的破坏,且沿预裂面形成一个超挖很少的平整岩面。光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面，是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。预裂爆破是在进行石方开挖时，在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝，以缓冲、反射开挖爆破的振动波，控制其对保留岩体的破坏影响，使之获得较平整的开挖轮廓。3、公路石方爆破开挖，影响路堑边坡稳定性的因素有哪些？如何控制路堑边坡失稳？开挖深度和坡体的岩性或土质，地质构造特征主要为由构造作用产生的各种主要构造面．其产状与路线的关系；岩石的风化和破碎程度；地面水和地下水；当地气候条件；坡面的方位，是向阳还是背阳等。另外爆破开挖对岩质边坡有很大影响：一是由于设计坡面距离炮孔较近，一般处于破裂区内，坡面容易产生贯通的径向裂纹，容易造成局部崩塌或落石，而是爆炸产生的应力波在岩体内部传递，容易造成岩体原有节理、裂隙的进一步扩展，严重时开可能造成岩体沿已有结构面滑移，直接影响边坡的整体稳定性。路堑边坡的设计应根据公路的地形、地质条件、边坡开挖形式等综合确定。同时在进行路堑爆破开挖时，应采取有效的技术措施，如缓冲爆破、预裂爆破等，控制爆破振动对路堑边坡稳定性的影响。4、简述公路石方深孔爆破设计与施工技术？在现代公路石方深孔控制爆破中，如何控制爆破作用的有害效应，同时提高爆破破岩效果？深孔爆破是指，钻孔直径大于75mm、孔深大于5m的炮孔爆破技术。进行深孔爆破，通常把开挖区按深度分成若干高为8～15m的梯段，逐梯段进行爆破，称深孔梯段爆破。在每一梯段，用潜孔钻或多臂钻车等沿开挖自由面布钻一排或数排垂直、倾斜或水平的深孔，前后排孔位可对应布置或相错成梅花形，用毫秒雷管控制进行爆破。梯段要素为：梯段高度H，前排孔底部抵抗线w1,排距即后排孔抵抗线w2,孔距α，钻孔直径d，钻孔深度L，超钻深度h，装药长度L1，孔口堵塞长度L2,梯段上缘至前排孔口距离b，台阶坡面角度α1和钻孔角度α2等。前排钻孔超深是为了克服梯段底盘岩石的夹制作用，使爆后不残留根底。超深量可按h=(0.12～0.30)w1确定，松软岩石取小值，坚硬岩石取大值。深孔梯段爆破的每孔装药量可按下列公式计算：前排孔Q=qαw1H后排孔Q=KqαbH式中Q为每孔装药量(kg)；q为单位耗药量(kg/m3)；K为受前排石渣阻力影响系数，取1.1～1.2；其余符号的单位均以m计。为了克服炮孔底部所受夹制作用，大部分炸药应集中装在底部,孔口的堵塞长度一般不小于最小抵抗线,所以在确定梯段高度和抵抗线大小时，要与炮孔直径的选择相适应。爆破的有害效应有地震波、飞石、冲击波、有毒气体、噪声和灰尘。作为露天深孔爆破，必须对地震波、飞石、冲击波三项分别进行安全距离计算，保证符合要求，同时起爆网路的可靠起爆也是安全控制的重点。为了控制爆破作用的有害效应,达到良好的深孔爆破效果,必须合理确定台阶高度,网孔参数,装药结构,装填长度,起爆方法,起爆顺序和炸药的单位消耗量等参数.在以上参数设计合理的情况下,可以达到技术经济的合理性,从而达到高效,经济的目的.5、以一种公路结构物基础爆破开挖为例，阐述如何有效实现岩质基础的爆破成型？根据地形，地质及挖深选择适宜的开挖爆破方法，制订爆破方案，在地面上准确放出炮眼（井）位置，竖立标牌，标明孔井号，深度，装药量。用推土机配合爆破，创造临空面，使最小抵抗线方向面向回填方向。炮眼按其不同深度，采用手风钻或潜孔钻钻孔，炮眼布置在整体爆破时采用“梅花型”或“方格型”，预裂爆破时采用“一字型”，洞室爆破根据设计确定药包的位置和药量。在石方集中的深挖路堑采用洞室爆破时，应认真设计分集药包位置和装药量，精确测算爆破漏斗，防止超爆、少爆或振松边坡，留下后患。为确保边坡爆破质量，采用预裂爆破技术，光面爆破技术和排眼毫秒爆破技术，同时配合选择合理的爆破参数，减少冲击波影响，降低石料大块率，以减少二次破碎，利于装运和填方。6、钻爆法隧道施工如何控制爆破对围岩的损伤、衬砌结构的破坏以及临近隧道结构（如小间距隧道、既有隧道）的影响？在隧道掘进爆破时，既有隧道围岩的应力场受新建隧道的影响将会出现应力重分布，爆破地震波对邻近既有隧道也会产生振动影响，通常会对既有隧道围岩产生损伤，严重的甚至会破坏既有隧道的衬砌结构安全。进行钻爆法施工时应掌握掌子面岩性变化、结构面组合及其稳定状态；爆破在充分发挥其能力的前提下，减小对围岩的震动破坏，以保证围岩的稳定；开挖作业宜采用对围岩扰动小的控制爆破和较少的开挖步骤，避免过度破坏岩体的稳定。根据爆破作用下岩石裂纹扩展机理确定邻近隧道结构不同距离情况下的单段最大药量，以控制对临近隧道结构（如小间距隧道、既有隧道）的影响。