爆破设计原则及方法

1、工作井爆破开挖设计主要考虑井壁稳定性和爆破地震波对周边构筑物的影响，然后是爆破产生的飞石对人员，车辆及进构筑物的影响，最后是灰尘对环境的影响。根据我单位在类似工程中所采用钻爆参数进行设计，然后进行试爆，通过试爆进行振速监测，调整爆破参数直至爆破效果满足设计要求、振速满足安全标准，爆破设计方法流程图如图3.1所示。图3.1钻爆设计方法流程图3.3爆破方案选择根据工作井开挖面积、开挖深度、岩层分布、岩石性质等情况石方开挖方量较大，为了加快施工进度，缩短工期，宜采用中深孔，浅孔大孔径和浅孔小孔径相结合的爆破技术方案。（1）在工作井周边钻一排9厘米的减震孔或光爆孔；（2）爆破地震波满足安全要求，采用中

2、深孔或浅孔大孔径全断面开挖法。3）如爆炸地震波不能满足安全要求，则采用分部开挖法。分部开挖爆破方案设计3.4.1减震孔（光爆孔）布设开挖边线减震孔（光爆孔）减震孔（光爆孔）布设如图3.2所示。图3.2减震孔（光爆孔）示意图3.4.2分部开挖爆区划分由于工作井周边环境比较复杂，对爆破地震波控制较高，工作井爆破开挖时只有一个自由面，这样炸药爆炸后有较多的爆炸能量转化为爆破地震波，因此先从工作井一侧进行拉槽爆破创造新的自由面，使多余的爆炸能量从此自由面释放在空气中，而不使之转换为地震波爆区区域划分如图3.3所示。每个台阶6米，分四个台阶爆破。拉槽澤破区3.3分部开挖示意图3.4.3中深孔台阶爆破要素

3、为了达到良好的爆破效果，必须正确确定好各台阶要素。为了达到抵抗线均匀、大块率和残留根底少、爆堆形态较好、台阶稳定性较好、有利于提高爆装效率，本方案采用倾斜炮孔。中深孔大孔径爆破台阶要素如图3.4所示。Bbb图3.4中深孔台阶要素图中深孔爆破装药结构与填塞中深孔爆破采用耦合连续装药，中深孔爆破装药结构与填塞如图3.5所示。炸药炮孔3.4.5装药段填塞段图3.5中深孔装药结构与填塞拉槽爆破参数（1）孔径（）：0=42mm2）孔深（垂直）（L）：L=3m3）孔距（a）：a=1.5m4）排距（b）：b=1.0m5）单耗（q）：q=0.50.6kg/m36）单孔药量（Q）：Q=qv=2.32.7kg3.

4、4.6中深孔爆破参数拉槽爆破以后，为中深孔爆破产生了作业面，加快了爆破作业进度。（1）钻孔直径d=76mm（2）台阶高度H=6m（3）底盘抵抗线W=（0.40.8）H（4）炮孔超深h=（0.10.15）H,取h=0.2m（5）炮孔深度L=H+h=6.2m（6）炮孔间距a=（1.01.8）W,取ai=2.5m（7）炮孔排距b=（0.80.9）a1,b1=2.0m（8）孔口填塞长度l1.2W(9)单孔装药量Q=qabH(10)炸药单耗q=0.40.5kg/m33.4.浅7孔小孔径爆破参数(1)钻孔直径d=42mm(2)抵抗线W=0.8m(3)炮孔深度L=2.5m炮孔间距a=(1.01.8)W,取a

5、=1.2m孔口填塞长度l1.2W(6)单孔装药量Q=qabH(7)炸药单耗q=0.350.40kg/m33.5全断面开挖设计为了加快施工进度,满足施工工期,应对全断面开挖进行试验,并进行爆破震动监测,如爆破地震波符合国家安全标准,应采用全断面爆破开挖。采用中深孔爆破,一次开挖深度为6米,四个循环完成施工作业。3.5.1全断面开挖炮孔布设工作井作业面上应布设掏槽孔、辅助孔和周边孔,炮孔布设如图3.6和图3.7所示。辅助孔图3.7炮孔布置示意图掏槽孔减震孔（光爆孔）掏槽孔坑道断面只有一个临空面，四周岩体的夹制性很强，为了给其它炮孔创造新的的临空面，保证整个作业面的爆破效果，必须先将断面某一部分的岩

6、石炸出一个槽，用于成槽的炮孔就叫掏槽孔，亦称拔心孔。他是决定坑道掘进速度的主要因素。辅助孔掏槽孔与周边孔之间的炮孔叫辅助孔，其作用是扩大和延伸掏槽，确保出渣量以及为周边孔创造均匀的抵抗层(光爆层)。按其所在部位和作用，又区分为扩槽孔、下部扩大孔、上部扩大孔和拱内孔等。周边孔延断面轮廓布置的炮孔称为周边孔，其作用是控制断面形状。按其部位不同又区分为拱顶周边孔、边墙周边孔和底板炮孔。上述三类炮孔的主要作用可分别归纳为：掏槽孔保进度、辅助孔保方量、周边空保质量。3.6全断面开挖爆破参数3.6.1辅助孔爆破参数(1)钻孔直径d=76mm炮孔深度L=6m炮孔间距a=(1.01.8)W,取a=2.5m炮孔

7、排距b=(0.80.9)a,b=2.0m孔口填塞长度l1.2W(6)单孔装药量Q=qabH(7)炸药单耗q=0.50.6kg/m33.6.2掏槽孔爆破参数(1)钻孔直径d=76mm炮孔深度L=6.8m炮孔间距a=0.4m孔口填塞长度l1.2W5）单孔装药量Q=qabH3.6.3周边孔（减震孔）爆破参数开挖边线的减震孔作为周边孔，采用不耦合不连续装药（如图3.8），减震孔比辅助孔掏槽孔都深，因此当减震孔作为周边孔时，只取孔深6米。（1）炮孔直径d=90mm（2）炮孔深度L=6m（3）炮孔间距a=0.4m（4）孔口填塞长度l1.2W（5）线装药密度QL=（0.3-0.4）kg/m图3.8不耦合不连

8、续装药示意图3.7起爆网络3.7.1分部开挖起爆网络因工作井周边环境比较复杂，为减少爆破次数和增加一次爆破方量，本设计采用非电起爆网路，孔外延时接力逐孔起爆。中深孔孔内采用MS15、孔外采用MS3导爆管雷管。浅孔小孔径孔内采用MS15、孔外采用MS4导爆管雷管，网路连接如图3.9和3.10。电雷管囲血3Ms3djfcis(y*is&巧(3*15坪1功炮孔图3.9中深孔起爆网络示意图电雷管昭4画砸4Wfc4Ms4Ms4Ms4tfc4Ms4/Qfel5cT|hfcl5（J*15O&15tp*15图3.10浅孔小孔径起爆网络示意图3.7.2全断面开挖起爆网络网络采用孔内微差，用激发针起爆导爆管，单发

9、导爆管雷管的导爆管数不宜超过20根，并且导爆管均匀分布在雷管周围，绑扎紧，而且雷管的聚能穴方向与导爆管传爆方向相反。起爆顺序是：掏槽孔辅助孔周边孔。3.8工作井渣土清运由于工作井较深，5米以上拟用装载机运到井口外，5米以下拟用桁吊运到洞口外，再用自卸车运至业主指定的场地。爆破安全本工程采用减震技术措施（1）采用低威力，低爆速的乳化炸药；（2）采用微差逐孔起爆技术；（3）采用减震孔技术；（4）限制一次起爆总药量。工作井爆破允许一次齐爆总药量爆源距最近民房50米，是周边所有建筑物中距爆源中心最近的建筑物，因此以它作为安全校核标准来计算一次齐爆总药量（单段药量）。根据国家质量监督检验检疫总局爆破安全

10、规程GB6722-2003,南沙第一中学楼房为框架结构，在地震波垂直振动速度不大于3cm/s的情况下安全。本设计K值取150,a值取1.5，地面允许垂直速度V取3.0cm/s，得：=50kgV保护对象地点振动速度，cm/s；Q一最大微差段药量，kg；R爆破点距保护建筑物的距离，m；K一与爆破方式、距离、地质条件有关的系数;a与传播途径、距离、地质条件有关的指数。为确保安全，爆破施工初始阶段，根据监测到的爆破地震波振速，可适当调整爆破参数。4.3振动监测对民房、对南沙第一中学及居民楼等进行爆破振动监测，以掌握这些建筑物在爆破振动左右下的受力状态，为安全校核提供较为准确的依据，有助于及时采取技术措

11、施确保建筑物安全，且有利于在爆破振动可能引起的诉讼或索赔中提供科学的数据资料。4.4安全防护覆盖防护在距地面3m以上的爆破采用覆盖法防护，其方法是：孔位上方先用柴、草覆盖，再用竹夹板压紧，在竹夹板上放置适当的沙袋如图所示。图4.2覆盖防护设置示意图围挡防护为确保施工过程中道路上车辆、行人的安全，进行封闭式施工在基坑周边设置一道高约3米的围挡，如图4.3所示。防水止水措施爆破开挖过程中，如发现地下水丰富、岩石的裂隙较多、层理节理发育，就应当进行帷幕灌浆，可以有效减少漏水、透水现象发生，但在进行爆破开挖时不排除会出现漏水、透水现象。若出现，将及时进行导流、抽水，分区轮流作业，确保施工的正常进行。爆

12、破警戒由公安、现场业主、项目部领导和爆破公司有关领导组成，人员35人。负责爆破施工的组织指挥，协调各方面关系。安全警戒范围及信号规定（1）爆破时间爆破时间：中午：12：:0012:30下午：17:0018:00，同时根据进度进行爆破时间调整。（2）警戒范围按照国家爆破安全规程（GB6722-2003）规定，安全警戒距离为200m。根据本工程特点、周围环境情况、爆破方式及防护措施，确定安全警戒距离为50m以外，爆破设立5个安全警戒点，每个点派2名警戒人员。警戒人员穿戴明显标志，在交通路口用黄色条幅拦住过往的车辆和行人。最终的警戒方案根据爆破安全规程的规定由当地公安部门负责制定并组织实施。（3）信

13、号规定：信号为口哨。第一次信号：警戒。此信号在爆破准备工作全部完成，警戒人员到位，警戒线内的人员车辆撤离后，由现场指挥长发出。警戒信号发出后，各警戒点警戒人员进一步检查人员撤离情况，确认无问题后，向指挥员报告。点火站人员确保起爆线路保持良好状态，并作好点火准备。第二次信号：起爆。此信号在各警戒点报告后，指挥长确认警戒线内人员、车辆全部撤离后发出。起爆信号发出后，点火站火手立即充电，完成后向指挥长报告“充电完毕”。指挥长再口头下达起爆命令，点火手按电钮起爆。第三次信号：解除警戒。起爆后，爆破技术人员迅速检查爆破效果。确认无安全隐患时，向指挥长报告。指挥长发出解除警戒的信号。爆破时信记号规定见表5

14、.1。表5.1爆破信记号表信号种类警笛（哨声）指令发出人主要工作预告信号第一次指挥长警戒就位，交通管制起爆信号第二次指挥长点火起爆解除警戒信号第三次指挥长警戒撤离爆破警戒区域示意图如图5.1民宅rk50mFr工作井图5.1安全警戒示意图隧道施工组织设计和施工技术方案施工方案6.1.1总体施工方案概述施工方案制定原则为安全、优质、快速完成本工程，本着以下原则制定施工方案，确保合同工期并力争提前。（1）同时开挖，根据均衡生产的原则合理安排作业时间。（2）按照设计规划，根据地质条件，以保持围岩稳定为原则，采用风动凿岩机全断面开挖，被复混凝土采用全断面整体被复施工。（3）全面规划，以开挖及永久支护施工

15、为重点，各工序施工互相衔接，灵活、科学地安排施工程序。（4）采用大断面开挖，发挥机械化施工的效率。（5）尽量创造条件，进行立体交叉平行流水作业，加快施工进度。总体施工方案概述本工程同时进行开挖施工，工作井开挖施工完成后，在工作井中同时向两个方向进行掘进施工，渣土运到工作井中央。然后采用桁吊将渣土运出工作井外。隧道开挖采用风动凿岩机钻孔，装载机运渣的全断面施工。掘进工艺：YT-28凿岩机凿眼装药爆破通风防尘排险一一ZL30装载机装岩一一汽车运碴至碴场。炮孔布置的要求、方法和原则对于隧道掘进爆破，要想取得良好的爆破效果，除需要合理确定爆破参数外，为保证钻孔爆破的效率（进度）、质量和安全，尚需正确布

16、置各类炮孔。炮孔布置的要求（1）有较高的炮孔利用率；（2）先爆炮孔不破坏后续爆炸的炮孔，不影响其内装药的爆轰稳定性；（3）爆破的块度均匀，大小符合装载要求，大块率低；（4）爆堆集中，爆堆高度和宽度符合要求；（5）飞石距离小，不破坏支架和其他设备；（6）爆后断面和轮廓符合设计要求：爆后半孔率高，无欠挖或过量超挖，壁面平整并能保持隧道围岩本身的强度和稳定性；（7）便于钻孔，并尽可能减少钻孔机械和设备的移动。炮孔布置的方法和原则（1）周边孔通常按光面爆破布置（除特殊情况外，不包括底板孔）。原则上，周边孔应布置在设计轮廓线上，但为了钻孔方便，孔口通常布置在距开挖断面轮廓线边缘100-250mm处，炮孔

17、向外（向上）偏斜一定角度，其偏斜又称为外甩角，根据炮孔深度来调整（一般为3-5），在中硬岩石中，炮孔底部落在设计轮廓线外不超过100mm。在松软岩石中则不必倾斜，孔底距轮廓线的距离与孔口相同。周边孔的孔口间距通常取50-100cm,在拱形坑道的转角处，炮孔要密一些，孔间距取小值。最小抵抗线应从孔底算起。采用普通光面爆破时，周边孔深度不应大于辅助（扩大）孔深度。全断面掘进时炮孔数目较一般爆破约增加15-20%。炮孔填塞长度至少20cm、（2）掏槽孔对于掏槽孔，要注意选择适当的掏槽方式和掏槽位置。掏槽位置会影响岩石的抛掷距离和破碎程度，也会影响炮孔的数目，掏槽位置通常安排在断面中央偏下。除断面很大

18、外，在槽洞和底板孔之间一般不再布置扩大孔。直孔掏槽面积（包括辅助掏槽孔）通常占巷道总断面积的5%-10%；楔形掏槽面积占巷道总断面积的10%-20%。掏槽孔应比其他炮孔深10%-25%。装药系数亦应比其他炮孔大。（3）辅助（扩大）孔周边孔和掏槽孔布置好后，再布置辅助（扩大）孔。辅助（扩大）孔以槽洞为中心层层布置，钻孔方向垂直于开挖断面。辅助（扩大）孔的间距一般取40-80cm。隧道掏槽孔可采用桶式掏槽和楔型掏槽，桶式掏槽布置不仅有效控制掏槽效果，也能保证施工小断面的要求，掏槽孔布置如图6.1；楔型掏槽常用于中等硬度以上的均质岩石，断面尺寸较大的隧道掘进爆破，本工程尽可能采用楔型掏槽，楔型掏槽掘

19、进爆破炮孔布置如图6.2。1500*0装药炮不装药扎图6.1桶式掏槽孔示意图图6.2隧道断面炮孔布置图依据掏槽孔和周边孔布置方式，考虑辅助孔和底眼的布置时，总的原则是尽量减少眼数，使炮孔均匀布置在被爆岩体中、光爆层的厚度均匀和起爆顺序。辅助孔与掏槽腔的距离以不大于掏槽空腔直径为宜，辅助孔彼此的眼间距可为距掏槽空腔距离的11.5倍。控制周边孔抵抗的二圈眼眼距不宜过大，一般为周边孔抵抗线的大小或稍大于抵抗值，以保证周边孔爆破形成断面的规整。（2）爆破工作：采用分簇并联的起爆方式，其操作程序是：炮孔吹净后，将药卷与带有导爆管雷管的药卷按要求装入炮孔中，并填好炮泥，将10-15个导爆管雷管集中为一簇，

20、用毫秒一段导爆管雷管过桥，用击发针起爆。（3）通风：采用大功率通风机、大口径软管压入式通风，“经络”网状通风系统。（4）出碴运输：采用无轨运输出碴，用装载机铲运至工作井中央，再用桁吊运至工作井外，用自卸汽车运输至业主指定的位置。（5）支护：支护设计为水泥砂浆锚杆挂网喷混凝土支护，喷射混凝土采用湿喷工艺，喷射时分段、分部、分块，按先墙后拱，自下而上地进行，钢筋网采用现场铺挂的方法。（6）被复：被复采用钢筋支撑体系。混凝土采用搅拌站拌合，混凝土运输车运输混凝土，混凝土输送泵泵送入仓。施工程序开挖方案开挖断面尺寸（宽X高）6.2mX7m，采用4台风动凿岩机全断面开挖，直接用装载机装载运卸；桁吊将渣土

21、运至工作井外。6.2.2支护施工方案喷混凝土设计部分采用喷射混凝土作为永久支护，喷射混凝土前将岩面冲洗干净，喷层与岩石、钢筋网之间要有良好的粘结。混凝土喷射采用混凝土喷射机，采用湿式喷混凝土工艺施工，混凝土在洞外搅拌站拌合，运输车运至工作面。钢筋网为保证钢筋网铺设平顺，施工中采用现场铺设的方式，钢筋网与锚杆头焊接牢固。砂浆锚杆施工方案锚杆设计为砂浆锚杆，梅花形布置，锚杆采用HRB335钢筋制作，砂浆强度等级为M25，锚杆的砂浆保护层厚25mm。根据洞身跨度及施工条件，锚杆采用YT28手持式风动凿岩机钻孔，钻孔时保证锚杆的方向垂直于岩面，深度和间距准确，孔深偏差50mm，孔径上锚杆直径+16mm

22、。孔眼在注浆前必须清理干净，采用先注浆后插锚杆的施工工艺。防排水系统施工方案防排水系统施工时以排为主，防、截、排、堵相结合，因地制宜，综合治理，施工中主要采取以下措施，达到不滴水，不渗水。顶拱的排水：顶拱上的水通过拱肩排水孔排至墙外侧排水沟，经墙脚外排水沟，流入排水系统。多道防线，不留隐患。对洞身内衬结构采用外包聚氨脂防水涂料和氯化聚乙烯卷材防水层，避免水汽对衬套的渗透；被复混凝土均为掺入CSA的抗渗混凝土，抗渗等级0.8MPa,形成了结构防水的多道防线。在施工缝处采用遇水膨胀型氯丁橡胶片止水带。混凝土工程施工方案混凝土施工采用钢筋定型或组合钢模板施工，混凝土采用拌合站拌合，采用混凝土运输车运

23、输，混凝土泵泵送入仓，插入式振捣器振捣。6.3开挖方法开挖采用风动凿岩机钻孔，采用全断面开挖。侧墙和拱顶开挖采用光面爆破技术，选择2号岩石乳化炸药。同时，为减轻对围岩的扰动，严格控制装药量，多打孔，放小炮。施工过程中根据地质条件及爆破效果动态调整爆破参数，严格控制超挖避免出现欠挖开挖过程中如遇到围岩破碎地段，根据设计要求采用锚杆挂网喷混凝土支护。6.3.1开挖的工艺流程6.3.2光面爆破工艺措施。搞好光面爆破主要控制好“三度”，即周边孔的密度、周边孔的角度、周边孔的深度。6.3.3爆破施工工艺6.3.4爆破施工要点(1)放样布孔控制测量采用全站仪作导线控制网，施工测量采用全站仪配合激光定位仪准

24、确绘出开挖轮廓线及周边孔、辅助孔和掏槽孔的位置，并用红铅油标出炮孔，严格控制开挖边线。在洞室转折点处埋设中线桩，设置临时水准点。每次放线时，对上次爆破效果检查一次，并及时将结果告知技术主管和爆破人员，技术人员对测量数据进行计算机分析，修正爆破参数，以达到最佳爆破效果。测量作业由专业测量班人员认真实施，每个月进行一次测量检查、复测，确保测量控制工序质量。(2)定位开孔按炮孔布置图正确钻孔。对于掏槽孔和周边孔的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差控制在30mm以内。钻孔由专业钻孔操作技工严格按照钻爆设计图进行钻孔作业，特别是周边孔和掏槽孔位置、间距和数量，未经主管技术工程师许可不得随意改动。各钻孔操

25、作工分区、分部位定人定位施钻，实行严格的钻孔工作业质量经济.责任制。准确定位风动凿岩机钻杆，周边孔在断面轮廓线上开孔，周边孔和掏槽孔孔位偏差不大于50mm，炮孔方向水平，不得相互交错。为保证本工程光面爆破的质量，严格控制钻孔深度和精度，同类炮孔钻进深度要达到设计要求，眼底保持在一个铅垂面或水平面上，保证施工安全。在工程施工时严格执行规范标准和设计要求。质量检验标准见表。类别对比项汁、规范质量标准幵挖表观察岩体表面圆顺平整超、欠挖情况超挖量15mi以内，无欠挖半眼痕保存率坚硬岩石80%中硬岩石70%软岩50%清孔装药前，用由钢筋弯制的炮钩和小于炮孔直径的高压风管输入高压风将炮孔石屑刮出和吹净。装

26、药.分片分组按炮孔设计图确定的装药量自上而下进行装药，雷管“对号入座”。所有炮孔均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于200mm(泡泥专门制作)。联结起爆网络采用复式起爆网络，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时注意：导爆管不能打结和拉细；各炮孔雷管连接次数相同；引爆雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端100mm以上处。网路联好后，专人负责检查。瞎炮的处理发现瞎炮，首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可；但此时的接头尽量靠近炮孔。如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则参照爆破安全规程有关条款处理。爆破振动要求每次爆破均采用合格的仪器，组织监控量测人员和资料

27、分析人员检测并记录振动情况及空气增压情况，调整爆破作业参数，使振速不超过允许值，防止开挖失稳。对于新浇混凝土的震速要求，不得超过列表规定值。合同图纸中规定禁止爆破的地方严禁爆破。有关记录资料随时提供监理工程师检查。新浇筑混凝土震速要求表混凝土龄期(h)震速限值(mm/s)12246.25244812.548120256.4施工辅助作业6.4.1辅助设施的洞内布置洞内风水电等辅助设施布置见图所示。施工时，充分利用设计的排水沟，将水引至洞口集水井内，经沉淀池沉淀、净化处理后流入自然沟排走。在开挖工作面，利用水泵及时将水排至就近的排水沟内。6.4.3施工通风与降温除尘隧道断面中等有转折点，风要从竖井中排出。所以如何设计和布置好洞内施工通风，加快施工废气的排出速度，有效的降低洞内空气中粉尘的含量，控制好洞内空气的温度，为施工人