石方路堑爆破施工技术

浅谈石方路堑爆破施工技术工程概况该工程地处xx市xx县xx镇，地形复杂、沟壑发达、山体陡峭，该工程岩石地质主要有寒武系灰岩和薄层泥质页岩组成，除地表土及较弱风化层外，岩体主要是结构整体性强、中等硬度的石灰岩，岩石结构整体性好，裂缝不发育，晶体细密，硬度系数f=12～14。爆破方案的选择爆破方案选择原则：减少震动、杜绝飞石，减少冲击波对环境的破坏，避免因爆破对正常生活及国王人员或车辆的威胁，保证施工人员的人身安全。2、爆破方案：2.1、根据周围环境情况，决定采用“松动爆破”及“加强松动爆破”方案，即：施爆区距离村庄50米范围内采用“浅孔”松动控制爆破，加强覆盖防护，采用“毫秒微差”起爆技术，以减少震动，控制飞石；距离村庄50米以外采用深孔“加强松动爆破”，采用排间“毫秒微差”起爆技术，根据路堑开挖深度不同，采用浅孔何深孔爆破相结合。2.2、为减少爆破地震波对周围环境的影响，采用“排间毫秒微差起爆系统”，微差时间为50ms，以控制单响最大药量；边坡采用“预裂爆破”和“光面爆破”技术，以减少边坡超挖或欠挖。2.3、深孔爆破部分，采用“宽孔距、小抵抗线”的布孔方法，以降低大块率，从而减少二次破碎，炮孔采用梅花型布置如下图：炮孔装药结构图：堵塞装药设计平面超深三、爆破参数的选择1、深孔爆破：1.1、炮孔直径：自行履带式潜孔钻钻机，炮孔直径D=90mm1.2、炮孔深度：为使爆破后不留根底，炮孔深度应大于台阶高度，炮孔超深选择以下公式：h=（0.15～0.35）W1式中：h—炮孔超深，m；W1—底盘抵抗线，m；本工程选取h=0.25W1。1.3、底盘抵抗线：W1=-q1（k-p）+[q12（k-p）2+4q1mqH2]1/2/2qmH式中：W1—底盘抵抗线，m；q1-每米炮孔装药量，kg/m；k-堵塞系数，k=l2/W1≥0.75；p-超深系数，p=0.15～0.35；m-炮孔邻近系数，m=a/W1≤1.3；q-单位炸药消耗量，kg/m3；H-台阶高度，m。本工程爆破孔径D=90mm，装药密度Δ=0.94g/cm3，每米炮孔装药量q1=6.25kg/m，堵塞系数k=0.85，超深系数p=0.25，炮孔邻近系数m=1.1，单位炸药消耗量q=0.31kg/m，台阶高度H=8.7米，则，代入上面公式计算得W1=3.7m，取3.5m。1.4、炮孔间距：a=1.1W1=1.1×3.5m=3.85m，取3.8m。1.5、炮孔排距：b=0.866a=3.29m，取3.3m1.6、炮孔深度：l=H+h=8+（0.25×3.7）=8.93m，取8.9m1.7、单孔装药量：第一排：Q=qW1aH，式中：Q-单孔装药量，kg；q-单位炸药消耗量，kg/m3，取0.31kg/m3，经试爆后适当调整；W1—底盘抵抗线，m；a-炮孔间距，m；H-台阶高度，m。Q=qW1aH=35kg二排后：Q=qkabH式中：Q-单孔装药量，kg；q-单位炸药消耗量，kg/m3；k-系数，k=1.1；a-炮孔间距，m；b-炮孔排距；H-台阶高度，m。Q=qkabH=0.35×1.1×3.8×3.3×8.7=42kg缓冲爆破：药量比主孔少一半，即21kg1.8、装药结构：、主爆孔：每个炮孔设置一个由1枚非电毫秒延时雷管和450g管状硝铵炸药组成的起爆药包，置于装药顶端的第二药包位置，正向起爆，散装耦合装药结构，除装药外的炮孔部分，使用岩屑进行填塞，直至填平炮口。、缓冲孔：采用管状硝铵不耦合装药结构，每个炮孔设置一个由1枚起爆药包（1枚非电毫秒延时雷管和450g管状硝铵炸药），将其置于装药顶端的第二药包位置，正向起爆，余孔使用岩屑进行填塞，填塞长度同主炮孔。2、预裂爆破2.1、炮孔直径：D=90mm2.2、炮孔深度：l=H+h=8+0.9=8.9m，边坡坡比为1:1,故倾斜角α=63°，l=8.9/sin63°=10m2.3、炮孔间距：a=（7～2）d，式中：d-炮孔直径，m；a=（7～2）d=（7～2）×0.09=0.63～1.08m，取0.8m2.4、线装药密度：选用武汉水利电力学院提出的公式：Q线=0.127[σ压]0.5[a]0.84[d/2]0.24式中：Q线-线装药密度，kg/m；σ压-岩石的极限抗压强度，Mpa；炮孔间距，m；b-炮孔排距，m。通过计算Q线=0.316～0.387kg/m，取平均值0.352kg/m。2.5、装药结构：采用不耦合装药，将炸药卷绑扎在竹片上，竹片置于炮孔的下侧基，而且将炸药卷分散间隔布置。同时，将药卷按照一定距离绑扎在导爆索上，间隔控制在20～30cm。炮孔底部0.6米为加强装药段，装药量为正常药量的3倍，即线装药密度为0.948～1.161kg/m；中部为正常装药量段，顶部1米为减弱装药段，装药量为正常装药量的0.5倍。炮口堵塞长度为1.5m。3、浅孔爆破：3.1、炮孔直径：D=38mm3.2、台阶高度：平均高度按H=3.5m考虑3.3、最小抵抗线：W=1.4m3.4、炮孔间距：a=1.2W=1.68m，取a=1.7m3.5、炮孔排距：b=0.82a=1.39m，取b=1.4m3.6、炮孔深度：l=H+h=3.5+0.5=4m，3.7、单孔装药量：Q=qabH=310×1.7×1.4×3.5=2.58kg4、二次破碎浅孔爆破因为二次解体破碎、刷坡、清底进行浅孔爆破时，大部分为单孔爆破，只需要计算单孔装药量即可。Q=qv式中：Q-单孔装药量，g；q-单位炸药消耗量，g/m；v-岩块体积，m3以上公式计算出的为只有一个自由面的单孔装药量，当岩块具有两个以上自由面时，每增加一个自由面，单孔装药量应减少15%。四、安全验算震动强度验算各类建筑物所允许的爆破安全震速值如下：结构形式安全震速Ｖ（ccm/s）土坯结构１.０砖结构２.０～３.０钢筋混凝土结构构５.０计算公式：Ｖ＝Ｋ（Ｑm/Ｒ）a式中：Ｖ－质点垂直振速，cm/s；Ｑ－一次起爆最大装药量，kg；Ｒ-从测点到爆破中心的距离，m；m-装药指数，国内多采用1/3；K-与爆破场地条件有关的系数；与地质条件有关的系数。2、爆破空气冲击波的超压验算炸药在岩石中爆破时，空气冲击波的强度取决于一次爆破的装药量、传播距离、起爆方法和堵塞质量；冲击波波峰压力的大小与装药量和传播距离间的关系可以用下式来表示：P=HQβ/3/R式中：H-与爆破场地条件有关系数，主要取决于药包的堵塞条件和起爆方法，参见下表；β-空气冲击波的衰减指数，参见下表；爆破条件Hβ毫秒起爆即发起爆毫秒起爆即发起爆炮孔爆破1.431.55破碎大块时的炮炮