爆破工程課程設計

1、課 程 設 計 任 務 書一設計目的與要求爆破工程是道路與橋梁工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課，本課程設是在學生學完該課程后進行的，該課程設計對學生將來從事的工作有重要意義，使學生在將來的工作崗位上能否勝任有關工作的關鍵，為了使道路與橋梁工程的學生更好適應工作的需要，所以進行該課程設計。二課程設計專題 露天硐室爆破三課程設計資料某地有一荒山，周圍地形平坦，擬采用爆破方法進行整平，荒山如圖所示，臺階高28米，坡面角65°，巖石堅硬系數(shù)為68。距爆破地點約1000米外有一座鋼筋混凝土橋梁。四課程設計內(nèi)容 1. 爆破設計方案 2. 爆破參數(shù)選擇 3. 裝藥量計算 4. 藥室及導硐布置 5.

2、起爆網(wǎng)路設計 6. 爆破安全距離計算 7. 爆破施工組織 8. 主要施工簡圖繪制五課程設計要求 該設計采用理論實踐相結(jié)合的方法，要求學生完成設計后掌握下列知識：1. 掌握工程爆破設計的基本程序2. 掌握工程爆破的土石方計算3. 掌握工程爆破的鑿巖設備的選擇4. 掌握工程爆破的爆破方案的選擇5. 掌握工程爆破的爆破器材的選擇與使用方法6. 掌握工程爆破中各種爆破方法的參數(shù)選擇與計算7. 掌握工程爆破中的安全操作規(guī)定8. 掌握工程爆破中的安全距離的計算六參考文獻 1戴俊.爆破工程M.北京：機械工業(yè)出版社，2007. 2楊守中.爆炸基本原理M.北京：國防工業(yè)出版社，1988. 3秦明武.控制爆破M.

3、北京：冶金工業(yè)出版社，1993. 4高爾新，楊仁樹.爆破工程M.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，1999. 5中華人民共和國國家標準GB67222003.爆破安全規(guī)程S.北京： 中國標準出版社，2004.七課程設計時間 2008年12月23日-2009年1月3日目 錄一 工程概況、環(huán)境與技術要求 4二 爆破設計方案選擇 5三 爆破參數(shù)選擇與裝藥量計算 6 1.裝藥量計算 6 2.藥包間距計算 6 3.延時時間確定 6 4.爆破漏斗計算 7四 藥室及導硐布置 8 1.導硐設計 8 2.藥室設計 9 3.硐挖工程量 9五 裝藥、填塞和起爆網(wǎng)路設計 10六 爆破安全設計 11 1.爆破振動的安全距離 11

4、 2.個別飛石的安全距離 12 3. 爆破沖擊波的安全距離12七 施工組織設計 13八 爆破預期效果 14九 附圖 一工程概況、環(huán)境與技術要求1設計依據(jù)：根據(jù)中華人民共和國爆破安全規(guī)程（GB67222003）規(guī)程要求，結(jié)合本工程實際情況進行設計方案制作。2技術要求：（1）破碎質(zhì)量好，塊度均勻，基本無大塊；（2）爆破地震、噪聲沖擊波和飛石危害較小。3基本概況：本工程施工初始階段需進行場地平整，地基以上部分土巖需進行爆破開挖，本工程應用了硐室爆破技術進行爆破作業(yè)。爆區(qū)面積約1800，高約28m，形狀較規(guī)則，坡度角約為65°。爆破巖石多為砂巖、頁巖質(zhì)砂巖，少部分含有花崗巖等堅硬巖石，堅固性

5、系數(shù)f=68。4周邊環(huán)境：爆區(qū)周邊環(huán)境情況比較簡單，四周幾乎都是荒地，但在距爆區(qū)約1000m外有一座鋼筋混凝土橋梁，安全控制時需加以考慮。二爆破設計方案選擇1爆破類型：由于本工程為開挖大量土石方的工程，因此首先考慮采用集中或條形裝藥的硐室爆破。而集中藥包適用與各種地形條件下的硐室爆破，隨意性較強，尤其適用于定向爆破中的地形改造，因此采用集中藥包爆破。按爆破的作用又可分為：（1）松動爆破。爆破僅僅使巖石松動、破碎，而破碎巖塊不產(chǎn)生拋擲的爆破。松動爆破的炸藥單耗小，能有效控制爆破的堆積范圍和飛石距離，爆破有害效應小。（2） 拋擲爆破。爆破作用范圍內(nèi)的巖石不僅破碎，而且部分破碎小塊被拋擲出爆破漏斗以

6、外，以減少土石方裝運工作量。經(jīng)綜合考慮分析，采用集中藥包的加強松動和拋擲爆破。2起爆方式：在工程爆破中的起爆方法應根據(jù)環(huán)境條件、爆破規(guī)模、經(jīng)濟技術效果、是否安全可靠以及仍掌握起爆操作技術的熟練程度來確定。通?？煞譃橐韵聨最惼鸨绞剑海?）導火索起爆：優(yōu)點：操作方便、機動靈活、不需復雜電氣線路；缺點：勞動條件差、安全性較差。（2）導爆索起爆：優(yōu)點：操作技術簡單、安全性較高、穩(wěn)定性較好；缺點：起爆成本較高、噪聲較大。（3）導爆管起爆：優(yōu)點：操作簡單、使用安全、運輸安全；缺點：爆破時有較大沖擊波，有一定危險。（4）電力起爆法：優(yōu)點： 可靠性、準確性、安全性較高，爆破效果好；缺點：起爆要求較高，看雜散

7、電流能力弱。 起爆網(wǎng)路是硐室爆破保證安全起爆，達到設計要求的關鍵。爆破安全規(guī)程（GB67222003）規(guī)定，硐室爆破必須采用復式起爆網(wǎng)路。經(jīng)綜合考慮分析，采用復式起爆網(wǎng)路方式起爆。三爆破參數(shù)選擇與裝藥量計算1裝藥量計算：加強松動和拋擲爆破 集中藥包裝藥量為Q Q=eqW3（0.4n+0.6n3）式中 Q裝藥量（Kg）； e炸藥換算系數(shù)，采用2號巖石炸藥，e=1.1； q標準拋擲爆破單位體積炸藥消耗量（Kg/m3）； W最小抵抗線（m）； n爆破作用指數(shù)。單耗選擇（q） 由巖石的堅固性系數(shù)f=68 查下表 取q=1.35。f34466881212141416Q1.11.21.11.31.31.4

8、1.41.61.61.71.71.8最小抵抗線取決于爆破規(guī)模和爆破地形，取16m。由爆破工程表6-6查得 n=1.0。則，Q=1.1×1.35×163×（0.4+0.6）=6082.56Kg2藥包間距計算：集中藥包間距a藥包間距根據(jù)最小抵抗線和爆破作用指數(shù)確定。a=0.5W（1+n）=0. 5×16×（1+1.0）=16m3延時時間的確定 合理的延時爆破設計應同時考慮延時時間間隔和起爆順序、藥包之間的相對位置、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖土松散系數(shù)和工程經(jīng)驗等因數(shù)，并依據(jù)現(xiàn)有爆破器材合理搭配。硐室爆破藥室之間起爆時間間隔按表選取。硐室型號最小抵抗線/m同排相鄰

9、間隔/ms前后排間隔/ms大型硐室爆破>1530>5080>100300中性硐室爆破815>2550>30110小型硐室爆破58>1025>3575爆破規(guī)模與時間間隔的關系所以同排相鄰時間間隔為 55 ms 前后排時間間隔為 120 ms4爆破漏斗計算：（1）壓碎圈半徑Ry 集中藥包為Ry=0.062式中 Q集中藥包裝藥量（Kg）； 巖石壓縮系數(shù)； 裝藥密度（Kg/ m3）；巖石壓縮系數(shù) 當=f×10=6080時 取=10土巖類別粘土堅硬土松軟巖軟巖堅硬巖單軸抗壓強壓強度56820305060以上壓縮系數(shù)250150502010一般袋裝硝銨炸

10、藥取=0.8 Kg/m3則，Ry=0.062×（6082.56×10/0.8）1/3=2.63m（2）爆破漏斗下破裂半徑R對于斜坡地形R=W則，R=22.63m（3）爆破漏斗上破裂半徑R對于斜坡地形R=W對于中硬巖石=1+0.016（/10）3=1+0.016（65/10）3=5.39則，R=（1+5.39×1.02）1/2×16=40.45m（4）可見爆破漏斗深度P平坦地面拋擲爆破 P=0.33W（2n1）則，P=0.33×16×（2×1.01）=5.28m四藥室及導硐布置1導硐設計連通地表與藥室的井巷稱為導硐。導硐一般分

11、為平硐與立井兩類，考慮到工程實際，采用平硐方式。導硐的布置原則是：（1）平硐與藥室之間要有橫巷連接，橫巷的方向與主硐垂直，長度不小于5米，以保證堵塞效果。（2）平硐掘進超過20米時，應采用機械通風。平硐設計應考慮出碴和排水，由硐口向里應打成3%5%的上坡。（3）硐口位置應盡量避免正對建筑物，并應選擇在運輸方便的地方。（4）導硐的斷面尺寸應根據(jù)藥室的裝藥量、導硐的長度及施工條件等因素確定，以掘進和堵塞工程量小、施工安全方便及工程速度快為原則。爆破安全規(guī)程（GB67222003）規(guī)定：平硐設計開挖斷面不宜小于1.5m×1.8m，導硐斷面尺寸表如下基本條件平硐/m2橫硐/m2高×

12、寬高×寬藥室裝藥量大，機械鑿巖2.4×2.02.4×1.8藥室裝藥量大，人工開挖1.8×1.61.5×1.2藥室裝藥量小，人工挖運1.5×1.21.3×1.0經(jīng)綜合考慮分析，導硐采用平硐形式斷面尺寸為1.6m×1.8m橫巷尺寸為1.6m×1.8m，長度為15m平硐掘進進深15m2藥室設計集中藥包的藥室設計 藥室容積為Vk Vk=KvQ/0式中 Vk藥室開挖體積（m3）； Q裝藥量（Kg）； 0裝藥密度（Kg/m3）； Kv藥室擴大系數(shù)。藥室有支護和袋裝時Kv=1.42號巖石硝銨炸藥密度取1000Kg/m3

13、則，Vk=1.4×6082.56÷1000=8.5m3藥室形狀主要根據(jù)裝藥量的大小確定，當裝藥量小于50t時，通常開挖成正方形或長方形，藥室高度24m，長寬尺寸按裝藥量要求設計，當裝藥量大于50t時，考慮到藥室跨度太大不安全，常開鑿成T字形、十字形、回字形、日字形等形狀。經(jīng)綜合分析考慮，藥室可設計成1.8m×2.4m×2m=8.64m33硐挖工程量（1） 藥室體積V1=8.64×2=17.28m3（2） 平硐體積V2=1.6×1.8×15=43.2m3（3） 橫巷體積V3=1.6×1.8×15（1.6&#

14、215;1.6×1.8）=38.59m3則，硐挖總體積V=V1V2V3=17.2843.238.59=99.07m3五裝藥、填塞和起爆網(wǎng)路設計1裝藥結(jié)構(gòu)及防水防潮 采用耦合裝藥的結(jié)構(gòu)形式，即炸藥直徑與炮孔直徑相同，炸藥與炮孔壁之間不留間隙。這樣能降低炸藥消耗量和增大拋擲距離。若藥室?guī)r壁有滲水、滴水情況，先在洞底埋設導管將滲水引出洞外；后在藥室底部積水部位墊放木板，滲水的巖壁及底部均以彩條布覆包炸藥，以起到防潮作用。2炮孔的堵塞 在標明的封堵段內(nèi)用編織袋裝砂土或粘土，按由里向外的順序進行封堵。封堵的堵塞高度必須達到洞頂，以確保設計封堵段堵塞密實；并注意保護好起爆網(wǎng)路。填塞料用開挖導硐和

15、藥室時的棄渣，或外運碎塊砂石土，藥室口采用裝有砂、碎石的編織袋堆砌。3起爆網(wǎng)路的敷設 由于毫秒爆破有破碎效果強、巖石爆破塊度小、拋擲距離小、爆破時震動作用小以及裝巖效率高等等優(yōu)點，因此采用毫秒爆破。兩藥室之間以串聯(lián)網(wǎng)路連接，主導爆索由電雷管引爆。硐內(nèi)傳爆采用兩套獨立的起爆網(wǎng)路，網(wǎng)路主導爆索由雙股導爆索串聯(lián)形成；并分別在兩套傳爆網(wǎng)路上以串聯(lián)形式捆綁聯(lián)結(jié)發(fā)導爆管毫秒延期雷管，以實現(xiàn)各段的毫秒微差延時，控制單響藥量；藥室各起爆體均以雙向?qū)П髋c主導爆索順向聯(lián)結(jié)。六爆破安全設計1 爆破振動的安全距離為了避免爆破振動對周圍建筑物產(chǎn)生破壞性的影響必須計算爆破振動的危險半徑，如果建筑物位于危險半徑以外，是安

16、全的。爆破振動安全距離 Ra=（K/Va）1/Q1/3式中 K與爆破場地條件有關的系數(shù)； Va安全允許振速（cm/s）； 與地質(zhì)條件有關的系數(shù)； Ra爆破振動安全距離（m）； Q一次爆破允許的最大起爆藥量（Kg）。兩個藥室所起爆藥量Q=6082.56×2=12156.12Kg系數(shù)K、的選取 依據(jù)下表巖 性堅硬巖石中硬巖石軟巖石K501501502502503501.31.51.51.81.82.0取K=200 =1.6對于鋼筋混凝土橋梁 取Va=4 cm/s則，Ra=（200/3）1/1.6×（12156.12）1/3=317.3m所以，爆破振動對建筑物的安全距離為317.

17、3m。由于安全距離為317.3m 所以對1000m外的鋼筋混凝土橋無危險。2 個別飛石安全距離在進行硐室爆破時，個別飛石的飛散距離受地形、風向和風力、堵塞質(zhì)量、爆破參數(shù)等影響。硐室爆破飛石的安全距離 Rf=20n2WKf式中 Rf個別飛石的飛散距離（m）； n最大藥包的爆破作用指數(shù)； W最大要報的最小抵抗線（m）； Kf安全系數(shù)。取n=1.0 W=16m Kf=1.5則，Rf=20×1.02×16×1.5=480m所以，個別飛散物對人員的安全允許距離為480m。3 爆炸空氣沖擊波炸藥爆炸所產(chǎn)生的空氣沖擊波是一種在空氣中傳播的壓縮波。這種空氣沖擊波具有比自由空氣更高

18、的壓力，常常也會造成爆區(qū)附近建筑物的破壞、人類器官的損傷和心理反應。爆炸空氣沖擊波對在掩體內(nèi)避炮作業(yè)人員的安全距離允許距離Rk Rk=25式中 Rk爆炸空氣沖擊波對在掩體內(nèi)避炮作業(yè)人員的安全距離允許距離； Q一次爆破總藥量（Kg）；則，Rk=25×（12156.12）1/3=575m所以，爆炸空氣沖擊波對人員的安全允許距離為575m。七爆破施工組織根據(jù)中華人民共和國爆破安全規(guī)程（GB67222003）進行以下說明：1 安全技術與防護措施 建立爆破施工安全管理機構(gòu)，建全爆破施工組織。從事爆破工施工的主要人員，應經(jīng)過爆破安全技術培訓考試合格并取得相應的作業(yè)證書；爆破員、安全員及物品管理員應由經(jīng)驗豐富的爆破人員擔任加強現(xiàn)場管理，設立專職爆破管理人員對爆破器材和火工品進行管理，檢查爆破器材和火工品，負責炸藥和雷管的驗收、發(fā)放、退庫、統(tǒng)計。爆破過程中，火工用品實行層層簽收責