深孔松動(dòng)控制爆破工法

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1原理及特點(diǎn)

深孔松動(dòng)控制爆破所以能有效地控制爆破飛石和沖擊波的產(chǎn)生，是以采取接近內(nèi)部作用藥包的裝藥量和炮孔中有足夠長(zhǎng)度、一定密實(shí)度的回填堵塞物為基本原理。爆破后的巖石僅限于開(kāi)裂、凸起、松動(dòng)，必須進(jìn)行機(jī)械化清方才能奏效。深孔松動(dòng)控制爆破能有效地控制爆破振動(dòng)效應(yīng)，確保環(huán)境的安全，基于使用塑料導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)形成孔內(nèi)外時(shí)間微差，每組炮孔或每個(gè)炮孔起爆有足夠的時(shí)間間隔，爆破振動(dòng)由單獨(dú)藥包作用，這是深孔松動(dòng)控制爆破最顯著的特點(diǎn)。

2適用范圍及技術(shù)要求

2.1適用范圍

(1)鐵路、公路擴(kuò)塹工程；(2)城市道路拓寬工程；(3)城市開(kāi)挖基坑工程；(4)復(fù)雜環(huán)境條件下石方爆破開(kāi)挖工程。

2.2技術(shù)要求

本工法在復(fù)雜環(huán)境條件下用于石方開(kāi)挖，確保周?chē)h(huán)境的安全，應(yīng)用于既有鐵路線擴(kuò)塹工程時(shí)，還要保障既有線正常運(yùn)營(yíng)。本工法的技術(shù)嚴(yán)格，要求：有效地控制爆破飛石的產(chǎn)生；控制爆破振動(dòng)效應(yīng)；爆破沖擊波；爆破后的巖石適合機(jī)械清方；在既有鐵路擴(kuò)塹爆破時(shí)，不要點(diǎn)，不封鎖。

3作業(yè)程序

3.1工藝流程圖

按圖1作業(yè)程序，自上而下、從左至右逐項(xiàng)進(jìn)行。

3.2設(shè)計(jì)與計(jì)算

深孔松動(dòng)控制爆破，是在常規(guī)深孔爆破基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種爆破新技術(shù)。其參數(shù)名稱(chēng)和設(shè)計(jì)程序等相似于深孔爆破。深孔松動(dòng)控制爆破的炮孔布置如圖2所示。W—實(shí)際抵抗線(m)；a—炮孔間距(m)；h1—底部超鉆(m)；L—炮孔深度(m)；H—臺(tái)階(梯段高度)(m)；α—臺(tái)階自由面或炮孔的傾斜角(°)圖2炮孔布置

圖1作業(yè)程序3.2.1設(shè)計(jì)程序

炮孔傾角一般為90°～60°，炸藥為硝銨炸藥，經(jīng)計(jì)算炮孔各參數(shù)之間的關(guān)系及設(shè)計(jì)程序?yàn)椋?/p>

(1)臺(tái)階(梯段)高度H≥(0.060～0.064)d或d≤(15.6～16.7)H,式中d為炮孔直徑(mm)；

(2)最大抵抗線Wmax≤(0.032～0.034)d，且Wmax≤(0.50～0.58)H；

(3)實(shí)際抵抗線W，當(dāng)H≤5m時(shí)，W=Wmax-0.05H；當(dāng)H＞5m時(shí)，W=Wmax-0.1-0.03H；

(4)炮孔底部超鉆h1=(0.2～0.3)Wmax；

(5)堵塞長(zhǎng)度h0=(0.7～1.0)W；

(6)炮孔間距a=mW=(1.0～1.25)W(式中m為炮孔密集系數(shù)，m=1～1.25)。

3.2.2藥量計(jì)算

每個(gè)炮孔裝藥量計(jì)算公式為：Q=qaWH，式中q為單位耗藥量(kg/m3)。

3.2.3起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)

擬采取塑料導(dǎo)爆管非電起爆。

3.3作業(yè)要點(diǎn)

3.3.1平整鉆機(jī)作業(yè)面

為使鉆機(jī)就位，除修工作便道外，還需平整鉆機(jī)鉆孔的作業(yè)面。臺(tái)階覆蓋層較厚時(shí)，利用推土機(jī)鏟平；覆蓋層薄且石頭凸起時(shí)，用風(fēng)槍打孔小爆破，然后用推土機(jī)推平。作業(yè)面的平整度以保障鉆機(jī)移動(dòng)和鉆孔時(shí)安全為標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.2布孔與鉆孔

首先按設(shè)計(jì)的孔距、排距布孔。對(duì)臺(tái)階面邊緣的孔，要特別注意抵抗線不要過(guò)小，以防抵抗線方向出現(xiàn)飛石。

鉆孔時(shí)要根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確?？孜弧⒎较?、傾斜角和孔深。每孔鉆完后，首先將巖石粉吹干凈，然后從孔中把鉆桿提升到孔口上，這時(shí)不要移動(dòng)鉆機(jī)，以防孔深不夠，繼續(xù)在原孔中加深鉆孔。

3.3.3裝藥與堵塞

裝藥之前，一是測(cè)量孔深，對(duì)過(guò)淺或過(guò)深的炮孔，要調(diào)整裝藥量；二是孔中水應(yīng)盡量排除干凈，否則應(yīng)裝防水炸藥?？字醒b藥要定量定位，防止卡孔。

回填堵塞的材料宜選取一定濕度的粘土。為防止卡孔，要分多次回填，邊回填邊搗固，搗固時(shí)要保護(hù)好孔中的電線或?qū)П堋?/p>

3.3.4網(wǎng)路連接與安全警戒

當(dāng)使用導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)進(jìn)行孔內(nèi)外控制微差起爆時(shí)，連線時(shí)要注意孔外串聯(lián)雷管，切忌腳踩磕碰。為保障網(wǎng)路準(zhǔn)爆，擬采取雙個(gè)雷管雙根導(dǎo)爆管。

放炮之前，人員及機(jī)械撤離到安全區(qū)，要設(shè)置安全警戒哨。對(duì)鐵路既有線擴(kuò)塹爆破時(shí)，還需準(zhǔn)備必要的搶修機(jī)具和一定數(shù)量的人員。

3.3.5爆破安全檢查

爆破之后，暫不要立即解除警戒，而要到現(xiàn)場(chǎng)查看，如發(fā)現(xiàn)啞炮，應(yīng)及時(shí)處理。

4施工組織

深孔松動(dòng)控制爆破工程實(shí)行機(jī)械化作業(yè)，人員組織要精干?，F(xiàn)以“焦枝鐵路擴(kuò)塹深孔松動(dòng)控制爆破”為例介紹施工組織。

焦枝鐵路九里山至董莊區(qū)間，有340m長(zhǎng)的石方路塹，需擴(kuò)塹建復(fù)線，爆破巖石4485m3，3個(gè)月完成。機(jī)械配備及勞力安排如下：

(1)機(jī)具設(shè)備：1200m3挖掘機(jī)1臺(tái)、潛孔鉆機(jī)1臺(tái)、空壓機(jī)(17m3/min)2臺(tái)、內(nèi)燃發(fā)電機(jī)(75kW)1臺(tái)等；

(2)勞動(dòng)組織：爆破6人；開(kāi)挖6人；運(yùn)輸6人；指揮2人。

5質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

5.1鉆孔

一般情況下，鉆孔開(kāi)口誤差控制在炮孔直徑大小，鉆孔深度誤差控制在20cm以內(nèi)。

5.2爆破安全

爆破的巖石只允許松動(dòng)開(kāi)裂，而不允許出現(xiàn)飛石，爆破沖擊波控制在確保爆區(qū)四周玻璃門(mén)窗完好無(wú)損，爆破振動(dòng)控制在安全范圍之內(nèi)。

5.3邊坡及塹底

對(duì)于擴(kuò)塹爆破，爆破后只需花費(fèi)少量人工刷坡，確保邊坡平順整齊，經(jīng)清方后塹底不出現(xiàn)石坎，平整度控制在±20cm以內(nèi)。

6安全措施

關(guān)于運(yùn)輸、使用和保管炸藥和起爆器材，除按有關(guān)爆破規(guī)定執(zhí)行外，還應(yīng)遵從作業(yè)要點(diǎn)中有關(guān)安全方面的規(guī)定。此外，還應(yīng)注意：(1)炮孔要有一定的堵塞長(zhǎng)度和加強(qiáng)回填堵塞質(zhì)量；(2)必要的防護(hù)覆蓋；(3)放炮不要點(diǎn)、不封鎖線路的注意事項(xiàng)有：①設(shè)計(jì)合理是可靠的保證；②摸清行車(chē)規(guī)律，選在行車(chē)間隔長(zhǎng)的空擋內(nèi)放炮；③做好搶修準(zhǔn)備。

7技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益

深孔松動(dòng)控制爆破，具有安全、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益尤其顯著。僅以焦枝鐵路擴(kuò)塹深孔松動(dòng)控制爆破為例，其幾項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位：除人工裝藥和刷邊坡外，機(jī)械化程度高達(dá)97%，節(jié)省5.5萬(wàn)多工日，工期提前3個(gè)月；勞動(dòng)生產(chǎn)率高，鉆爆挖裝運(yùn)工效為42m3/工日；單位耗藥量為0.15kg/m3；炮孔利用率高，主炮孔為22.