爆破課件第07章

第七章硐室爆破第一節(jié)硐室爆破特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求第二節(jié)爆破類型選擇與藥包布置方式第三節(jié)硐室爆破參數(shù)的選擇與計(jì)算第四節(jié)條形藥包硐室爆破第五節(jié)硐室爆破藥包布置第六節(jié)路塹硐室爆破設(shè)計(jì)實(shí)例第七節(jié)硐室爆破施工硐室爆破概念

硐室爆破是將大量炸藥裝入專門(mén)開(kāi)鑿的硐室或巷道中進(jìn)行爆破的方法。硐室爆破分級(jí)A級(jí)：裝藥量大于1000tB級(jí)：裝藥量在500～1000tC級(jí)：裝藥量在50～500tD級(jí)：裝藥量小于50t硐室爆破的特點(diǎn)（1）爆破方量大、施工速度快

在土石方數(shù)量集中的工點(diǎn)，如鐵路、公路的高填深挖路基、露天采礦的基建剝離和大規(guī)模的采石工程等，從導(dǎo)硐、藥室開(kāi)挖到裝藥爆破，能在短期內(nèi)完成任務(wù)，對(duì)加快工程建設(shè)速度有重大作用。（2）施工簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)在交通不便、地形復(fù)雜的山區(qū)，特別是對(duì)于地勢(shì)陡峻地段、工程量在幾千立方米或幾萬(wàn)立方米的土石方工程，由于硐室爆破使用設(shè)備少，施工準(zhǔn)備工作量小，因此具有較強(qiáng)的適用性。（3）經(jīng)濟(jì)效益顯著對(duì)于地形較陡、爆破開(kāi)挖較深、巖石節(jié)理裂隙發(fā)育、整體性差的巖石，采用硐室爆破方法施工，人工開(kāi)挖導(dǎo)硐和藥室的費(fèi)用大大低于深孔爆破的鉆孔費(fèi)用，因此，可以獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。硐室爆破的缺點(diǎn)（1）人工開(kāi)挖導(dǎo)硐和藥室，工作條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度高；（2）爆破塊度不夠均勻，容易產(chǎn)生大塊，二次爆破工作量大；（3）爆破作用和震動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)邊坡的穩(wěn)定及周圍建（構(gòu)）筑物可能造成不良影響。硐室爆破設(shè)計(jì)要求一般應(yīng)在1：500的地形圖上進(jìn)行設(shè)計(jì)；裝藥前對(duì)各主藥室應(yīng)補(bǔ)測(cè)最小抵抗線方向1：200的地形圖剖面，保證裝藥量的設(shè)計(jì)精度；《大爆破安全規(guī)程》規(guī)定：D級(jí)硐室爆破設(shè)計(jì)也應(yīng)進(jìn)行地形測(cè)量。硐室爆破設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)書(shū)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)圖紙工程概況及設(shè)計(jì)要求；爆破區(qū)地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)和環(huán)境狀況；技術(shù)特征與條件；設(shè)計(jì)方案選擇與論證；藥室及硐室布置；爆破參數(shù)選擇與計(jì)算；藥室、導(dǎo)硐開(kāi)挖設(shè)計(jì)；爆破工程量與爆破器材需要量計(jì)算；裝藥、堵塞、起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)；爆破安全距離計(jì)算；爆破施工組織；工程投資概算；主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。爆破區(qū)平面圖；藥室布置平面圖和剖面圖；藥室和導(dǎo)硐開(kāi)挖圖；裝藥結(jié)構(gòu)圖；起爆網(wǎng)路敷設(shè)圖；爆破危險(xiǎn)范圍圖硐室爆破類型的劃分標(biāo)準(zhǔn)松動(dòng)爆破減弱松動(dòng)爆破加強(qiáng)松動(dòng)爆破標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破揚(yáng)棄爆破定向拋擲爆破松動(dòng)爆破拋擲爆破按爆破目的或爆破作用劃分集中藥包條形藥包按藥室形狀劃分硐室爆破二、硐室爆破藥包布置方式平坦地面揚(yáng)棄爆破的藥包布置斜坡地形的藥包布置山脊地形的藥包布置聯(lián)合作用藥包布置定向拋擲爆破藥包布置定向拋擲爆破的原理最小抵抗線原理群藥包作用原理重力作用原理最小抵抗線原理

1.原理

單藥包爆破時(shí)，土巖向最小抵抗線方向隆起，形成以最小抵抗線為對(duì)稱軸的鐘形鼓包，然后向四方拋散，爆堆分布對(duì)稱于最小抵抗線的水平投影，在最小抵抗線方向拋擲最遠(yuǎn)。這種拋擲、堆積形式與最小抵抗線的關(guān)系，稱為最小抵抗線原理。

2.技術(shù)“定向坑”“定向中心”群藥包作用原理原理

兩個(gè)或多個(gè)并列布置的等量藥包爆破時(shí)，其中間的土巖一般不發(fā)生側(cè)向拋散，而是沿著最小抵抗線的方向拋出。根據(jù)這一規(guī)律，布置等量對(duì)稱的群藥包，可將大部分土巖拋擲到預(yù)定地點(diǎn)，這種布置藥包的設(shè)計(jì)方法，稱為群藥包作用原理。

重力作用原理原理在陡峭、狹窄的山間，定向爆破可以不使用拋擲爆破方法，而是布置松動(dòng)爆破藥包，將山谷上部巖石炸開(kāi)，靠重力作用使爆松的土巖滾落下來(lái)，形成堆石壩體。實(shí)踐表明，用這種方法筑成的壩體不會(huì)拋散，經(jīng)濟(jì)效果較好。這種利用重力作用的爆破方法，也稱為崩塌爆破。正常松動(dòng)爆破使用條件：在解理裂隙發(fā)育，可以保證爆巖大塊率較低的地方，宜采用松動(dòng)爆破；在爆巖可以靠重力作用滑移出爆破漏斗的陡坡地段，也可采用松動(dòng)爆破。主要參數(shù)及優(yōu)點(diǎn)：一般藥包的最小抵抗線小于15～20m；單位耗藥量應(yīng)在0.5kg/m3左右、爆堆集中；對(duì)爆區(qū)周圍巖體破壞較小。加強(qiáng)松動(dòng)爆破使用條件

當(dāng)藥包的最小抵抗線大于15～20m時(shí)，為了充分破碎礦巖和降低爆堆高度，采用加強(qiáng)松動(dòng)爆破。單位耗藥量

單位耗藥量為0.8～1.0kg/m3拋擲爆破拋擲爆破的類型加強(qiáng)拋擲爆破n>1標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破n=1減弱拋擲爆破1>n>0.75應(yīng)用條件

根據(jù)地面坡度的不同，拋擲爆破的爆破作用指數(shù)一般在1～1.5之間，拋擲率為60%左右。凡條件允許布置拋擲藥包，能將部分巖石拋出爆區(qū)者，應(yīng)考慮采用拋擲爆破方案。拋擲爆破對(duì)路塹邊坡的穩(wěn)定性有較大影響，因此，在較陡的地形條件下，用加強(qiáng)松動(dòng)爆破也能將大量巖石拋出時(shí)，就不應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破或加強(qiáng)拋擲爆破。揚(yáng)棄爆破概念

在平坦地面或坡度小于30°的地形條件下，將開(kāi)挖的溝渠、路塹、河道等各種溝槽及基坑內(nèi)的挖方部分或大部分揚(yáng)棄到設(shè)計(jì)開(kāi)挖范圍以外，基本形成工程雛形的爆破方法，稱為揚(yáng)棄爆破。使用條件揚(yáng)棄爆破的爆破作用指數(shù)大，拋擲率一般在80％左右。在平坦地面，當(dāng)爆破作用指數(shù)n=2時(shí)，拋擲率為83％，單位耗藥量在1.4～2.2kg/m3之間。定向拋擲爆破概念利用爆炸能量將大量土石方按照指定方向，拋擲到一定位置并堆積成一定形狀的建筑物的爆破方法，稱為定向拋擲爆破。原理最小抵抗線原理群藥包作用原理重力作用原理

優(yōu)點(diǎn)減少了挖、裝、運(yùn)等工序，有著很高的生產(chǎn)效率。硐室爆破參數(shù)的選擇與計(jì)算一、裝藥量計(jì)算二、硐室爆破的爆破參數(shù)

1.松動(dòng)爆破裝藥量計(jì)算加強(qiáng)松動(dòng)爆破減弱松動(dòng)爆破標(biāo)準(zhǔn)松動(dòng)爆破2.拋擲爆破裝藥量計(jì)算平坦地面和山脊地形的雙側(cè)作用藥包：斜坡地面的拋擲爆破，當(dāng)?shù)孛孀匀黄露却笥?0度時(shí)：

（堅(jiān)硬完整巖石）（土、軟巖或中硬石）3.揚(yáng)棄爆破的裝藥量計(jì)算

平坦地面或坡度小于30度的揚(yáng)棄爆破：重力修正：當(dāng)W>15~20m時(shí)，進(jìn)行重力修正巖石，W>15m土壤，W>20m最小抵抗線對(duì)露天礦剝離和平整工業(yè)廣場(chǎng)的硐室爆破，最小抵抗線與山體高度的比值一般應(yīng)控制在0.6～0.8范圍內(nèi)。在爆破區(qū)域中心或最大挖深處，大藥包的最小抵抗線可以在25~40m范圍內(nèi)，而在爆破區(qū)域邊緣或挖深較小處，一般應(yīng)保證最小抵抗線8～10ｍ，最小不宜小于5ｍ。爆破參數(shù)單位用藥量系數(shù)與單位耗藥量

單位用藥量系數(shù)

查表法工程類比法爆破漏斗試驗(yàn)法單位耗藥量取決于巖體的種類及其裂隙發(fā)育程度。在節(jié)理裂隙發(fā)育的軟巖中，即使單位耗藥量小到0.2kg/m3，仍可獲得良好的爆破效果。因?yàn)檫@種巖體只需翻動(dòng)或坍塌一下就可以挖運(yùn)。對(duì)于堅(jiān)硬完整的巖體，平均單位耗藥量要高達(dá)0.7kg/m3以上才能徹底炸開(kāi)，單位耗藥量小一點(diǎn)就可能因翻動(dòng)不夠而挖不動(dòng)。

爆破作用指數(shù)揚(yáng)棄爆破的爆破作用指數(shù)

斜坡地面拋擲爆破的爆破作用指數(shù)

多面臨空或陡崖地形崩塌爆破的爆破作用指數(shù)

揚(yáng)棄爆破的爆破作用指數(shù)揚(yáng)棄百分?jǐn)?shù)E----拋擲百分?jǐn)?shù)選擇依據(jù)在平坦地面開(kāi)挖溝槽、路塹、河道時(shí)，地形條件不利于實(shí)現(xiàn)大量拋擲，為了達(dá)到大量拋擲土石方的目的，通常選擇揚(yáng)棄爆破全拋擲爆破=1.75～2.0半拋擲爆破=1.25～1.75

斜坡地面拋擲爆破的爆破作用指數(shù)

當(dāng)拋擲率一定時(shí)，拋擲爆破的爆破作用指數(shù)與地面的自然坡度有關(guān)。當(dāng)拋擲率為60%時(shí)，爆破作用指數(shù)與自然坡面角的對(duì)應(yīng)關(guān)系參考表7-1。多面臨空或陡崖地形崩塌爆破的爆破作用指數(shù)地形條件多面臨空陡崖地形取值范圍一般為=0.75～1.25。

爆破漏斗參數(shù)平坦地面爆破漏斗半徑爆破漏斗破裂半徑其它地形斜坡地形爆破漏斗參數(shù)山頭和臺(tái)階地形爆破漏斗參數(shù)斜坡地形爆破漏斗參數(shù)

爆破漏斗的下破裂半徑爆破漏斗的上破裂半徑式中：破壞系數(shù)

土、軟及中硬巖堅(jiān)硬致密巖石山頭和臺(tái)階地形當(dāng)藥包中心至山頂?shù)母叨龋刺荻胃叨龋┐笥诒谱饔冒霃綍r(shí)

山頭和臺(tái)階地形淺藥包爆破作用當(dāng)H<R時(shí):保護(hù)層厚度（1）壓縮圈半徑

藥包周圍的介質(zhì)在爆炸沖擊波和爆炸產(chǎn)物的膨脹作用下，壓縮成球形空腔或粉碎成小塊，此球形空腔的半徑稱為破碎圈或壓縮圈半徑。式中：--破碎圈半徑，m；--壓縮系數(shù)，見(jiàn)表7-2；--裝藥量，kg；--裝藥密度，t/m3（2）保護(hù)層厚度

藥包中心距邊坡的最小距離。壓縮圈外產(chǎn)生的徑向裂縫，對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響很大。A---預(yù)留邊坡保護(hù)層系數(shù)，見(jiàn)表7-2

坡腳失穩(wěn)崩塌太小巖土壓縮系數(shù)與邊坡保護(hù)層系數(shù)平坦地面的爆堆分布可見(jiàn)漏斗深度爆堆最大高度藥包中心至爆堆最高處的水平距離藥包中心至爆堆最遠(yuǎn)處的距離山脊地形的爆堆分布藥包中心位置至爆堆高度堆積最大高度藥包中心至爆堆最高處的高度藥包中心至爆堆最高處的高度

平坦地面單藥包爆破的爆堆分布

藥包間距計(jì)算公式條形藥包布置圖藥包布置原則1．為了充分利用炸藥能量，應(yīng)根據(jù)地形條件和工程要求，正確選擇藥包布置方式。如山高坡陡、多面臨空地形可布置雙側(cè)作用藥包，平整的山坡或平臺(tái)地形可布置條形藥包。2．藥包布置應(yīng)使爆區(qū)形成平整的底板。為了減小爆區(qū)邊緣的巖坎，同時(shí)避免出現(xiàn)太多的小硐室，根據(jù)巖石的風(fēng)化程度和鏟裝設(shè)備的能力，一般控制最小藥包的最小抵抗線在5~10ｍ范圍內(nèi)。3．藥包布置應(yīng)考慮工程地質(zhì)條件。當(dāng)遇有軟硬不同的巖層時(shí)，藥包應(yīng)布置在堅(jiān)硬巖層中；當(dāng)遇到斷層、破碎帶和軟弱夾層時(shí)，藥包位置應(yīng)避開(kāi)這些不良構(gòu)造或者采用分集藥包。4．藥包最小抵抗線與埋設(shè)深度之比，一般以0.6～0.8比較合適。當(dāng)時(shí)，應(yīng)布置兩層甚至多層藥包。爆破作用剖面與爆破作用線爆破作用剖面

藥包最小抵抗線所在的鉛錘平面為爆破作用剖面。爆破作用線爆破作用剖面在地形圖上的投影為爆破作用線。畫(huà)法

在藥包作用范圍內(nèi)，爆破作用線與與的等高線相垂直。

弧形爆破作用剖面概念

山脊（或山體）沿折線AOB的剖面稱為弧形爆破作用剖面。

藥包布置方法布置方法（1）在路基上方距邊坡1~1.5m的地方假設(shè)一點(diǎn)o為藥包中心。

（2）用壓縮圈半徑校核點(diǎn)是否破壞。

（3）計(jì)算藥包的裝藥量、爆破漏斗的下破壞作用半徑和上破壞作用半徑。

（4）用下破壞作用半徑校核路基有效寬度是否會(huì)炸毀。

（5）用上破壞半徑校核是否會(huì)傷及邊坡。

（6）用壓縮圈半徑校核路基是否會(huì)炸松。藥包布置要求藥包位置盡量滿足a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)的控制要求時(shí)，一般在半路塹爆破中，以a、b兩點(diǎn)為主要控制點(diǎn)，c和d兩點(diǎn)適當(dāng)照顧。全路塹有不同要求。全路塹藥包布置控制要求a、c兩點(diǎn)為主要控制點(diǎn)；b點(diǎn)可以炸除，以爭(zhēng)取較大的拋擲方量。不對(duì)稱地形的藥包布置概念能量分配系數(shù)選用原則一側(cè)拋擲一側(cè)松動(dòng)兩側(cè)等量拋擲能量分配系數(shù)分配表

0～1010～2020~30>301.0~1.11.1~1.151.15~1.21.2~1.25硐室爆破設(shè)計(jì)實(shí)例某鐵路從一山脊處繞過(guò)，圖7-17為1：400線路地形圖。線路通過(guò)區(qū)域巖石裸露，沒(méi)有覆蓋層。經(jīng)地質(zhì)勘測(cè)確認(rèn)，巖體為堅(jiān)硬、致密的石灰?guī)r。采用硐室爆破方法開(kāi)挖，拋擲率不低于60%。為了準(zhǔn)確掌握該路段巖石的可爆性，擬對(duì)線路里程K3+136～K3+161之間25m長(zhǎng)的路塹進(jìn)行試爆。橫斷面K3+156為線路直線段與曲線段的分界點(diǎn)。曲線段的曲率半徑為32.66m。路塹底板標(biāo)高為0+232.26，路基寬度10m，設(shè)計(jì)邊坡1：0.5，圖7-18為線路里程K3+156處的路塹設(shè)計(jì)橫斷面。試根據(jù)以上條件進(jìn)行硐室爆破的藥包布置和爆破參數(shù)設(shè)計(jì)。線路地形圖及路塹設(shè)計(jì)斷面圖一、爆破方案的選擇與藥包布置原則

1.藥包類型山體的坡度在33°～43°,屬于傾斜地形的路塹爆破，故采用單側(cè)作用的拋擲爆破藥包2.藥包層數(shù)

由于開(kāi)挖深度較淺，采用雙層藥包沒(méi)有必要，因此采用單層單排單側(cè)作用的藥包。

二、爆破參數(shù)的選擇

1．單位用藥量系數(shù)由于巖石為較為完整的石灰?guī)r，根據(jù)爆４-１，選擇單位用藥量系數(shù)k為1.7。

2．爆破作用指數(shù)

為滿足拋擲率不小于60%的要求，結(jié)合自然地面的坡度，爆破作用指數(shù)n在1.25～1.5之間選擇。3．壓縮系數(shù)堅(jiān)硬巖石，單位用藥量系數(shù)為1.7時(shí)，根據(jù)表7-2，地層的壓縮系數(shù)取10。三、藥包的設(shè)計(jì)計(jì)算1.在線路里程處的路塹橫斷面上，進(jìn)行第一個(gè)藥包的設(shè)計(jì)計(jì)算

地形坡度,使用2號(hào)巖石炸藥,裝藥密度為1，有關(guān)參數(shù)的計(jì)算如下

2．

以為距離，初步選擇第二個(gè)藥包的位置，進(jìn)行藥包布置。3．調(diào)整第二個(gè)藥包的位置，使兩個(gè)藥包之間的距離滿足

經(jīng)反復(fù)調(diào)整后，第二個(gè)藥包布置在線路里程的斷面處，與第一個(gè)藥包的距離為9.5m。在該斷面上，地形的坡度為43°，最小抵抗線W=6.4m，選擇爆破作用指數(shù)n=1.3，經(jīng)計(jì)算得到：第二個(gè)藥包的裝藥量為612kg，上破裂半徑14m，下破裂半徑10.5m，壓縮圈半徑1.13m。設(shè)計(jì)成果藥室、導(dǎo)硐、橫巷概念聯(lián)通地表與藥室的井巷統(tǒng)稱為導(dǎo)硐

導(dǎo)硐一般分為平硐和豎井兩類

橫巷與平硐、豎井相互垂直

豎井、平硐斷面尺寸表

豎