光面爆破法在道路工程中的應用

光面爆破法在道路施工中的應用摘要：本文結合工程施工實例，對光面爆破工作原理和施工技術進行探討。關鍵詞：光面爆破爆破參數爆破網路ApplicationofTheSmoothBlastingforRoadConstructionAbstractThisarticlecombiningtheengineeringexample,expatiatingtheworkprincipleandtheconstructiontechniquefortheSmoothBlasting.Keywordssmoothblastingblastingparameterblastingcircuit1、概述光面爆破又稱修邊爆破，是控制爆破中的一種爆破方法，目的是使爆破后留下的圍巖具有光滑的表面，并保護它不受損傷，常用于斷面周邊一層巖石的爆破，在公路施工中可用于控制邊坡。使用光面爆破技術時，要求巖石較堅固，否則不能取得令人滿意的效果。省道212線K4+899.80～K5+083.00段，是本公司施工的路段，表土層下是致密的石灰?guī)r層，巖石堅固性系數達f=8（SC=800kg/cm2）。經論證，本工程可以使用光面爆破技術來控制邊坡。2、光面爆破的原理和爆破參數計算光面爆破的質量決定于周邊眼的爆破參數：裝藥量、炮眼間距和最小抵抗。在本工程施工中，全斷面采用藥壺爆破法爆破，炮眼參數另行設計，周邊光面爆破參數按下述方法確定。2.1、裝藥量計算：控制裝藥量的目的是為了降低對圍巖的破壞。要求周邊眼的裝藥爆炸后，圍巖面上應留有炮眼痕跡。換言之，在爆破荷載作用下，炮眼壁上產生的沖擊壓力不大于處于體積應力狀態(tài)下巖石的抗壓強度。即：P≤KbSc（式—1）式中：P—炮眼壁上的沖擊壓力，單位Kg/cm2；Sc—巖石單軸抗壓強度，單位Kg/cm2；Kb—在體積應力狀態(tài)下巖石抗壓強度增大系數，K=10，為達到此目的，可采用空氣柱式間隔裝藥（見圖—1）。粱空氣柱式間隔存裝藥的原理是提：胃、降低了作用尿在炮眼壁上的束沖擊壓力峰值份。若沖擊壓力勿過高，在巖體駕內激起沖擊波逝，產生壓碎圈平，使炮眼附近包巖石過度破碎侵，就會消耗大市量能量，影響辣壓碎圈以外巖陡石的破碎效果胳。如果采用線增大裝藥的不炕偶合系數的方愉法，雖然也能戴達到降低沖擊松壓力的效果，魯但若裝藥直徑巾不變，由于增贏加了炮眼直徑桂，會給打眼帶丟來困難。綿在空氣柱式間定隔裝藥條件下需，炮眼壁上產示生的沖擊壓力鋸為：酸P=(P景o慧D否2誘1硬/8)撓×踢(縫d路c珍/d震b瓜)龜6哄×殃[l手c摩/(l菊c惑+l剩a潛)]受刪(死式罩-2)境式中屋：筑l悅a決—封空氣柱長度，拋單待位吃紫米；昂l劈c無—騰裝藥長度，單乖位祥直米填；遙膛P傳o小—蹲炸藥密度，單草位淘g/cm銀2酬；飛D勿1根—其爆速，單滔位直m/鏡s贊；冠d柿c答—弟裝藥直徑，單晃位淡m宇m疼；美d慈b左—沈炮眼直徑，單撿位專m誘m片；愧n掀—攻氣體與炮眼壁棄碰撞時壓力增找大系數狹，救n=兇8巡～瘦1根1鄰。雪省桿道書21泛2疏線我公司施工震的路段，巖石矮堅固性系蝕數滔f=男8那（雨S離C究=隱800kg穗/cm歷2坡），使臭用再2甘#擔巖石銨梯炸藥測，這種炸藥的捧藥卷直徑嫩為顛d謙c涂=淹32mm貍，密智度歸P塞o桑=真1g避/cm按3泳，爆媽速針D丹1厲=和3600m狀/常s餡，炮眼直燭徑間d返b繪=丸42mm折。盾施工中，由于肌圍巖較厚，全院斷面分梯段爆篇破，每個梯段填高度都達到嚇4眾米烤，因此光面爆酸破孔的炮泥長榆度可以忽略不齒計（炮泥長度炮為倘2忌0值～浮30c場m觸）。因此，上煮式蘆中湊l絡a簽+l駱c見=l憂b把，其咸中金l暗b留為炮眼長度。弊由（寸式勻—混1元）和（雄式驗—挎2秧）可以推導出傍每米炮眼的裝命藥長泡度嬸l辜c覺。康l踏c喜≤載（星8K終b趙S沾c匠/nP除o退D裕2栗1浙）登×照(孝d盾c泥/d上b哭)嫌6顛（拐式躺—獨3緩）川計算（軋式掛—旦3宋）：勸l款c衫≤泥陳（陳8K惡b嚼S術c糟/nP厭o五D戒2訴1尸）惜×丟(捏d毯c偶/d辭b引)梨6餐=(8×1鼻0×800×紙9.8×10危4己/10×10陡00×360變0貝2宜)凈×膨（瓦齡42/3提2暫）傷6運=姓0.25m備則每米炮眼裝朋藥量為：睜q熱c夾≤王(寶∏掀d輕2躁c蕉/4)l破c襪P存o散=(3.1崖4族×簽3.2棒2毒/4革)×25×1聲=蟲205g基、增大了應力稀波作用時間。伸原因有兩個：蹤其一，由于降倒低了沖擊壓力池，減小或消除局了沖擊波作用掌，相應地增大擾了應力波能量俱，從而能夠增綠加應力波的作寒用時間；其二豈，當兩段裝藥蚊間存有空氣柱幫時，裝藥爆炸西后，首先在空插氣柱內激起相蝶向傳播的空氣索沖擊波，并在論空氣柱中心發(fā)榜生碰撞，使壓版力增高，同時牙產生反射沖擊么波于相反方向坡傳播，其后又腸發(fā)生反射和碰圈撞。炮眼內空勞氣沖擊波往返棄傳播，發(fā)生多闊次碰撞，增加蠅了沖擊波及其緊激起的應力波豆的作和用時間。閃圖至—巾2吧是在相同條件柱下的連續(xù)裝藥句和空氣柱間隔飯裝藥的應力波甲形。圖中，空熱氣柱式間隔裝驕藥激起的應力海波，其峰值應鋒力減小，應力敘波作用時間增灌大，又由于空膽氣沖擊波碰撞啊，在應力波波瞞形上可以看到餅兩個峰值應力攝，但總的來看糠，應力變化比散較緩和。委(浩a姜）膀卸債陳渡（底b均）集圖擋—盜2買畢連續(xù)裝藥和空掏氣柱式間隔裝墳藥激起應力波窯波形的比較鏟a座—巴連續(xù)裝司藥互粉b喚—膊空氣柱間隔裝總藥敵、增大了應力株波傳給巖石的處能量，而且比晝沖皇量袖I種經（是指應力波譽通過時經單位葬面積傳給巖石糖的沖量稱為比圍沖量。）其計欲算式敗為損I=俗∫擾ts雖o貫j已x呢(t)dt丙,蜜式觸中畫t溪s?！珣Σㄗ饔脮r映間恭；發(fā)j構x壇（衛(wèi)t逐）怠—根應力隨時間變懇化的函數即應崗力波波形。沿野炮眼分布較均延勻，這是以上仙兩點原因帶來支的結果。光由于空氣柱式獵間隔裝藥有以瞎上三個方面的裁作用，因此，漁在一定的巖石偶和炸藥條件下扶，合理確定空致氣柱與裝藥長晴度比值（見表樸一叔1怕），就能提高螞炸藥能量的有杜效利用和改善偶爆破效果。昂合理空氣柱長顏度究蒼擦嘆柱表攪—龜1濾巖石性質紀空氣柱長度與敬裝藥長度的比粱值熄軟石左0.3爹5典～因0.4拋中等堅固性多綿裂隙巖石岡（波f=途8鈴～漂1堤1貌）藥0.匙3盒～錘0.32譽中等堅固性塊寫體巖石孩（險f=答8笨～補1摸1捕）泰0.2攪1福～積0.27潑多裂隙的堅固旋巖石與0.1奧5雀～迷0.2爬堅固、韌性具渡有多裂隙的巖銀石謊0.1父5暴～國0.2旁由已知條件，威本工程的空氣易柱長度與裝藥晴長度的比值可輩定育為援0.2呼5仁：預1述。槐2.巧2踢、炮眼間距的棕計算前確定炮眼間距彎是為了沿周邊揭眼布置線形成葵貫穿裂縫，確佳保壁面光滑。鞋裂隙形成的機丈理有以下兩點束：返、應力波的干限涉。當相鄰兩乳裝藥同時爆炸鴨時，應力波在夕裝藥連線上疊白加的情況見象圖享—到3野。柴從圖中可以看距出，當兩個裝現藥同時爆炸時忠，各自產生的嘆應力波沿裝藥科連線相向傳播怪，經一定時間醋后，孔壁處應膊力達到峰值，程其后，由于應猴力波的相互干駝涉，裝藥連線丘中點處的應力娛開始增大，達軋到峰值后再逐考漸減小。董為形成貫穿裂欄縫，在相鄰裝紅藥連線中點上符產生植圖聾—弱3迫凡相鄰兩裝藥同杯時爆炸時，裝象藥連線上應力莖的變化（圖上執(zhí)數字為經歷時項間，微秒）眼的拉應力等于撕巖石的抗拉強頃度。設若作用忘在炮眼壁上的興初始應力峰值鞭為滑P瘡，則在相鄰裝攻藥連線中點上業(yè)產生的最大拉隱應力為：舞σ府o社=2bp/r段e王歸翼倘（藥式礎—判4黨）燙式中爺：勞r軌挪—居對比距離謊，撞r=a/d清b蠢（痛a煙為炮眼間距）巖e貼紅—酒應力波衰減指君數豐，敏e=刪2淹－割[v/(1-遍v)右]彎（蒜v紹為巖石泊松比泊，本工程圍巖第泊松響比窗v=0.2鑒5宜）穩(wěn)b炸呈—員切向應力與徑游向應力的比值萄，盞b=v/(朱1-v)舉將槐r=a/d生b妙,桌σ帆o惜=S毛T端（皮S乖T蠶為巖石的抗拉貸強度，本位工補程教S支T鋼=帆67kg單/cm午2娛）代換后，由蠢（件式蹈—熱4瀉）可以求得炮眼間距：睡a=(2b額P/r更e毯)彩1/e哄d膽b刃遮殿行（鴉式烤—嶼5阿）計算上式：栽e=吹2能－啦[v/(1-鞭v)]=混2禽－徐[0.25/對(1-0.2壟5)]=1雀.67聯(lián)b=離v/(1-線v)賣=歸0.25/轟(1-0.2閥5)選=0.33世P=K忽b鈴S蝴c蜻=10×80愉0=橫8000Kg于/cm指2瘋則哄a=(2b允P/r嘉e此)挪1/e灑d甘b項=(2×0.安33×800春0/67)饒1/1.67拴×4.2=紐57cm壓、應力波與爆私炸氣體的綜合全作用，只有在和相鄰兩裝藥同織時爆炸的條件漫下，才有可能濾產生應力波的蹦疊加。為保證居這樣的條件，機光爆層裝藥須辦待主體爆破結步束后，采用時諷差最小的瞬發(fā)蜻雷管起爆。如尚果采用的雷管走時差較大，就被難以保證應力迅波在裝藥連線胖上發(fā)生相互作宿用。在這種情鑒況下，相鄰裝養(yǎng)藥的貫穿裂縫欄通常不是靠應眾力波的疊加形補成的，而是各再裝藥激起的應始力波先在各自屑炮眼壁上產生瀉初始裂縫，然憐后，在爆炸氣曬體靜壓作用下赤，使之擴展貫醒穿。抵2.臭3膨、最小抵抗線怠的計算聾為了使光爆層牲脫離原巖體，攪并防止在反射襯波作用下產生蹦超挖，必須合豎理確定周邊眼乒的最小抵抗，麻即光爆層的厚吧度。最小抵抗狗過大，光爆層后巖石將得不到估適當的破碎。享甚至不能使其符沿炮眼底部最餓小抵抗切割下梯來；反之，最宴小抵抗過小，祖在反射波作用糕下，圍巖內將豐產生較多、較畢長的裂隙，影采響邊坡的穩(wěn)定站性，甚至造成您圍巖片落、超防挖和邊坡表面客凹凸不平。稍確定周邊眼的序最小抵抗在于漿合理選擇裝藥已臨近系執(zhí)數鄙m催。為了獲得良欺好的光爆效果奉，飾m歡值應根據圍巖土的性質來選擇籮。敏光爆層巖石的阻崩落類似于露歡天臺階爆破，苗可用下式來確蛾定最小抵嗎抗升W務：教W=q歲b播/cal棋b除鼓耍曠努（斷式們—璃6鏡）澆式時中免q謙b深—嗽炮眼內的裝藥頃量年，葛K飛g走；另I邊b拍—母炮眼長度皺，政m民；遼a叢—橡炮眼間距壁，池m起；耳c協(xié)—職爆破系數，相更當于單位耗藥捏量，刃取隸c=剃0.5Kg巾/m消3計算上式：睜q暖b壘=I冶b鞠q悉c供=4×0.2井05=毀0.82Kg結a=課0.57m僻W=的q檢b型/cal測b頃=0.87/積0.5×0.碑57×5=胳0.74m皂光爆層炮眼的堂鄰近系數為：垃m=忽a/W臥=泉0.57/0袖.74舞=0.77巾3輔、爆破器材和饞電爆網路計算青3.糕1屬、爆破器材沈、炸藥：選立用兔2蔬#樂巖石銨梯炸藥滲。健、雷管：選承用殺8紋號紙殼瞬發(fā)電舉雷管，腳線是存鐵質的，橋絲骨為康銅橋絲，滅雷管的全電阻酷為貞2.9天5院～姑3.4郵0記Ω胸。遞敷設網路前，笛要逐個測定每家個雷管的電阻寸，檢查有無斷公路、短路或電李阻特大、特小騰的雷管，并選閱出電阻值相近志的雷管來使用啄，以保證可靠冊起爆。聽、起爆電源：啞本工程使用照防明線作為起爆思電源。此時，奴須在安全地點修設置放炮開關也。放炮開關包烈括動力電源開林關盒、放炮電失源開關盒和放殊炮刀閘盒三部乏份。（見株圖吧—礙4眉）。騰圖筑—洞4皆盞放炮開關示意喪圖愧a超—縣動力電源開雙關廟b廢—柳放炮電源開全關助c蠢—耳放炮刀閘盒累1鞠—誠動力墊線漁轎2鴨—罷雙刀雙擲刀港閘滑扭3撞—嘆保險譽絲魯文4礎—侄插座鉛5穴—飯短路猛桿揉灑6慢—菌指示夸燈錫事7崗—蓋插宴頭惰闖8農—毒放炮母線刻放炮前，刀閘聞處于短路狀態(tài)孔，防止外部電辨源（如雜散電納流）進入雷管音。放炮時，按咽順序合閘。每玻次合閘均需發(fā)降出信號，以保肅證安全。燃3.廣2居、電爆網路計煙算測電爆網路由電稅雷管、端線（壽加長電雷管腳絞線，使之能引埋出炮孔口）、玩放炮母線組成裹。本工程采用洲串并聯(lián)方式連潤接電雷管，其撿電路圖見銹圖尚—潑5嶄由執(zhí)圖柳—萄5塌可以看出，當折若干發(fā)電雷管蚊連成一個電爆幕網路，用同一歇電源起爆時，屑由于各發(fā)電雷蝶管對電能作用狂表現出的敏感綁程度不同，最耀敏感的雷管將惰最先被引爆并離切斷電路，這坦時，若不敏感齡的電雷管的引曾火頭還未點燃遲，就會產生拒數爆現象。趕圖倍—竹5遵慶電雷管連接方逆式示意圖萄雷管的拒爆直婚接影響著爆破史效果，而且處惹理起來既麻煩唯又危險。因此卵，爆破設計和照施工中應力求搬網路中的所有禮雷管都能可靠繼起爆。叮實踐證明，要鼓保證電爆網路鞠中的所有電雷壯管都能可靠起棵爆，必須滿足若以下兩個條件爛：睛、同一電爆網偷路中使用的電匆雷管應是同一其廠家同批生產驗的同規(guī)格產品棋，電雷管在使謹用前須經測試瑞合格；拘、電源分配給送網路中任一發(fā)謠雷管的電流都欺不得小于規(guī)定犯的準爆電流。篇對大爆破，直推流電起爆時電廢流不小于睜2.5A遙，交流電不小優(yōu)于節(jié)4A爽。對一般爆破籠，直流電不小概于鞏2A牧，交流電不小臘于著2.5A慚。帆根據施工進度用要求，本工程衛(wèi)每循環(huán)進尺為梨5m留，即每邊的修箏邊炮孔善有席9第個，共題有井2送組并聯(lián)。經實寸測，母線電阻奪為久5.到3醬Ω富，每發(fā)電雷管吼電阻糾為樂3.娘1脖Ω撞，可用下式計通算通過每發(fā)電岸雷管的電流。清I=u/(布mR狹m廟+nR捏d骨)慎授熊式全—教7蓬式砍中婆不u營—句電源電壓；罪m稍—亦分支數目；察R休m京—栽母線電阻；票n形—孔個分支電路內當的雷管數；饅R篇d貓—脈雷管電阻。計算上式：茶I=u/(重mR粒m項+nR概d臂)=220偉/(2×5.納3+9×3.槽1)治叛狼攪=齒5.7A電＞鉛I無準鵲=應2.5A攻符合準爆條件弄，電雷管能安洋全起爆。4、爆破圖表士4.個1快、炮眼布置方真法啄原則上，周邊滔眼應布置在設善計輪廓線上，挎但為便于打眼撞，可以向外偏興斜一定角度。晨偏斜角的角度舌根據炮眼