浅孔爆破设计方案.doc

浅孔爆破设计
1、 工程概况
1.1周围环境
1.2工程量
1.3地质条件
2、 设计依据和原则
2.1 设计依据
⑴某某工程施工设计图纸。
⑵《爆破安全规程》[GB6722-2003]；
⑶《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》；
⑷类似工程的施工经验。
2.2 爆破设计原则
(1)采用先进爆破技术。如采用塑料导爆管毫秒延期爆破，分段爆破，预裂爆破技术。
(2)爆破工程量大时采取自上而下，由顶部先行爆破开挖，一次爆破开挖一个台阶，严格控制单响药量和爆破规模。
(3) 采用小间距、小药量布药原则，使爆破能量均匀分布，采用松动爆破，加以有效的防护措施，避免产生飞石，降低噪声，确保周围环境安全。
(4)采用严密而有效的防护措施，严格控制各段装药量和覆盖防护措施，严格控制爆破震动强度和飞石危害，不做好防护严禁爆破作业。
(5)合理选择技术参数，精心设计、精心组织、精心施工，争取“安全、优质、高效、低耗”完成本工程。
3、爆破技术方案
按工程条件及爆破环境，确定采用分层浅孔爆破，爆破开挖直至设计深度。为了保护石碑和凉亭（国家重点文物）不受破坏，需在爆区和文物之间开挖宽2m，深4m的减震沟，在石碑和凉亭前搭排架，并对爆区实施竹笆片、沙袋等的覆盖。为控制飞石避免其落入湖中，在爆区边缘靠近湖区一侧也要搭排架，并对爆区实施竹笆片、沙袋等的覆盖。为了减少爆破对保留边坡的损坏，保持周边围岩的完整性，施工应采用严格控制周边轮廓的预裂爆破技术，使用毫秒延迟雷管，限制最大一段装药量，以确保开挖边线的完整性。
爆区长22m，宽6.5m，高约7.5m，设计采用浅孔爆破，自上而下共分5层，即1.5m一层，根据经验，炮孔直径取40mm。
4、爆破参数设计
4.1主爆区参数设计
采用手持式凿岩机作业，孔径取40mm。每个分层开挖高度为1.5m，浅眼爆破参数的选取：
①底盘抵抗线（W）
可采用下式计算：W =（0.4～1.0）H
式中：H—分层（台阶）高度，m
计算得：W=0.6m～1.5m
根据经验和实践，取W=0.8m
②炮孔深度和超深
L=H+h
h=（0.10～0.15）H
式中：
L——炮孔深度，m；
H——分层（台阶）高度，m；
h——超深，m。
计算的：
h=(0.15～0.25)m；取h=0.2m
L=1.5+0.2=1.7m
③孔距（a）和排距（b）
孔距按下式计算：
a=（1.0～2.0）W=0.8m～1.6m,取a=1。
排距按下式计算：
b=（0.8～1.0）W=0.64m～0.8m，取b=0.7。
④单位炸药消耗量（q）
该工程岩石坚固性系数未给出，若为中硬岩层，根据经验，浅孔松动爆破时其单位炸药消耗量q可取0.35kg/m3。
上述各参数实际合理的数值，还应进一步在工程初期的实践中通过试爆而确定具体数值。
⑤单孔装药量
Q=qabH=0.35×1×0.7×1.5=0.3675kg，取Q=0.4kg
炸药选用直径为32mm的乳化炸药药卷，每支长20cm，重200g，则装下400g的炸药，其装药长度为0.4m，炮孔深度为1.7m，则能够供填塞部分长度为1.3m。
⑥填塞长度
l填=（0.7～1.0）W=0.56m～0.8m，根据计算可知，选取的参数经计算能满足填塞的要求，故填塞长度取0.6m，根据北京市西郊五环内玉泉山风景区爆破工程经验，可在距离孔口60cm处用牛皮纸捣填，上部60cm用炮泥填塞捣实。
浅孔爆破参数详见表1，浅孔爆破工艺每孔装一个起爆体敷设一塑料导爆管雷管，见图1。
表1 浅孔爆破参数计算表
孔径
d(mm)
段高
H(m)
抵抗线
w(m)
孔距
a(m)
排距
b(m)
超深
h(m)
孔深
L(m)
单耗q(kg/m3)
每m装药量（kg/m）
单孔
药量
（kg）
装药
长度
L1(m)
填塞
长度
L2(m)
40
1.5
0.8
1
0.8
0.2
1.7
0.35
1
0.4
0.4
0.6

图1 炮孔装药结构示意图
4.2 预裂排参数设计

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（1）炮孔直径
根据经验预裂孔的孔径可取d=40mm，考虑实际情况，炸药仍选用直径为32mm的乳化炸药药卷，每支长20cm，重200g。可采取导爆索上捆绑炸药，再装入炮孔内部的方式进行装药。
（2）炮孔深度
确定预裂孔深度的原则是确保不留根底和不破坏调节地步岩体的完整性，根据这一原则可选择孔深为L预=1.7m。
（3）孔距
a预=（8～12）d=0.32m～0.48m，取a预=0.4m。
（4）线装药密度
线装药密度，根据岩石具体情况取系数k=0.15kg／m3。
（5）填塞长度
l填=（12～20）d =0.48m～0.8m，取0.6m。
（6）单孔装药量
Q预=k（l-l填）=180g，取180g（不含导爆索的药量）。
（7）装药结构
为防止爆破噪声，使用导爆索绑药卷的串连装药，导爆索长度1.7-0.5=1.2m，底部药包为80g，上部4个25g的药包均匀分布，导爆索上端用l段非电导爆管雷管起爆。距离孔口0.6m处捣填牛皮纸，上部用炮泥密实充填。
缓冲孔与最后一排主炮孔排距，以及缓冲孔与预裂孔的排距均取0.8m，缓冲孔孔距为主爆区孔距的一半，即取0.5m，单孔装药量取主爆区单孔药量的一半，即取200g，其填塞方式参考主爆区炮孔的填塞方式。
预裂孔参数详见表2，其主要结构见图2，预裂孔的布孔长度要长于爆区两端各1～3m，根据地形条件可灵活选取，爆区炮孔布置示意图见图3。
表2 预裂孔爆破参数计算表
孔径
d(mm)
段高
H(m)
孔距
a(m)
超深
h(m)
孔深
L(m)
每m装药量（kg/m）
单孔药量
（kg）
填塞长度
(m)
40
1.5
0.4
0.2
1.7
0.15
0.18
0.6

图2 预裂爆破炮孔装药示意图

图3 爆区炮孔布置示意图
5、起爆网络设计
爆破的起爆方案是与孔布置方式和起爆顺序紧密结合的，要根据岩石性质、裂隙发育程度、构造特点、对爆堆要求和破碎程序等因素进行选择。
拟用的起爆方案：预裂孔要先于主爆区起爆，间隔时间取75ms，主爆区，孔内装高段位，孔外接力取低段位，排间顺序起爆。排间接力选用MS350ms)。
(1)起爆方式：采用非电起爆网路，根据周围环境安全要求，当距离国家重点文物远区，每次齐爆孔数不超过6个孔，即一次最大齐爆药量不超过2.4kg。当靠近国家重点文物时，根据爆破震动安全要求减少一次齐发爆破的孔数。
(2)预裂孔用1段非电导爆管雷管起爆。
(3)主炮孔自前至后每排之间延期时间50ms。
(4)孔外使用导爆管和四通进行连接。
6、爆破安全防护措施及安全注意事项
爆破的有害作用可能涉及到地震、飞石、冲击波、噪音、毒气等，整个爆破开挖区主要采用浅孔爆破，因而本工程爆破安全防护主要是严格控制爆破震动强度和防止个别飞石对人员和设备的危害。
6.1 控制爆破震动速度采取降震措施：
对于整个工程每一个爆区都应认真测量爆区与被保护建筑物的距离，最大分段药量按0.5cm/s时的爆破振动速度控制。仔细分析爆区起爆网路联接各分段药量数值，确定在每一组分段的每一个炮孔的药量上，并标注在炮区起爆网络图上，现场施工必须严格按设计的网络和炮孔药量进行施工，控制单响药量和一次爆破规模，并在石碑和凉亭与爆区之间开挖减震沟。
震动安全校核：
爆破产生的振动对周围的影响采用质点垂直振动速度来衡量。其计算公式如下:

式中：v——质点垂直振动速度，cm/s；
Q——最大齐爆药量，取2.4kg；
R-——爆破中心至被保护目标的距离、此取7m；
k'——装药分散系数，取0.3；
k——与地质因素有关的系数，取150；
a——与爆破条件有关的衰减指数，取1.8。
带入计算：v=2.29cm/s
6.2 爆破飞石的控制与防护
爆破产生的飞石及滚落的石块会对被保护的建筑设施造成破坏，避免飞石落入湖中。具体措施如下：
①严格按照设计施工，保证填塞长度和填塞质量。
②临近被保护物的爆区，对爆区表面进行覆盖，采用压一层沙土袋，盖一层竹排（或草垫），再压一层沙土袋，再罩一层尼龙网，最后再压一层沙土袋，形成三层沙土袋，一层竹排（或草垫），一层尼龙网，以保证爆区无飞石。
③对爆区被保护物（主要是石碑和凉亭），在其朝向爆区方向搭上排架，排架高度超过被保护物高度，以保证能有效阻挡个别飞石损坏文物。
6.3 爆破安全警戒范围
爆破安全警戒范围，根据爆破安全规程规定，浅孔爆破为300m，根据设计及经验公式Rf＝（1.5～1.6）×10D计算
式中：Rf——飞石距离，m； D——炮孔直径，cm。
计算结果，Rf＝60～64m。
同时对爆区做了多层覆盖，比起规程规定的警戒范围可做适当缩减，这里取100m。