1、路堑开挖块度控制爆破 摘要：在路堑石方开挖工程中，对于利用爆破方来说，石方块度的控制直接关系到后续工序的效率和施工成本，它也是定量评价爆破质量的重要指标之一。在爆破方案设计中，充分研究影响爆破块度的因素和规律，结合实际优化爆破参数，将极大地改善爆破效果，提高爆破后石方的利用效率。关键词：路堑开挖 块度控制 间隔装药 爆破施工1 工程概况济南市东区旅游路西段是缓解济南市交通压力的重要干道，总投资约 3.5 亿元。其中路基石方挖方约 80 万方，总填方约 120 万方，按照总体土石方调配方案，路基石方挖方全部利用。在石方爆破方案中，必须充分考虑爆破方的利用效率，才能达到减少成本、缩短工期的预期要求
2、，为填方路基工程质量创造良好的条件。2 影响岩石破碎度的因素分析根据国内外爆破经验和岩体爆破块度理论研究表明，影响岩石爆破破碎度的因素主要有以下几种：2.1 地质因素岩石的成分、物理力学性质（强度、韧性、脆性等）、天然层理及节理裂隙密度与方向、夹层与互层、溶洞等。以上因素对于爆破块度的形成有重大的影响。这些因素对于爆破设计人员来说，不好把握，只有进行现场试爆来掌握其性质。2.2 爆破设计和施工的精确度爆破设计确定的最小抵抗线、炮眼间距、排距、起爆方式和相应的比装药量及钻眼装药的精确度都不同程度地影响爆破块度。2.3 使用炸药种类从爆破理论上讲,炸药的爆炸速度最好与冲击波在基岩中的传播速度接近,
3、这就意味着坚硬岩石使用高爆速的炸药,较软的沉积岩使用低爆速的炸药,这样才能尽量发挥炸药的作用. 该工程申请使用炸药为 2 号硝铵炸药。2.4 爆破参数的影响2.4.1 比装药量与破碎度的关系如果增加装药量,而炮眼间距不变,自然会使岩石破碎得更充分,但这样会增大爆破成本，也会对边坡的稳定性造成影响。2.4.2 抵抗线、炮眼直径与破碎度的关系在相同比装药量的情况下，爆破岩石的块度大小，随着抵抗线的增大而增大，这是爆破的客观规律。当抵抗线大于 3m 时，仅仅依靠增加比装药量的办法，要显著改善破碎度是困难的。大直径的炮眼必然采用较大的抵抗线，在装药分布上才能适应炮眼直径。一般情况下，炮眼间距与抵抗线之
4、比为 1-2 为宜。2.5 起爆次序和延期间隔时间的影响抵抗性小，岩石向前移动快；抵抗线大，岩石移动较慢。起爆延期间隔时间过短，可能没有充分的时间使得先爆落的岩石向前移动足够远，来为下一排炮眼爆破的岩石提供自由面，因而阻碍膨胀；起爆延期间隔时间过长，就不会在爆落岩石的过程中产生共同作用，影响岩石的破碎度。瑞典学者兰格弗尔经过研究抵抗线 w 和延期间隔时间 之间的关系，为了获得较好的破碎度，他总结出一个简单而实用的公式：=kw （ms ）式中 k=3?5（常数）；w 以米计。此式适于单排炮眼，多排炮眼时，k=8?12。根据长沙矿冶研究院等单位做的现场爆破试验统计数据表明，各因素对爆破块度影响大小
5、顺序：裂隙长度、裂隙间距、爆破参数、炸药单耗。马鞍山矿山研究院现场爆破试验统计数据表明，爆破参数的影响顺序：最小抵抗线、孔距、密集系数和起爆时差。其中裂隙长度和孔距决定着大块率，而裂隙间距与平均块度的关系最密切。3 爆破方案根据影响岩石破碎度各种因素的分析，在爆破方案设计前，首先要定出岩石破碎度目标即粒径大小。该爆破石方全部用于路基填方，按照路基石方填方规范要求，最大粒径不得大于虚铺厚度 2/3，本工程经实验确定石方虚铺厚度 50cm，即爆破粒径在 30 cm 左右为最佳。其次要把握地质特性。主要通过两种途径：勘探设计中提供的地质资料；现场勘察和试爆。由于裂隙长度、裂隙间距是客观存在的，爆破方
6、案设计只有在了解地质特性的基础上，选择合适的爆破方案和爆破参数，才能得到需要的破碎度。3.1 确定爆破方案该工程 12.7km,各段地质情况不尽相同 ,选有代表性 k10+300?k11+600 段（隧道除外）作为方案的设计重点。主爆孔采用梯形微差挤压爆破，一次爆到设计底标高，起爆 5 排。每次爆破方量约 5000m3 左右，起爆方式采用电力起爆。3.2 确定爆破参数根据该段地质特性和试爆情况,爆破参数设计为:（1）孔直径 d:110mm,钻孔机械选用英格索兰 ca-200 型潜孔钻机；（2）孔深 h 据地形情况和设计要求，孔深 h= 5-7m；（3）底盘抵抗线 w 根据以往实际经验， w=（
7、0.6-0.9） h.另外,为了考虑钻机作业安全的需要, 底盘抵抗线还要满足如下关系式:whcot+ c -台阶坡面角 c? 孔边距.本工程取 w=3-4m；（4）间距 a=3.5-4m；（5）炮孔排距 b=3-3.5m；（6）孔边距 c=2.5-3.0m；（7）超深 h=0.1w=0.4-0.5m；（8）每孔装药量 q=1.2qwha q 为炸药单耗取 0.35-0.5kg/m3；（9）堵塞长度 l l/w=0.7-1.5,本工程取 3-3.5m；4 爆破施工4.1 机械配备及人员组织根据工点实际情况及工期要求,配备机具:空压机 2 台、履带式潜孔钻机 2 台（配备钻杆若干）、凿岩机 2 台
8、、挖掘机 1 台、自卸汽车 2 辆；人员组织：施工负责人 1 人，爆破工程师 1 人，专职安全员 1 人，测量工 2 人，爆破工 8 人（带钻孔、接线、警戒等），司机 3人，合计 16 人。4.2 爆破作业4.2.1 试爆选一地质条件有代表性地点进行试爆,把握岩石的特性,分析试爆后确定有关爆破参数；4.2.2 布孔由测工依据设计量测布孔,在炮孔位置用油漆标定,向爆工交底；4.2.3 装药堵塞测量排距、孔距、孔深，进行装药计算并装药。装药采用空气间隔装药法。具体做法：孔底装药后，使用空气间隔器隔离，再装药，不装药长度共 1m 左右，分两段。孔间交错间隔装药，即每孔间隔装药的不装药部分位置互相交错
9、。炮孔回填使用炮泥加一定湿度土，边回填边捣固密实；4.2.4 起爆网络连接起爆网络采用并串联网络形式。网络连接由工程师亲自示范,由一技术熟练的工人接线, 一人监督检查。4.2.5 要点起爆起爆前,由安全员负责警戒,所有人员撤离爆破区至安全地带,现场负责人统一指挥,经批准后起爆.5 爆破效果目前该工点实施了 30 多次爆破,爆破方量约 15 万方,对其中 5 次的爆破结果进行了统计，统计结果如下： 济南市旅游路西段 k10+300?k11+600 爆破数据与结果序号 底盘抵抗线 m 孔距 m 排距 m 密集系数 炸药单耗 kg/m3 大块率 1 3.2 3.5 3.3 1.1 0.42 8.5%
10、 2 3.5 4 3.5 1.14 0.41 9% 3 3.8 4 3.8 1.05 0.36 10% 4 3.5 3.6 3.6 1.03 0.37 10.5% 5 3.3 3.5 3.4 1.06 0.38 9.5% 从总体看,破碎效果达到了预期目的,大块率不超过 10%，机械清渣快速方便,90% 直接用于路基填方，5%左右人工破碎后也被利用于路基填方，余下的 5%左右需用机械破碎或二次解小后才能利用，爆后路堑边坡稳定。6 爆破总结和体会在现场发现按照设计方案爆破后 2.5-3m 以下的岩石破碎很充分,达到了预计的要求, 2.5-3m 以上的岩层破碎不够理想, 为了改善局部的破碎度,在现场实验了两种方法:(1) 在钻孔之间顶部补加小钻孔装小药量；(2) 在炮孔堵塞段内补充辅助小腰包。发现对于改善上部的破碎度效果明显，而且付出的成本比二次解小的费用要低许多。另外，在量距、打孔、装药等工序施工过程中，加强现场的技术管理，对于成本的降低很明显。经过几次爆破后，一旦确定合适的孔距、排距、孔深、装药量，就要严格控制，不然，就会增加单耗量，增加成本。
