控制爆破综合标准施工标准工法.docx

石方路基控制爆破施工工法1、序言控制爆破技术就是依据工程要求、周围环境和爆破控制对象等具体条件，经过精心设计，采取多种施工和防护技术方法，严格地控制炸药爆炸能量释放和介质破碎过程，既要达成预期爆破效果，又要将破坏范围、坍毁方向和爆破危害(地震波、飞石、空气冲击波、和噪声等)严格控制在要求程度以内，这是一个对爆破效果和爆破安全进行双重控制爆破技术。因为龙永十三标项目路基紧挨G209国道，公路沿线房屋多而集中，有一部分破旧不堪，墙体多为夯土墙，能承受爆破震动许可值很小，且距路基边线特近。在数次爆破中，显著有飞石抵达G209国道和民房，造成村民频频出现阻工现象，严重影响了项目施工进度。针对这种特殊环境，龙永项目和国防科技大学湖南工程兵学院毛益松教授合作，共同制订出一套能够满足该地安全、顺利施工方法，既能够保持和当地村民关系，又能够确保施工进度。2、工法特点在复杂环境下进行大规模石方深孔控制爆破比采取一般爆破优越性，关键表现在以下多个方面：(1)为能有效控制爆破效果，确保开挖顺利，针对不一样地质和施工环境，采取对应控制爆破技术。(2)能极大地降低震动和冲击波，有效预防飞石，确保建筑设施安全。(3)爆破岩石“开裂、凸起、松动而不飞散”，岩石破碎效果好，有利于加紧清运作业速度。(4)复杂环境深孔控制爆破技术不管从施工组织方面还是造价方面全部增加了投资，但确保爆破施工工程质量。3、适用范围控制爆破技术适适用于多种周围有建筑物、道路及其它防震动设施施工项目。4、工艺原理伴随中国爆破器材日益完善，根本路基石方、连接线石方和服务区石方关键采取深孔爆破技术。施工中，采取深孔爆破关键碰到以下几方面难题：(1)爆破飞石安全控制。爆破安全控制方面最常见就是爆破飞石和振动问题，几乎全部爆破场地全部会碰到飞石和地震安全防护。而深孔爆破对冲击波、尘烟等危害较小，所以，深孔爆破安全控制关键针对爆破飞石和振动两方面(本文关键详谈爆破飞石问题)。(2)岩石大块率居高不下。大块率是衡量深孔爆破效果优劣关键指标，岩溶地域除了地表面石芽、探头石大块外，因为孔距和排距参数参差不齐而大块率过高将增加二次破碎成本，爆块大块还使装挖和碎石工序损耗增加。(3)钻孔速度慢和炸药单耗高。提升钻孔速度和降低炸药单耗是深孔爆破技术发展和推广应用基础，而岩溶地域深孔爆破成本很高，极难降低，给施工单位压力很大。5、施工工艺及操作关键点 此次爆破使用2岩石乳化炸药；炸药密度0.951.25/cm3；爆速3500m/s。5.1.1 深孔布孔方法此次爆破钻孔采取高风压潜孔钻，中深孔直径为90100mm，露天深孔按排列方一直分，有垂直深孔和倾斜深孔两种，采取潜孔钻机时多以斜孔为主。图4-1所表示。露天台阶倾斜深孔爆破比垂直深孔爆破有下列优点：(1)抵御线较小而且均匀，岩石破碎质量好，留根底较少。(2)爆破后轻易保持台阶坡面角和坡面平整，降低突悬部分和裂缝。(3)钻孔机械和台阶坡顶线之间距离较大，作业时人员和设备比较安全。倾斜深孔关键缺点是增加了炮孔长度。根据一次爆破排数多少不一样，可将露天深孔爆破分为单排部署和多排部署两种。采取多排爆破时，常将相邻两排炮孔交错排列。图5-1 台阶(梯段)深孔爆破孔网示意图露天台阶深孔爆破参数选择得是否合理，直接关系到爆破工程效率、爆破质量、爆破成本等，所以应该重视参数选择。5.1.2 深孔爆破参数设计(1)孔径本工程钻孔中深孔爆破使用浙江开山牌KY100型履带式露天潜孔钻车、LGY-16/13G空压机，钻孔直径D=100mm，钻杆长每根3m。(2)底盘抵御线1露天深孔爆破最小抵御线两种表示方法，即最小抵御线W和底板抵御线W1。前者是指由装药中心到台阶坡面最小距离；后者是指炮孔中心线至台阶坡底线水平距离。为了计算方便和有利于降低留根底，通常不用最小抵御线为参数，而用底板抵御线。底板抵御线大小和下列原因相关：钻机钻孔直径：孔径越大，底板抵御线也对应越大；被爆岩石性质：可爆性好岩石能够取较大值；孔底使用炸药：炸药威力大，底板抵御线值可越大；梯段高度：高度越高，所取底板抵御线值应该越大，但当梯段高度超出一定值后，底板抵御线值和梯段高度无关。底板抵御线可用下式确定：W1=kd式中：k中国公路建设：f=13，k=3033；f=10，k=3537；f=8，k=3840；f=6，k=4143。d孔径，mm。W1般在2.53.5m之间。本工程取2.53.0m。(3)孔深和超深孔深随地形改变而改变，通常为68m；超深通常为(0.150.35)1，取L3=0.51.0m。(4)孔距和排距孔距(1.01.25)1，取2.53.0m。排距(0.91.0)1，取b=2.7m。(5)填塞长度合理填塞长度1(3040)。爆破时为避免飞石产生，尤其是杜绝部分飞石垂直升起，炮孔填塞长度必需大于最小抵御线2050cm，取13.0m。(6)单位炸药消耗量依据岩石可爆性、炸药种类、自由面条件、起爆方法、块度要求并结合试爆情况确定。依据爆破手册(汪旭光主编，冶金工业出版社，.10)，单位炸药消耗量见表4-1，如当岩石坚固系数f为10时，单位炸药消耗量q值为0.67kg/m3以上，此次工程炸药单耗取0.400.50kg/m3，正确值由现场试爆确定。表5-1 深孔爆破单位耗药量岩石硬度系数f0.823456810121416单耗量q(kg/m3)0.400.450.500.550.610.670.740.810.98(7)单孔装药量1)单排孔爆破或多排孔爆破第一排孔单孔装药量计算Q=q.a.W1.H式中：Q炮孔装药量；kgq单位炸药消耗量，kg/m3；a孔距，m；H台阶高度，m；W1底盘抵御线，m。2)多排孔爆破时装药量计算在多排孔爆破时，从第二排起，以后各排在爆破时，因受前面各排岩石阻力作用，装药应有所增加。可用下述公式计算Q1=K.q.a.b.HK为后排孔因岩石阻力而增加系数，采取微差爆破时取K=1.01.2，采取齐发爆破时取K=1.21.5。通常K=1.11.2，取K=1.1。第1排单孔装药量为qa1，2534kg；第2排单孔装药量(1.11.2)ab，则2836kg。5.1.3 装药结构和填塞单孔装药量按Q=qWHa计算，边孔在无侧向临空面时其药量增加10%20%。装药结构采取连续装药，起爆体位置通常安排在离装药顶面或底面1/3处，起爆装药聚能穴指向主装药方向。堵塞长度和最小抵御线、钻孔直径和爆区环境相关。因环境条件不许有飞石，堵塞长度取钻孔直径3035倍(取2.73.0m)，堵塞材料可用泥土或钻孔时排出岩粉，但其中不得混有大于30mm岩块。5.1.4 起爆网路设计起爆网路图4-2所表示, 炮孔内同列装同段非电毫秒雷管, 第一列装11段(460ms), 第二列装13段(640ms), 第三列装15段(880ms)。炮孔装药堵塞完成后, 在孔外排之间孔用3段(50ms)或5段(110ms)非电毫秒雷管将各炮孔导爆管联接起来, 其延期时间及间隔标在图4-2中, 一次爆破39孔单孔单响, 单响最大药量为20kg, 总药量为780kg。11段46013段64015段88051093056098061010301110153096010101060810860910660710760138014301480123012801330108011301180690740790114011901240990104010908408909401290孔内用高段位雷管，关键是考虑在第1个装药起爆时，孔外网路应全部起爆或已传爆过去相当距离，从而避免先起爆装药爆破时对孔外起爆网路损伤。孔外用低段位雷管，可在确保各分段爆破产生震动不会叠加基础上缩短整个起爆时间，使建(构)筑物承受震动总延时降低。图4-2 爆破网路示意图(单位：ms)5.2 光面预裂爆破参数选择和装药量计算5.2.1 概述(1)路基边坡比：1：0.75，两相邻间肩台高差12.0m，肩台宽度为2m。(2)光面和预裂爆破概念：光面爆破是一个控制爆破方法。其特点是在设计开挖轮廓线上钻凿一排孔距和最小抵御线相匹配光爆孔，并采取不偶合装药或其它特殊装药结构，在开挖主体装药响炮以后，光爆孔内装药同时起爆，从而形成一个贯穿光爆炮孔、光滑平整开挖面。预裂爆破也是一个控制爆破方法。其特点是在设计开挖轮廓线上钻凿一排孔距适宜预裂孔，并采取不偶合装药或其它特殊装药结构，在开挖主体爆破之前，同时起爆预裂炮孔内装药，从而形成一条贯穿预裂炮孔裂缝，图5-3预裂爆破示意图，经过这条裂缝降低开挖主体爆破时对保留岩体破坏。图5-3 预裂爆破示意图(3)预裂爆破和光面爆破优点很突出，关键表现在：一是能够降低超挖、欠挖工程量，节省装运、回填、支护费用。二是开挖面光滑平整，有利于后期施工作业。三是对保留岩体破坏影响小，有利于边坡稳定。四是因为预裂缝存在，能够放宽对开挖主体爆破规模限制，提升工效。预裂光面爆破效果怎样，很大程度上取决于工程中爆破参数选择和爆破控制技术。4.2.2 药孔参数设计(1)炮孔直径d为克服一般爆破法处理边坡弊端，预裂孔直径选定本着以下标准：一是依据现场主体开挖爆破所用穿孔机具情况，尽可能使用同一型号；二是尽可能避免或减小爆破对边坡围岩损害；三是尽可能采取同品种工业炸药，不定制特殊药卷。本工程主体开挖爆破穿孔设备为89100mm潜孔钻机，炮孔直径为100mm；使用炸药为同一厂家生产岩石乳化炸药32mm卷状药。所以，本工程边坡预裂爆破炮孔亦采取90mm潜孔钻机钻凿，其炮孔直径为100mm，即d=100mm。(2)炮孔间距a本工程预裂爆破目标是使沿设计边坡面上部署预裂炮孔之间产生贯通裂缝，以形成较平整断裂面，并在临近主爆炮孔爆破时能阻减其产生爆破应力波及地震效应对边坡围岩损伤。所以，预裂爆破炮孔间距确实定，应考虑岩石物理力学性质，炸药爆炸性能和装药结构及其参数等。本工程关键参考瑞典兰格弗尔斯给出公式确定。a=(812)d ( d60mm)式中：a为预裂爆破炮孔间距，cm；d为预裂炮孔直径，cm；对软岩或结构破碎岩石，取小值，对硬岩或完整性好岩石取大值。依据以往工程经验并经试验检验，本工程实取预裂孔间距为100120cm，即a=100120cm。(3)平均线装药量预裂爆破只要求形成贯通预裂缝，而不是大量崩落岩石，也不能损伤围岩，所以不宜采取过大装药量。本工程采取二套经验公式计算，然后经试爆确定其值。长江科学院经验公式q线=0.034压0.063a0.67式中：q线为预裂炮孔每米装药量，kg/m；压为岩石极限抗压强度，MPa，据地质汇报资料，取压=60MPa；a为预裂孔间距，a=1.01.2m。那么q线=0.4480.612kg/m。考虑岩性及孔网参数经验公式式中：q线为预裂孔线装药量，g/m；k为岩石系数，坚硬岩石为0.6 ，中等强度岩石为0.40.5，软岩或较破粹岩为0.30.4，取k=0.5。则q线=500g/m。在以上计算基础上，经考察现场试爆效果，并考虑布药方便，将预裂孔平均线装药量确定为：通常地段q线=500g/m；强风化岩体q线=400g/m。(4)孔底线装药量qd线、孔口线装药量qc线依据众多预裂爆破实践经验，要使预裂缝贯穿质量好，阻震效果佳，在预裂炮孔底部一定范围内应加大装药量。本工程因为预裂炮孔深，底部夹制力大，所以将孔底2m范围内线装药量增大一倍，即qd线=1000g/m。一样，为避免预裂爆破形成爆破漏斗，减小孔口处围岩破坏，孔口堵塞段以下2米段线装药量减小二分之一，即qc线=250g/m。(5)不偶合系数m工程实践表明，在预裂爆破炮孔直径d =(60200)mm 情况下，不偶合系数m 超出24 为宜。m=d/de式中，de为预裂孔装药直径，本工程预裂孔装药采取32mm卷状岩石乳化炸药，所以其不偶合系数为m=3.125。(6)预裂孔和主爆区炮孔距离预裂爆破预裂孔首先起爆，形成预裂面，假如主爆孔离预裂孔太近，主爆孔产生应力波可能使预裂区破损、破裂，达不到预裂目标；假如主爆孔离预裂孔太远，主爆孔爆破后可能使主爆孔和预裂孔间岩石不能充足破坏，会产生根底。合理距离取决于主爆孔破坏半径，约为1.31.5倍，依据应力波理论，对于石灰岩(f为8以上)，2#岩石炸药，可计算主爆孔破坏半径为：r=0.98m1m。主爆孔和预裂孔距离则为1.31.5m。本工程预裂孔起爆技术遵照以下标准：一是预裂孔间起爆时差应尽可能小，以延长相临预裂孔爆炸应力波动态应力场和爆炸气体准静应力场叠加时间；二预裂孔间贯通裂缝应在相邻主爆孔爆炸前，依据工程经验，预裂孔起爆时间必需比最近一排主爆孔起爆时间超前100150毫秒以上。4.2.3 装药结构为减小预裂孔间起爆时差，确保孔内全部药卷爆轰效果，边坡预裂孔采取双导爆索并列、沿预裂孔轴向全长敷设、将32mm炸药卷按设计计算值分配串绑于导爆索装药结构，图4-4预裂孔装药结构图。孔底2米长范围：qd线=1000g/m，Qd=2kg，需32mm岩石乳化炸药10卷，那么炸药首尾相接，组成连续柱状药柱，用胶布将其和并列双爆索段绑固；孔中间范围：q线=500g/m，每1米孔需32mm乳化炸药0.5kg，那么每卷炸药间隔20cm分别和导爆索绑捆；孔口堵塞段下2m长范围：qc线=250g/m，Qc=0.5kg，需用32mm乳化炸药2.5卷，将其分为5个半卷，在此段导爆索上每隔30cm捆绑上半卷药。为方便现场装药施工，并阻减爆炸冲击波对边坡围岩孔壁作用，在炸药卷串双导爆索一侧垫铺一条竹片，具体实施装药时，将竹片侧靠于边坡围岩侧，而使炸药卷朝向开挖侧。图5-4 预裂孔装药结构示意图4.2.4 起爆网路本工程施工工序：远离边坡一侧主体岩石优异行中深孔爆破开挖，保留距边坡约6.5cm厚为缓冲层，部署3排主爆孔和一排沿边坡面预裂孔，并同网起爆。预裂孔孔内双导爆索支线和地面一双股并列主爆导爆索并联搭接，主爆索由2发MS4段导爆管雷管引爆。3排主爆孔均实施孔内延期起爆，分别于孔内装入MS4、MS6、MS8段非电雷管。4排孔导爆管组成同一非电起爆网路一次起爆，图4-5预裂炮孔部署及起爆网路图。预裂孔2排孔1排孔Ms4孔内ms6孔内ms41.03.03.0图5-5 预裂炮孔部署及起爆网路示意图(单位：m)根据上述起爆网路实施，边坡预裂孔及邻近3排主爆孔起爆时间如表5-2所表示，预裂孔排起爆时间比最近第3排主爆孔超前145205毫秒。表5-2 预裂孔和邻近炮孔起爆时差表炮孔名称起爆雷管段别起爆时间/ms起爆时差/ms1 排主爆孔MS475 102 排主爆孔MS6150 20+(45105)3 排主爆孔MS8250 20+(60140)边坡预裂孔MS475 10-(145205)图5-5是高速公路边坡预裂爆破布孔实际图，爆破效果达成预期目标。333331-1.2Ms11-1.21.8-27-8614-15Ms5Ms3导爆索 雷管 横断面图平面图单位：m 3-4导爆索 图5-6 边坡预裂爆破布孔示意图5.3 小台阶单孔延时弱松动控制爆破参数设计5.3.1 爆破方法选择依据该工程地质情况、爆破点周围环境和现有施工条件，另外考虑到施工进度和经济成本，该爆破方案可采取浅孔松动爆破技术。(1)浅孔松动爆破技术：采取多级台阶，每级台阶高度2-3m左右经过毫秒电雷管或非电导爆管延期起爆技术进行微差松动爆破(见图5-7)。(2)优化爆破参数，优化起爆网路参数，优化装药结构，降低深孔爆破首次大块率，减小二次破碎量，确保岩石粒径装车要求。经过调整装药结构、加长填塞，提升填塞质量等方法，降低爆破震动，控制飞石飞散，确保爆破施工安全顺利。图5-7 浅孔台阶爆破示意图5.3.2 炮孔部署炮孔排列方法采取单排孔和多排孔相结合布孔方法，采取多排孔时，炮孔成梅花形部署，采取小台阶式斜孔爆破法，有时亦可在台阶底部辅以倾斜炮孔，对孤石则视其情况灵活布孔。其爆破参数以下：5.3.3 爆破参数设计(1)炮孔直径(d)钻孔可选择风动凿岩机等设备，孔径为36-42mm。炸药选择2#岩石硝铵炸药或乳化炸药，药卷直径为32mm。(2)炮孔深度(L)L=H式中：L炮孔深度，m；H台阶高度，m；注意：超深超出设计标高约0.3m。(3)最小抵御线(W)W=0.5-0.7m(4)炮孔间距(a)a=(1.0-1.5)W，a=0.7-1.0m。(5)列距(b) b=(0.8-1.0)a，b=0.7-1.0m；(6)单孔装药量(Q)Q=Vq式中：V为单位体积，m3，V=abH；q为单位用药量，kg.m-3，q=0.400.6kg/m3。如a取1.0m、b取1.0m、H取2.0m、q取0.5kg.m-3时，则单孔装药量Q=1.0kg。(7)装药和填塞1)装药：装药前先要验孔，孔内有水时，采取乳化炸药。每个孔装一个检验合格电雷管。装药结构见图5-8。3m1m2m填塞装药图5-8 装药结构示意图(2)填塞：填塞长度l=W=0.5-0.7m，考虑爆破环境，填塞大于1m，用粘土填塞。填塞作业应保护好电雷管引出线。(8)试爆因岩石不均匀性，针对不一样风化程度和裂隙发育程度情况，应在单位装药量和最大单段药量方面作合适调整，为愈加好地把握药量以取得理想效果，必需进行试爆，即按设计方案要求在现场实施爆破，以验证方案爆破参数科学化和合理化，从而确定最好爆破参数。5.3.4 装药结构及填塞方法采取间隔装药法，施工中选择直径32mm乳化炸药，装药时将炸药间隔捆装在竹片上，再装入炮孔，炮孔堵塞长度不少于0.8m。5.3.5 起爆网路设计依据岩石性质，裂隙发育程度结构特点和爆破规模，为了改善爆破破碎质量，降低炸药消耗，降低爆破地震效应，拟采取微差爆破方法，因每个台阶只有向上和朝向最小抵线方向两个自由面，故选择排间微差起爆方法，必需时亦可采取孔间微差起爆方法。(1)微差间隔时间确实定微差爆破合理时间间隔，应以达成形成新自由面时间最合理，破碎质量最好，减震效果好为标准，微差间隔时间由下式确定：式中：W0底盘抵御线，f岩石坚固系数f=68。依据大量工程爆破经验和理论研究结果，同时考虑到中国现有延期雷管分段情况，微差间隔时间通常取2550ms。本工程选择：孔间微差间隔时间为50ms(MS3)。排间微差间隔时间为110ms(MS5)。(2)孔间微差起爆网路设计对关键保护目标，药包需单个起爆，即孔间微差起爆。实施孔间微差起爆时，采取孔内延时和孔外延时相结合方法，为了确保先爆装药不破坏后爆孔网路，采取孔外低段别导爆管雷管，孔内高段别导爆管雷管设计，并满足下列设计。其网路连接形式图5-9所表示。ms3ms3ms3ms3ms3ms9ms9ms9Ms9ms9ms9ms3图5-9 孔间微差爆破网路示意图5.3.6 爆破施工工艺(1)钻孔深度控制为了实现钻、爆、运循环作业和连续施工，钻孔深度取1.5m。(2)钻孔精度控制钻孔孔位精度：钻孔作业应尽可能地按爆破设计炮孔间距和排距钻孔，在实际钻孔时，因为受地形、地质等原因影响，不能完全正确地按设计位置钻孔，不过，为了确保爆破效果，钻孔孔位误差为20cm，对于部分不能按设计钻孔炮位，应合适地前后左右移动，不能轻易地取消炮孔。必需严格地控制孔位精度，不然，不仅爆破效果不好，还将有根坎，对下一层钻爆作业十分不利。钻孔角度精度：为了控制爆破飞石，改善爆破效果，有时设计斜孔，通常倾斜角度为7585度，在钻孔作业时，对于倾斜炮孔应按设计角度钻孔，尤其是同一排炮孔，倾斜角度误差不能大于1.5度。钻孔深度精度：不管是一次性爆破，还是分层爆破，钻孔孔深(包含超钻)是十分关键，深度不够，爆破效果就不好，炸不到设计深度，使下一层钻爆作业十分困难，所以必需严格控制钻孔深度，通常误差不应大于10cm。对于部分堵孔、卡孔现象，应作好处理工作，用炮棍捣通或用高压风管吹通，不然，应重新补孔。)钻孔数量：在进行明挖浅孔爆破，通常不许可大规模大吨位爆破，不过，为了降低放炮时对周围干扰，应尽可能地降低爆破次数，通常一次爆破炮孔数为2030个。(3)钻孔技术钻孔平台修建对于分层台阶式爆破平台，应依据设计爆破梯段，从上到下逐层修建，上层爆破后为下层平台修建发明了条件，上一层下平台是下一层上平台，所以，每一层爆破，全部应对钻孔进行严格控制，为下一层钻爆作业发明良好条件。钻孔技术钻孔质量标准：孔位、孔深、角度符合爆破设计要求，误差在许可范围内；孔口完整、孔壁光滑、孔身直顺。钻孔要领：作业手应掌握钻机操作要领，熟悉和了解设备性能、结构原理及使用注意事项，有熟练操作技术，并掌握不一样性质岩石钻凿规律。钻孔技术：孔口开好后，进入正常钻孔时，也应掌握一定技术。对于硬岩：应选择高质量高硬度钻头，送全风加全压，但转速不能过高，预防损坏岩石；对于软岩：应选全风加半压，慢打钻，排净碴，每进1.01.5m提钻孔吹一次，预防孔底积碴过多而卡孔；对于风化破碎层：应风量小压力轻，勤吹风勤护孔。(4)装药和堵塞装药A、每个孔口应由专员负责，统计装入各孔炸药品种和数量，并和设计数量查对无误后，再填卡、签字或盖章，交爆破责任人。B、装药前应和当地气象、立即掌握气象资料尽可能选择晴天进行装药填塞。C、装药工作，应在爆破技术人员指导下进行。)堵塞A、堵塞开始前，应依据设计要求备足填塞材料，堆放在孔口周围。B、装药完成后，孔口采取沙土细料充填，顶部不留空隙。C、堵塞时，应有专员负责检验督促堵塞质量，堵塞完成，应进行检验。6、材料和设备表6.1关键材料序号材料名称规格及要求用途1乳化炸花炸药2雷管引爆表6.2机具设备序号名称规格型号单位数量备注1潜孔钻90台42风镐03-11台43风动凿岩机YT-28台44高压风管个107、质量控制7.0.1质量控制标准公路工程质量检验评定标准第一册（土建工程）JTG F80/1公路路基施工技术规范JTG F107.0.2既不造成对路基础身巨大扰动，同时能够确保没有飞石等四飞，造成对周围民房及道路威胁。8、安全方法复杂环境下大规模深孔控制爆破需要控制爆破振动对周围建筑物危害，控制爆破飞石对环境破坏，故施工时应尽可能多地采取综合技术，降低爆破振动速度，预防爆破飞石事故发生，并利用测振仪进行安全振动监测，必需时利用摄像技术监测爆破飞石。8.1.1 岩深地域深孔爆破产生飞石原因及降低飞石技术方法(1)产生飞石原因填塞溶洞炸药W1W2图8-1 地下溶洞(溶沟)照片图8-2 溶洞对深孔爆破影响深孔爆破飞石关键产生于孔口和前排。造成孔口飞石原因有两方面：其一是堵塞不严，产生冲炮并带出孔口松动石块；其二是装药过多，堵塞长度不够，从孔口石块飞出。造成前排飞石原因关键是前排临空面不平，最小抵御线差异太大。除此之外，在岩溶地域进行爆破作业时，地下溶洞(图8-1)对爆破效果影响不容忽略。溶洞能改变最小抵御线大小和方向，从而影响装药抛掷方向。溶洞还能够诱发冲炮，严重时会造成爆破安全事故。对于深孔爆破，地下溶洞会使炮孔容药量忽然增大，产生异常抛掷和飞石，图6-2所表示。(2)控制飞石及防护技术方法1)侧向爆破飞石控制。侧向爆破飞石控制关键取决于边孔装药控制。在进行边孔装药前，首先要核实边孔各部位抵御线值。若抵御线误差过大，势必造成侧向飞石或孔口冲炮。其次，应注意自由面上软弱夹层和空隙，软弱带有自然生成，也有前次爆破后冲产生，发觉软弱带存在须在对应位置采取间隔装药，软弱带不装药而用填料填塞。 2)上向飞石控制。上向飞石关键由填塞质量控制，和单耗和填塞长度相关。填塞长度一定，单耗太大，会形成孔口漏斗，飞石数量多而远，危害也严重；单耗太小，炸药威力不足以破坏岩石，就可能向上冲起，危害相对较小，爆破效果肯定不好。所以要控制上向飞石，应控制适宜单耗范围和其适宜填塞长度。3)加压砂袋降低孔口飞石。可用改性铵油炸药包装袋装填砂袋加压孔口，它几乎不增加多少成本，既能限制了孔口松动石块飞出，又是降低大块率有效措施，所以孔口加压砂袋含有一举两得之功效。4)表面覆盖爆破安全网。为了确保复杂环境下爆破安全，更需要采取主动爆破技术控制和被动防护体系相结合方法实现爆破飞石控制。依据试验发觉最好被动防护方法是采取废旧轮胎链成柔性覆盖体，再覆盖胶皮带，组成强力防护体，基础能够阻挡松动爆破飞散物溢出。5)爆源和被保护对象之间设置防护排架，图6-3所表示，挂双层密目网等以拦截飞石，对被保护对象采取严密覆盖，以防飞石对住户及公路车辆破坏。密目网加彩条布竹夹板或模板竹夹板或模板6图8-3 防护围挡正面图(单位：m)8.1.2 爆破振动监测及减振方法(1)爆破振动监测应用公式V=K(Q1/3/R)-及一元回归法对所测得数据进行回归，得到和介质、地形相关系数K 、 ，从而可得到质点振速V 衰减规律，然后依据上式中许可最大振动速度、爆心距R，反算出许可一次起爆药量Q。将得到振速和安全判据(相关规程所要求许可振动速度值)相比较，能够判定建筑物、构筑物是否安全。(2)爆破振动监测指导爆破设计和施工尽管在爆破早期取得了爆破场地振动衰减规律，能够初步指导爆破设计和施工，但当爆破点距离保护建筑物很近(50m)时，仅靠回归分析场地振动衰减规律计算爆破振动安全值，难以确保保护物安全。需要跟踪监测每一炮爆破振动，并依据所测得爆破振动波形，立即调整下一炮起爆网路。一旦所测得振动速度值大于预警值时，则应采取深入减振方法。在大规模爆破施工中应重视以下减振措施：采取微差爆破技术。微差爆破以毫秒级时间间隔分批起爆装药，大量试验研究表明，在总装药量和其它爆破条件相同情况下，微差爆破振速比齐发爆破可降低4060；合理调整不一样段别齐发炮孔数。依据爆破振动监测波形分析，假如每段全部设计相同装药量(装药孔数)，则振动速度最大值基础上全部出现在爆破初始段，高段位爆破波形大全部呈平缓状。这是因为低段位雷管精度较高，而高段别雷管同段雷管齐发率低。所以在排段时可采取低段雷管跳段使用和合适增加高段炮孔同段装药量标准；采取孔底不耦合装药阻隔爆破振动。当爆源处于高位时，采取孔底不耦合装药阻隔爆破振动效果显著。为简化施工，在无水炮孔底部放一段0.5m长PVC 管，以后放入一卷乳化炸药，上部再倒入粒状铵油炸药至填塞高度。实践证实，这种孔底不耦合装药结构可使高位爆破振动降低10%20%；采取预裂爆破阻隔爆破振动。当爆破点距离保护建筑物很近(50m)时，爆区周围预优异行逐孔起爆预裂爆破，主爆破孔同时采取孔底不耦合装药，不仅大幅度阻隔爆破振动向外传输，降低爆破振动幅值，确保保护物安全；而且使后排开挖坡面平整，有利于台阶下工作面施工安全，为下一炮发明了愈加好临空面。8.1.3 岩溶地域深孔爆破大块产生关键原因及降低大块率技术路径(1)大块产生关键原因深孔爆破按正常孔网参数设计，若全部炮孔正常起爆，爆堆内部大块极少，几乎不会在爆破岩体中心产生大块。岩溶地域深孔爆破产生大块原因，除了台阶立面凹凸不平，第一排最小抵御线厚薄不均；第一排通常上薄下厚，若炮孔底部有积水，只能装乳化炸药卷，从而使底部线装药密度降低，所以第一排下部轻易产生大块1)排距和孔距参数参差不齐图8-4 岩深地域溶沟地质图8-4是岩溶地域最显著溶沟地形。当地表面有石芽、探头石后，通常会使用炮机先打掉这些表面石芽、探头石，使钻孔机械便于行走，但也掩盖了溶沟存在，钻孔时碰到这些溶沟或溶缝就会改变孔位，这时会改变炮孔排距和孔距参数，当增加排距和孔距时会产生大块。2)能量泄漏能量泄漏是溶洞对爆破关键影响之一，假如在爆破作用范围内有较大溶洞，就会发生能量泄漏，因为爆生气体向周围溶洞内泄漏，使其炮孔压力快速降低，从而造成其它方向裂隙停止发展，假如药包埋设在溶洞周围，有时会改变抵御线大小和方向，影响抛掷方向，造成爆破不均，产生大块。另外，在地质结构较破碎岩体中爆破，往往最终排抛出后，后缘台阶顶部受爆破振动和反射拉伸作用轻易拉裂或垮落部分大块岩石。b A-A剖面图填塞装药6m5.0m2.0m2.5mAAa 炮孔立面部署炮孔(2)降低大块率技术路径我们提出了采取“绕、补、弃”标准和尽可能采取水平中深孔爆破技术。图8-6 水平深孔钻孔情况1)采取“绕、补、弃”标准。图8-5 水平钻孔装立面和剖面图对于岩溶发育区穿孔工作，如碰到溶沟、溶缝或小溶洞(已填满泥土)又进行垂直深孔爆破时，应采取“绕、补、弃”标准，即：穿孔尽可能绕避，不能绕避则采取补孔措施，不能补孔则作为弃孔处理。2)采取水平深孔微差爆破技术。采取水平深孔微差爆破爆破参数设计图8-5所表示，机械钻孔作业方法图8-6所表示。台阶高度以56m左右、孔深以6m为宜。从爆破实践来看，松动爆破后，爆堆沿原地周围堆积，松散度能满足装运要求。经过不停改善优化水平深孔爆破参数、起爆网路，大块率低于10%，不需要二次爆破破碎，仅用炮机合适破碎即可。9、环境保护方法9.0.1在进行打孔过程中要注意控制粉尘及噪音等，避免造成对于施工人员及周围村民干扰，同时避免造成对周围环境破坏。9.0.2施工机械废油废水，采取隔油池等有效方法加以处理，不得超标排放；9.0.3施工用各材料应分类码放，堆放有序；9.0.4施工现场严禁吸烟。10、效益分析依据爆破统计资料和施工期间材料单价进行计算，民房等建筑设施旁爆破单方成本、综合单价及各自百分比见表6-2。对表6-2分析以下：(1)复杂环境深孔控制爆破工程成本组成中，深孔钻孔费用所占百分比最大，高达29. 40%，混合炸药费用所占百分比次之，达41.21%， 再次防护方法费达16.94%，三者累计费用消耗占到了成本87.55%左右，其它作业项目标费用支出占总成本12.45%以下。( 2)降低深孔控制爆破成本关键在于控制钻孔、炸药单耗和选择经济、可行防护方案。(3)和同类同时期一般爆破相比较，施工成本增加幅度达15%20%，爆破成本显著增加。表6-2 爆破单方成本组成、综合单价及各自百分比 元/m3费用名称工程成本其它费用综合单价深孔钻孔炸药起爆器材装药爆破其它材料方法费企业管理费规费单方成本利润税金M1/元3.213.780.630.070.021.850.400.3710.330.320.2710.921/%29.434.625.770.640.1816.943.663.3994.593.272.76100注：表中M1单方费用，1表示单方费用比。11、应用实例龙永十三标项目全线10.1公里路基，大部分全部为全挖方及半填半挖路基，控制爆破技术现在正应用于龙永项目，具体实施效果有待于深入观察。