【正文】 工程爆破技術編者語為了幫助工程項目剛從事爆破工作，或對爆破技術的掌握較有限的工程技術人員，較快地成為熟練爆破技術人員，適應土石方開挖工程的市場經(jīng)濟發(fā)展需要，而編制本工程爆破技術。編寫工作是根據(jù)實踐經(jīng)驗、參考并運用有關資料的成果進行。工程爆破技術，發(fā)展至今仍屬于一門年輕的科學技術，在許多方面有待進一步研究、實踐、發(fā)展，本人經(jīng)驗與水平均有限，不足之處在所難免，歡迎讀者提寶貴意見。 編者：張錦亮 總目錄第一章 工程爆破設計第二章 影響巖石爆破效果的因素第三章 爆破安全1．前言 62．爆破設計原則 63．爆破設計程序 64．明挖鉆爆設計 6 爆區(qū)地形、地質(zhì)條件 7 爆區(qū)及其周圍環(huán)境質(zhì)量、安全控制內(nèi)容、控制標準與控制措施 7 爆破器材的品種、規(guī)格 8 梯段爆破設計 8 預裂爆破 15 17 溝槽爆破 18 保護層鉆爆 205．地下洞室爆破設計 22 洞臉鉆孔爆破 22 平洞鉆孔爆破的設計主要內(nèi)容 22 豎井與斜井爆破 29第一章 工程爆破設計目錄 前言 爆破設計原則 爆破設計程序 明挖爆破設計 明挖爆破設計內(nèi)容 爆區(qū)地形地質(zhì)條件 爆區(qū)周圍環(huán)境質(zhì)量安全 爆破器材品種規(guī)格 梯段爆破設計 預裂爆破 光面爆破 溝槽爆破 保護層爆破 地下洞室爆破設計第一章 工程爆破設計1．前言 土石方開挖工程施工鉆爆是龍頭工序，對工程項目的進度、質(zhì)量、安全和成本等四大管理目標的實現(xiàn)，起重要作用。工程爆破施工，通過爆破設計指導實施，為此，搞好爆破設計對實現(xiàn)項目四大管理四大目標，是重要環(huán)節(jié)。2．爆破設計原則⑴有利于降低成本消耗；⑵有利于施工作業(yè)安全和確保周圍被保護對象的安全；⑶選擇參數(shù)合理，確保工程質(zhì)量，提高爆破效果。3．爆破設計程序 爆破設計工藝流程爆破部位→基本情況→確定基本參數(shù)→計算孔網(wǎng)參數(shù)→繪制圖表→形成設計文件 明確爆破部位：指爆區(qū)所在工程名稱、爆破部位、爆破方量、炸藥用量、爆破時間等。 掌握基本情況：指熟悉施工圖技術要求、掌握爆區(qū)地形地質(zhì)條件、掌握爆區(qū)周圍環(huán)境情況，以及所有安全、質(zhì)量保護對象的控制標準和控制措施。 確定基本參數(shù)：指確定梯段高度（H）、鉆孔直徑（D）、鉆孔傾角（α）、爆破器材品種、炸藥單耗（q）、單響起爆藥量（Q1）等。 計算孔網(wǎng)參數(shù)：指計算孔深（H）、孔距（a）、排距（b）、底盤抵抗線（W）、裝藥直徑（d）、單孔藥量（Q2）、堵塞長度（Lc）、裝藥結構（圖示）、布孔形式（圖示）、網(wǎng)絡結構（圖示）、延時順序（圖示）、段間時差（t）、起爆總持續(xù)時間（T）、起爆方式（圖示）、安全距離（R）、爆破地震安全震動速度（V）等參數(shù)。 繪制相關圖表：指爆區(qū)位置平面圖、爆破參數(shù)有關示意圖、爆破參數(shù)匯總表、爆破器材用量表等。 爆破設計文件：指將上述爆破設計內(nèi)容匯集，加上目錄、封面和報審單等，匯編成爆破設計文件。 爆破設計審批程序爆破設計文件→項目爆破責任工程師審簽→項目總工審定或審批→監(jiān)理人審批。監(jiān)理人審批：指規(guī)定監(jiān)理人審批范圍的爆破設計。項目總工審定或審批：指對報監(jiān)理人審批的爆破設計進行審定，對規(guī)定由項目部審批的爆破設計進行審批。 4．明挖鉆爆設計 明挖鉆爆設計內(nèi)容⑴爆破工程名稱、部位；⑵爆區(qū)地形、地質(zhì)條件；⑶爆區(qū)周圍環(huán)境質(zhì)量、安全控制內(nèi)容、控制標準與控制措施；⑷爆破器材品種、規(guī)格；⑸梯段爆破設計；⑹預裂爆破設計；⑺溝槽爆破設計；⑻保護層爆破設計；⑼大石解炮設計；⑽爆破飛石安全距離設計；⑾爆破地震效應安全控制設計；⑿爆破安全防護措施。爆破施工中，每次爆破僅對發(fā)生的內(nèi)容進行具體設計，第⑷項可列入爆破器材用量表中，⑽項通過初期爆破設計及實施爆破掌握規(guī)律后，每次爆破中明確安全距離即可。 爆區(qū)地形、地質(zhì)條件 地形條件爆區(qū)地形條件：指地形高差、坡度、構筑物所在位置及其至爆區(qū)邊緣距離等內(nèi)容。 地質(zhì)條件爆區(qū)地質(zhì)條件，指對影響爆破有關的巖石物理力學特性；構造斷層、節(jié)理裂隙及軟弱夾層分布等。 爆區(qū)及其周圍環(huán)境質(zhì)量、安全控制內(nèi)容、控制標準與控制措施 爆破對質(zhì)量控制內(nèi)容、標準、措施⑴控制內(nèi)容及標準①爆碴按用途要求，確保破碎度和獲得率；②邊坡預裂爆破的質(zhì)量，滿足合同技術文件和有關規(guī)范的質(zhì)量標準要求；③爆破地震效應，確保邊坡穩(wěn)定、建基面巖體完整、新澆砼及附近建（構）筑物的質(zhì)量不受損害。⑵控制措施①控制措施的原則、有關規(guī)范質(zhì)量標準要求；；，以利項目成本管理目標實現(xiàn)。②爆碴按用途合格率的獲得，通過合理調(diào)整鉆爆參數(shù)，力爭每次爆破獲得率滿足要求。 ③邊坡預裂質(zhì)量，通過合理選用孔距、線裝藥密度、嚴格造孔質(zhì)量和作業(yè)工藝、確保每次爆破后質(zhì)量符合要求。④爆破地震效應的控制，有現(xiàn)場測試成果時，按實際成果控制效果較可靠；無實地測試成果指導，使用條件相似的經(jīng)驗公式V=K（Q1/3/R）α按《爆破安全規(guī)范》α值選用并通過使用確認效果可靠，進行合理調(diào)整參數(shù)。⑤建基面巖體完整性及超欠挖質(zhì)量控制。建基面巖體質(zhì)量及超欠挖的質(zhì)量指標，合同技術文件及有關規(guī)范有明確的質(zhì)量標準要求，一般為超欠挖在177。20cm內(nèi)，建基面無明顯爆破裂隙、巖石抗壓強度損失不超過規(guī)定要求。建基面質(zhì)量通過嚴格控制保護層鉆爆來實現(xiàn)，保護層鉆爆，目前主要有下述方法：保護層的常規(guī)分層鉆爆，是一種老方法，通常用手風鉆對保護層自上而下按規(guī)范要求分三層進行鉆爆，每層鉆孔前，均發(fā)生用大量人力對鉆孔場地進行清理，最后一層鉆孔至建基面或距建基面小于20cm范圍。這個方法人力用量大、成本消耗大、工期耗用多，而且建基面下部破壞深度一般不小于1m，尤其孔底下部爆破裂隙深度超過1m的較普遍，新規(guī)范已不將這種鉆爆方法作為先進方法。水平預裂或水平光爆一次性爆除保護層巖體，質(zhì)量好、進度快、成本低，是一種先進方法。因為目前無適合的造水平孔機械，難于大規(guī)模實施；人工手風鉆雖然可以水平造孔，但人力操作困難。柔性墊層法爆除保護層巖體，是目前采用的先進方法之一，但是孔底下部仍有一定的破壞深度。即柔性墊層的炮孔孔底距建基面一定距離，柔性墊層爆破并挖碴后，對余下的保護層用手風鉆造水平孔或近似的緩傾角鉆孔，一次鉆爆至建基面，確保建基面的質(zhì)量。 爆區(qū)及周圍環(huán)境安全控制內(nèi)容、標準與保護措施⑴安全控制的內(nèi)容與標準① 爆破飛石安全距由爆破設計確定。對于人員，不得小于《爆破安全規(guī)程》（GB672286）；安全警戒線應大于設計確定的安全距離；② 爆區(qū)周圍建筑物、油庫等的安全；③ 危險區(qū)范圍施工機械、變壓器、電力電線、固定生產(chǎn)設施等安全；④ 爆破地需對建筑物的安全控制；⑤ 其他保護對象的安全，如文物古跡等。⑵保護措施① 爆破飛石安全每次爆破設置安全警戒人員，按爆破信號指揮。起爆前通知危險區(qū)內(nèi)人員和施工機械撤離危險區(qū)，對于固定設置的安全防護進行檢查，并確認無誤后，進入警戒線搞好安全警戒。② 爆區(qū)距離固定設施很近時，通過調(diào)整爆破規(guī)模及爆破參數(shù)仍不能保障其安全時，或取消爆破方法，采用無聲破碎法，或拆除固定設施后爆破。③ 爆區(qū)地層出現(xiàn)有文物古跡時，應報告當?shù)匚奈锕芾聿?，共同研究開掘措施后，進行可靠的開挖。④ 爆破地震時對建筑物的安全，按爆破設計確定對允許單響起爆藥量和分段起爆時差間隔進行嚴格控制爆破。 爆破器材的品種、規(guī)格對于每次爆破使用的爆破器材，一般在爆破設計的爆破器材匯總表中反映。 梯段爆破設計 梯段鉆爆主要參數(shù)圖圖中：H—梯段高 h—鉆孔超深 a—孔距b—排距 W—抵抗線 αL—孔深Lc—堵塞長度L1—裝藥長度α—鉆孔傾角○—鉆孔 圖11 梯段爆破主要參數(shù)圖 梯段高度HH值的選擇，一般按設計確定邊坡臺階之間高差或施工組織設計統(tǒng)一分層確定；當設計沒有明確臺階，或臺階之間高差很大時，按施工組織設計確定的分層高差確定H值。但必須確保投產(chǎn)鉆機有造孔能力和挖掘設備安全挖高能力。 鉆孔直徑DD值選擇原則① 投產(chǎn)鉆機必須具備；② 在合同技術條款及有關規(guī)范規(guī)定允許范圍；③ 確保單孔裝藥量產(chǎn)生爆破地震，在允許范圍；④ 在保證爆破效果條件，選擇耗用成本少的D值。 ⑴邊坡預裂孔、緩沖孔、α值與設計邊坡α值相同；⑵爆破孔、從鉆孔質(zhì)量和爆破效果角度考慮，α值與巖石陡傾角節(jié)理的α值相同或接近為佳，一般采用利于鉆機就位進鉆快、成孔率高的α值，具體根據(jù)實際情況選定。 單響允許最大起爆藥量Q1⑴對于水工建筑物結構基礎開挖，有關規(guī)范對單響最大藥量Q1已明確規(guī)定為：① 基坑一般巖石爆破Q1≤500kg；② 建基面上一層梯段爆破Q1≤300 kg；③ 保護層爆破Q1≤150 kg；④ 邊坡緩沖孔及臨近緩沖孔的爆破Q1≤300 kg；⑤ 預裂、光面爆破Q1≤50 kg。⑵對于安全條件較好的挖山場平工程，單響最大起爆藥量可按下述經(jīng)驗公式考慮 Q1=[(V/K)1/αR]3 （11）式中Q1—單響最大起爆藥量，kg/段；R—爆區(qū)中心至被保護對象的距離，m；V—質(zhì)點振動速度允許安全值，cm/s；K—與爆破點地形、地質(zhì)條件有關的常數(shù)α—與爆破點地形、地質(zhì)條件有關的衰減指數(shù) 單位耗藥量q單位耗藥量q的值與巖石性質(zhì)、炸藥性質(zhì)、自由面條件、炮孔直徑、孔深、孔向、孔傾角、地質(zhì)構造等多種因素相關，由于爆破條件多變，炸藥爆轟反應及巖石破碎過程的復雜性至今尚無完善的理論計算方法。人們長期實踐積累經(jīng)驗建立的經(jīng)驗公式，基本上是體積公式，它的基本原理是裝藥量與巖石對爆破作用成正比，這種抵抗力主要是重力作用，各種經(jīng)驗公式的適用范圍存在局限性，對于新進入開挖爆破的區(qū)域，合理的單耗q值應從現(xiàn)場爆破試驗中取得。⑴單位耗藥量q的確定方法① 初期試驗，參考條件相似的經(jīng)驗公式、經(jīng)驗數(shù)據(jù)；參考國家有關消耗定額；② 結合生產(chǎn)進行試驗爆破，根據(jù)爆破效果，進行合理調(diào)整參數(shù)獲得合理的q值；③ 爆破施工過程，同一爆區(qū)、同一種巖石，風化程度不同，孔位、孔向與構造節(jié)理分布不同、自由面的條件及孔網(wǎng)參數(shù)不同，取得同一要求的爆破效果q值不完全相同，需在爆破施工中不斷總結調(diào)整，才能取得合理采用q值的效果。⑵ 確定q值有關經(jīng)驗公式與經(jīng)驗數(shù)據(jù)① 經(jīng)驗公式蘭格弗爾在花崗巖中用狄納特35%的NG炸藥，垂直梯段爆破的經(jīng)驗公式q=70/W+350+4W (12