A. 路基石方工程常用爆破方法有哪些
施工常用的爆破方法
(1)概述
隧道爆破通常采用掏槽爆破,即将开挖断面上的炮眼分区布置和分区顺序起爆,逐步扩大完成一次开挖,分区是按照炮眼的位置、作用的不同有三种炮眼:即掏槽眼、辅助眼、周边眼。这三种炮眼除共同完成一个循环进尺的爆破掘进外,分别各有其作用,因此各有不同的位置、长度、方向、间距的要求。
(2)隧道爆破开挖中的炮眼布置方法
(1)掏槽眼
①掏槽眼的布置,合理布置掏槽眼应掌握好炮眼的三度:深度、密度和斜度,并通过计算确定用药量及放炮顺序等
②掏槽炮的作用,是将开挖面上适当部位先掏出一个小型槽口,以形成新的临空面,为后爆的辅助炮开创更有利的临空面,达到提高爆破效率的作用
③掏槽眼本身只有一个临空面,且受周围岩石的挤压作用,故常需要采用较大的爆药单位消耗K值和较大的装药系数A值,以增大爆破粉碎区,并利用爆炸冲击波及爆炸产物作功,将岩石抛掷出槽口。为保证掏槽炮能有效地将石渣抛出槽口常将掏槽眼比设计掘进进尺加深10—20cm,并采用反向边疆装药和用双雷起爆;
④槽口尺寸常在1.0~2.5m2之间,要与循环进尺,断面大小和掏槽眼方式相协调。要求掏槽眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5m;
⑤掏槽方式一般可分为斜眼掏槽和直眼掏槽两大类,斜眼掏槽的优点:可按岩层实际情况选择掏槽方式和掏槽角度,容易把石渣抛出槽口,且掏槽眼数目较小。其缺点是眼浓度受坑道断面尺寸的限制,不便于多台钻机同时钻眼,钻眼方向难掌握准确.
⑥直眼掏槽的优点:便于多机同时钻眼和不受断面尺寸对爆破进尺的限制,适用于深孔爆破,从而为加快掘进速度提拱了有利条件,且掏槽石渣抛掷距离较短。目前现场多采用直眼掏槽。但缺点是其炮眼数目较多,炸药单耗量K值也要加大,炮眼位置和垂直方向要求具有较高的精度,才能保证良好的爆破效果。因地质多变,几种掏槽方式可混合使用。
(2)辅助眼及周边眼布置方法
①辅助眼的作用是进一步扩大槽口体积和爆破量,并逐步接近开挖断面形状,为周边眼创造有利的条件。
②辅助眼的布置主要是指炮眼间正值和最小抵抗线y值的确定,主要根据岩石软硬和药量多少,由工地试验确定。辅助眼应由内向,逐层布置,逐层起爆,逐步接近开挖断面轮廓形状。
③周边眼的作用是一种辅助炮眼,目的是成型作用。周边眼爆破后使坑道断面达到设计的形状和尺寸。周边眼的位置一般是沿着设计轮廓线均匀布置,其炮眼间距和最小抵抗线长度均比辅助眼小,目的是使爆破出坑道的轮廓较为平顺和控制超欠挖量。
④为了保证开挖面平整,辅助眼及周边眼应使其眼底落在同一垂直面上,必要时应根据实际情况调整炮眼的深度。
(3)光面爆破法
(1)概述
光面爆破是通过调整周边眼的各爆破参数,使爆炸先沿各孔的中心连线形成贯通的破裂缝,然后内围岩体裂解,并向临空面方向抛掷。这种爆破在围岩中产生的裂缝较少,使爆破后的岩石表面能按设计轮廓线成型,表面较平顺,超欠挖很小。
光面爆破的技术要求
①根据围岩特点合理选择周边眼间距和周边的最小抵抗线。
②严格控制周边眼的装药量,应使用药量沿炮眼全长合理分布,并合理选择炸药品种和装药结构。
③采用周边同时起爆。
(3)光面爆破的分区起爆顺序:掏槽眼→辅助眼→周边眼→底板眼。辅助眼则应由里向外逐层起爆。
(4)预裂爆破法
预裂爆破法的分区起爆顺序为:周边眼→掏槽眼→辅助眼→底板眼。
(5)毫秒爆破法
1)概述
毫秒爆破其实质是以毫秒雷管严格按一定顺序起爆炸药包组,使爆破前后阶段的时间间隔极其短促,以毫秒计算。爆破产生的岩石破坏作用力(应力波或冲击波)可以叠加,促使岩石易于被炸碎;同时,前后段爆破传递到围岩内部的冲击波又相互干扰和相互抵消,使冲击波对围岩的振动破坏大为减弱。
2)实现毫秒破坏一般有两个方法:一是用毫秒雷管和毫秒起爆器(用延长仪器控制延发时间);另一方法是使用毫秒雷管起爆。
3)装药结构
①正向装药
②反向装药。当炮眼愈深时,反向装药结构的爆破效果愈好。
B. 深孔爆破可选用的起爆方法有哪些
深孔爆破可选用的起爆方法如下:
1、热触点法:是指在深孔内安装热触点,使用高分子材料将其包裹,当加热到一定温度时发生火花,从而引发爆破。
2、冷触点法:是指在深孔内安装冷触点,当外加电流或电场时,会发生火花,从而引发爆破。
3、电火花法:是指在深孔内安装电火花,当外加电流或电场时,会通过电火花达到爆破效果。
4、电引燃法:是指在深孔内安装电火花,将电火花用电引燃物与爆药结合起来,当外加电流或电场时,会引发爆破。
C. 查找爆破网络问题时严禁用大串联的方式爆破
原因;
一、爆破母线和连接线的连接工作,只能由爆破工一人独立完成。连接线和雷管脚线、脚线和脚线之间的连接可以由班组长协助爆破工连接,与连线无关人员不准在爆破地点停留。
二、爆破网络一般采用串联方法连接。若工作面炮眼超过70个,制定专项措施后可采用串并联方法连接。
三、爆破母线和连接线、连接线和雷管脚线、脚线和脚线之间的接头必须相互扭紧,并悬空,不得虚接,不得与岩面、轨道、金属网、金属管、钢丝绳、刮板输送机等相接触。连线质量由爆破工负责。
四、连接爆破网路时,雷管脚线的接头方式应采用并头绕鼻连接。
五、接头有锈或污物必须清除掉。
六、眼深大于雷管脚线长度需延长脚线时,接头要错开,并用绝缘胶布包好。
D. 简单爆破知识
1 露天深孔爆破的技术要求
随着深孔钻机如全液压钻机、高风压及中风压钻机的出现和不断完善以及装运设备的不断改进,爆破技术的迅猛提高和爆破器材的日益发展,深孔爆破在改善和控制爆破质量、提高大型机械设备装运效率和经济效益方面的优越性已明显地为人们认识与重视。露天深孔爆破的技术要求主要是:(1)安全控制;(2)降低大块率;(3)降低综合爆破成本。
2 露天深孔爆破安全控制技术及设计
爆破的有害效应有地震波、飞石、冲击波、有毒气体、噪声和灰尘。作为露天深孔爆破,必须对地震波、飞石、冲击波三项分别进行安全距离计算,保证符合要求,同时起爆网路的可靠起爆也是安全控制的重点。
2.1 地震波安全距离计算及防护技术
(1)地震波安全距离计算
V=K·(Qm/R)α
式中:K、α—系数,与地形地质条件有关; Q—最大一段起爆药量,kg; R—药包中心至被保护物的水平距离,m。
计算的地震波速度应满足国家安全规程的要求。 注意:①爆破地震波除和计算公式中的参数有关外,还和爆区与保护点的相对高度有关,当爆区位于保护点的上方时,计算值偏大;反之则偏小;②爆破地震波的大小还和保护区方位有关,当保护区位于爆区前方时,地震波最小,侧向次之,后方最大。③在特殊建筑物附近或爆破条件复杂地区进行爆破时,必须进行必要的爆破地震效应的监测或专门试验,以确定保护物的安全性。
(2)地震波的安全防护技术
露天深孔爆破,实践表明,降低爆破振动最经济、最有效的办法是增加分段数、减小最大单响药量。理论上露天深孔爆破采用非电导爆管起爆网路可实现无穷多段,当分段不超过30段时,可用孔内非电导爆管微差、孔外电雷管延时来实现,超过30个段别后需用非电雷管接力延时。如果单靠减小单段炮数还不能够保证爆破振动安全,应采用预裂爆破方法,在最后排与未爆区之间形成一条裂缝,即可有效阻隔40%的振动波能量向外传播。其他方法还 可采用如:选用低威力低爆速的炸药;限制一次爆破的最大药量;选用适当的炸药单耗;选择适当的装药结构;调整爆破传爆方向;改变与被保护物的方位关系;充分利用地形条件,如河沟、渠道、断层等,都有显着的隔震作用。
2.2 飞石安全距离计算及防护技术
(1)飞石安全距离计算 露天深孔爆破个别飞石的计算公式为: Rf=(40/2.54)×D 式中:D———炮孔直径,cm; Rf———为个别飞石最小距离,m。 但在实际设计中,有的工程技术人员采用硐室爆破(集中药包)的公式Rf=20K×n2×W, 这是不正确的,对于计算出的Rf还应考虑爆破点的位置,安全保护区低于爆破点的位置,应增加距离,反之应减少。注意:无论计算结果如何,该距离均不得小于国家安全规程规定的最小200m安全距离 。
(2)飞石安全防护技术
露天深孔爆破的飞石主要产生于孔口和前排。造成孔口飞石有两个原因:一是堵塞不严,产生冲炮并带出孔口松动石块;二是装药过多,堵塞长度不够,使孔口石块飞出。造成前排飞石的原因主要是前排临空面不平,最小抵抗线差异太大,或结构面切割,甚至裂缝与炮孔贯通。对于孔口飞石,防护措施可在孔口加压砂包,就能够既消除冲炮隐患,又能限制孔口松动石块的飞出,同时又能有效降低大块率,因此,在孔口加压砂包是防止飞石操作方便、效果显着的有效办法。对前排飞石的防护,一方面可采用多排微差爆破,减少前排出现次数,另一方面,可根据前排抵抗线和结构面变化情况,在抵抗线太薄的位置堵塞岩粉作间隔装药。如果使用铵油炸药,必须防止过量的炸药流入前排裂缝,否则必将造成大量飞石,发生重大事故。一旦发现炮孔与贯通裂缝或空洞相连,应将该段炮孔堵塞,分段装药。如果发现有过量铵油流入裂缝中,必须注水溶解,然后再回填石沫堵塞裂缝贯通段。个别飞石的飞散距离与爆破方法、爆破参数特别是最小抵抗线的大小、堵塞长度和堵塞质量、孔间或排间毫秒延期时间、地形地质构造(如节理、裂缝和软夹层等等)以及气象条 件有关。因此,为了防止飞石的产生,工程技术人员在爆破设计和施工时,一定要根据爆破条件的变化合理确定单位炸药消耗量和爆破参数,保证炮孔的堵塞长度和质量,以及采取以上种种措施。
2.3 爆破冲击波安全距离的计算与防护技术
(1)爆破冲击波安全距离的计算
R=K×Q1/3
式中:R———为冲击波的安全距离,m; K———为系数,有掩体取15,无掩体取30; Q———为最大一段起爆药量,kg。
(2)爆破冲击波安全防护技术
为了减少爆破冲击波的破坏作用,可从两方面采取措施,一是防止产生强烈的空气冲击波;二是利用各种条件来削弱已经产生了的空气冲击波。通过合理确定爆破参数,避免采用过大的最小抵抗线,防止产生冲天炮;选择合理的微差起爆方案和微差间隔时间,保证岩石能充分松动,消除夹制爆破条件;保证堵塞质量和采用反向起爆,防止高压气体从孔口冲出;推广导爆管或电雷管起爆,尽量不用高能起爆索起爆。这些措施都能提高爆破时爆炸能量利用率,有效防止产生强烈空气冲击波。此外,尽量避免爆区正面朝向被保护物,无法避免时也应将建筑物的门窗打开,必要时搭设防护架,也可有效减小冲击波的危害。
2.4 有毒有害气体的防护
对露天深孔爆破,前苏联学者建议露天大爆破的有毒气体按R=K×W1/3确定,但本公式对气象、地形因素考虑不够,为防止炮烟中毒,应采取以下几个方面的防护措施:(1)不要使用过期变质的炸药;(2)加强炸药的质量管理定期检验炸药的质量;(3)加强 炸药的防水防潮,保证质量,避免炸药产生不完全的爆炸反应;(4)人员应在上风方向;(5)一切人员必须等到有毒气体稀释至爆破安全规程中允许的浓度以下时,才准返回工作面。
2.5 起爆网路安全起爆技术
如使用电爆网路,则要根据爆区气象水文条件、爆破要求、成本等方面综合考虑,选用普通瞬发、秒、毫秒延期电雷管,以及抗杂电雷管、BJ-1型安全电雷管、无起爆药雷管、预防杂散电流、射频电、雷电等的影响,提高电爆网路的安全性、可靠性,防止发生早爆事故。导爆管网路由于操作简单,不受外来电影响(雷电除外)、成本低、可实现等间隔微差起 爆并且起爆段数和炮孔不受雷管段数限制而得到广泛推广应用。缺点是起爆前无法用仪表检查;爆区太长或延期段数太多时,采用孔外延期网路容易被空气冲击波或地震波、飞石破坏网路;在高寒地区塑料管硬化会恶化导爆管的传爆性能。推荐使用新型导爆管发射四通多闭合起爆网路。该网路具有以下特点:(1)整个起爆网路呈网格状多通道,传爆方向四通八达,个别雷管或导爆管的缺陷不影响整个起爆网路的准爆性;(2)对于每个雷管至少有两个方向传递爆轰波,起到双保险作用,可取代或减少复式导爆管起爆网路形式,节省起爆器件;(3)整个起 爆网路中只要有一个结点被击发,即可使整个网路引爆;(4)网路联接操作简单,便于检查;( 5)起爆雷管不受限制,可以把封闭的网路无限扩展然后单点或多点击发,以起爆整个网路。
3 降低大块率的技术措施
3.1 大块率产生的主要原因(见图1、图2、图3)
……
E. 路基石方工程常用的爆破方法有哪些
(1)光面爆破
光面爆破是在开挖限界的周边,适当排列一定间隔的炮孔,在有侧向临空面的情况下,用控制抵抗线和药量的方法进行爆破,使之形成一个光滑平整的边坡。
(2)预裂爆破
预裂爆破是在开挖限界处按适当间隔排列炮孔,在没有侧向临空面和最小抵抗线的情况 下,用控制药量的方法,预先炸出一条裂缝,使拟爆体与山体分开,作为隔振减振带,起保护和减弱开挖限界以外山体或建筑物的地震破坏作用。
(3)微差爆破
两相邻药包或前后排药包以毫秒的时间间隔(一般为15~75ms)依次起爆,称为微差爆破,亦称毫秒爆破。多发一次爆破最好采用毫秒雷管。当装药量相等时其优点是:可减振1/3~2/3左右;前发药包为后发药包开创了临空面,从而加强了岩石的破碎效果;降低多排孔一次爆破的堆积高度,有利于挖掘机作业;由于逐发或逐排依次爆破,减少了岩石夹制力,可节省炸药20%,并可增大孔距,提高每米钻孔的炸落方量。炮孔排列和起爆顺序,根据断面形状和岩性。多排孔微差爆破是浅孔深孔爆破发展的方向。
(4)定向爆破
利用爆能将大量土石方按照指定的方向,搬移到一定的位置并堆积成路堤的一种爆破施工方法,称为定向爆破。它减少了挖、装、运、卸夯等工序,生产率极高。在公路工程中用于以借为填或移挖作填地段,特别是在深挖高填相间、工程量大的鸡(5)洞室爆破
为使爆破设计断面内的岩体大量抛掷(抛坍)出路基,减少爆破后的清方工作量,保证路基的稳定性,可根据地形和路基断面形式,采用以下不同性质的洞室炮爆破方法。
1)抛掷爆破。
①平坦地形的抛掷爆破(亦称扬弃爆破)。自然地面坡角a<15°,路基设计断面为拉沟路堑,石质大多是软石时,为使石方大量扬弃到路基两侧,通常采用稳定的加强抛掷爆破。
②斜坡地形路堑的抛掷爆破。自然地面坡角。在15°~50°之间,岩石也较松软时,可采用抛掷爆破。
③斜坡地形半路堑的抛坍爆破。自然地面坡度大于30°,地形地质条件均较复杂,临空面大时,宜采用这种爆破方法。在陡坡地段,岩石只要充分破碎,就可以利用岩石本身的自重坍滑出路基,提高爆破效果。
2)定向爆破。
3)松动爆破。爪形地区,采用定向爆破,一次可形成百米以至数百米路基。