第6章 硐室爆破 [兼容模式].pdf

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1、第六章硐室爆破将大量炸药集中装将大量炸药集中装填于设计开挖成的药填于设计开挖成的药室（硐室或导硐）中，室（硐室或导硐）中，httphttp:/cn达到一次起爆大量炸达到一次起爆大量炸药、完成大量土石方药、完成大量土石方开挖或抛填任务的爆开挖或抛填任务的爆破技术破技术大爆破大爆破第六章硐室爆破施工快、工效高、机械省、单价低，不受气候、交通条件限制等优点适合我国国情；httphttp:/cn尤其适用于山区交通、水利工程土石方开挖和大型露天矿山的边坡剥离开采爆破等。大型场地开挖平整、地下矿山的井下残柱回采和采空区充填，也可采用硐室爆破。我国是进行硐室爆破最多的国家之一，万吨级炸药的爆破有三次，百吨级

2、以上的达数百次。第六章硐室爆破1956年，甘肃白银露天矿，加强松动和抛掷爆破，一次爆破土石方907.7104m3httphttp:/cn一次装填起爆炸药总量炸药总量15640吨；1971年，攀枝花狮子山铁矿，一次爆破土石方1140104m3，装药总量装药总量10162吨；1992年，珠海炮台山大爆破，一次爆破土石方1085.2104m3，装药总量装药总量12000吨；第六章硐室爆破硐室爆破新发展：httphttp:/cn硐室爆破新发展：我国的爆破工作者创造了（1）条形药包硐室控制爆破（2）多边界公路土石方硐室控制爆破（3）硐室加预裂一次成型爆破新技术在保证爆破效果、控制爆破危害、降低工程成本、

3、加快工程进度等方面，取得了很好的社会经济效益。6.1硐室爆破的特点及分类一、硐室爆破的特点一、硐室爆破的特点1爆破方量大，施工速度快，经济效益好；2灵活方便适应性强在交通不便地形复杂的山区httphttp:/cn2灵活方便，适应性强，在交通不便、地形复杂的山区，不受气候和施工条件的影响；3单位炸药消耗量和大块率较高；4一次爆破药量较多，安全问题比较复杂比如：爆破震动作用较强，对边坡及附近建（构）筑物的影响较大；飞石等危害；6.1硐室爆破的特点及分类二、硐室爆破的适用条件1 周围环境许可，石方工程量较大，工期紧迫；2 山势较陡，可以利用地形和重力作用，进行抛坍爆破；httphttp:/cn3 在

4、峡谷、河床两侧有较陡山地可取得大量土石方时，定向抛掷硐室爆破修筑堤坝。4 在工程建设初期，如果地形有利而又有足够的土石方量时，可采用硐室爆破剥离岩土和平整场地，为深孔台阶爆破形成工作平台。注意：除非是利用硐室爆破将滑坡体炸除，一般不要在滑坡体内或滑坡体附近进行硐室爆破。6.1硐室爆破的特点及分类三、硐室爆破的类型三、硐室爆破的类型(一)按爆破目的分类松动爆破httphttp:/cn1松动爆破在一定范围内松动和破碎岩石，不产生抛掷的爆破叫松动爆破。其作用特征是：漏斗体内岩石充分破碎、疏松膨胀，可用机械或人工挖运；炸药单耗较小、能有效保护边坡、控制爆破堆积范围，很少出现抛掷和爆破飞石，是复杂环境下

5、土石方开挖的主要爆破方法。利用重力作用的崩塌爆破也属于松动爆破。6.1硐室爆破的特点及分类松动爆破可分为httphttp:/cn标准松动爆破（爆破作用指数标准松动爆破（爆破作用指数n=0.75）；）；加强松动爆破（加强松动爆破（0.75n1）减弱松动爆破（减弱松动爆破（n0.75）。）。6.1硐室爆破的特点及分类2抛掷爆破按抛掷作用的强弱程度，可分为：标准抛掷爆破（n=1.0）；httphttp:/cn标准抛掷爆破（n=1.0）；加强抛掷爆破（n1.0）；减弱抛掷爆破（0.75n1）。由于抛掷爆破一次起爆装药量较多，爆破震动和飞石影响范围较大，在临近建筑物或周围环境较复杂的地方不宜采用。当地面

6、自然坡度在30以上时，可考虑抛坍爆破；60以上的陡坡地形可采用崩塌爆破。6.1硐室爆破的特点及分类(二)按药室形态分类1集中药包和条形药包httphttp:/cn1集中药包和条形药包集中药包硐室爆破：一般地，药包长度和它的横截面的直径或边长之比（即长径比）4时，称为集中药包；药包长径比8时称为条形药包；集中药包布置灵活，适用于地表凌乱、地质构造复杂和断层较多的地形地质条件。6.1硐室爆破的特点及分类条形药包硐室爆破：爆破能量利用率更高炸药单耗低爆破效果好httphttp:/cn爆破能量利用率更高、炸药单耗低、爆破效果好、岩石破碎块度均匀，爆堆集中、抛掷效果好、有利于边坡稳定、降低爆破振动和周围

7、环境安全等优点，是近年来各类硐室爆破采用的主要药包布置形式。但是，条形药包存在端部爆破作用较弱，加上地形因素，条形药包经常药配合集中药包使用。见图6-1。6.1硐室爆破的特点及分类理论破裂线工施集中药包条形药包道便图6-1珊溪水库牛坑石料场硐室爆破药包布置平面图 6.1硐室爆破的特点及分类2分集药包或分条药包将一个集中药包或条形药包的药量，分成两个保持一定距离的集中或条形子药包httphttp:/cn离的集中或条形子药包常用于地形崎岖不平和地质比较复杂、岩体内断层和大裂隙较多，地形崎岖不平，以及为了躲避不良地质构造或相邻药室抵抗线变化比较突出的爆区，可减轻爆破对基岩的破坏程度和影响范围。还可以

8、解决公路或铁路石方爆破开挖，可以解决集中药包布置“一个太少，二个太多”的问题。6.1硐室爆破的特点及分类3平面药包由多个并列、多层（多排）的集中药包或条形药包组合布httphttp:/cn由多个并列、多层（多排）的集中药包或条形药包组合布置而成，同排药包同时起爆形成大面积的爆破破碎岩石抛掷。适用于地形比较宽阔、地质较简单、或坡度平整、要求高抛掷率和较远抛掷距离的爆破工程，如定向抛掷筑坝等大型爆破工程。6.2硐室爆破方案设计（1）方案设计在论证采用硐室爆破的技术可行性、经济合理性及安全可靠性的基础上确定爆破方量拟订爆破方案选择爆破参数提出技httphttp:/cn的基础上，确定爆破方量，拟订爆破

9、方案，选择爆破参数，提出技术经济指标，选择药包形式和位置。（2）施工设计根据已批准的方案设计及审批意见，完善爆破方案，调整爆破参数，准确地确定药包位置，绘制掘进、装药、堵塞、起爆网路等施工图，计算各项工程量，进行安全验算，制订安全措施。6.2硐室爆破方案设计一、设计原则一、设计原则1根据上级机关批准的任务书和必要的基础资料进行。根据上级机关批准的任务书和必要的基础资料进行。2根据工程要求及爆区地形地质条件，在保证爆破效根据工程要求及爆区地形地质条件，在保证爆破效果的前提下，尽可能做到投资省，进度快，成本低，果的前提下，尽可能做到投资省，进度快，成本低，合理确定爆破方案。合理确定爆破方案。3保证

10、爆破方量和破碎质量保证爆破方量和破碎质量底底板平整板平整周边不留岩周边不留岩3保证爆破方量和破碎质量保证爆破方量和破碎质量，底底板平整板平整、周边不留岩周边不留岩坎坎、爆、爆堆符堆符合要求，合要求，以利以利于于铲铲装装运输；力运输；力求求不超不超爆、爆、不欠不欠挖，挖，边坡不受边坡不受破破坏坏。4提提出出可可靠靠的的安全措施安全措施，确保，确保施施工工安全安全和爆区和爆区周围建周围建（构构）筑物筑物和设和设备等不受损害备等不受损害。5大大型型或或特殊特殊爆破的技术方案和爆破的技术方案和主主要要参数应通过试验参数应通过试验确定。确定。6.2硐室爆破方案设计(二)基础资料1工程任务资料2地形与地质

11、资料httphttp:/cn2地形与地质资料一般需要1500的爆区地形图；1100015000的大区域地形图（包括开挖区最终境界、环境情况标注等），1500或11000的爆区地质平面图及主要地质剖面图；3环境调查资料4试验与检测资料 6.2硐室爆破方案设计二、爆破方案选择二、爆破方案选择(一)爆破规模圈定爆区范围确定爆破规模和单响最大药量httphttp:/cn圈定爆区范围，确定爆破规模和单响最大药量。(二)爆破类型根据对爆破块度、抛掷堆积形态、飞石控制等要求，结合爆区地形、地质条件，合理选择爆破类型。在选择爆破类型时，应估计大块产出率，结合挖装设备的能力，综合比较各种爆破类型的挖装工效及经济

12、效益指标。(三)药包形式应根据爆破要求和地形条件合理选择药包形式。6.2硐室爆破方案设计三三、药、药包布置原则包布置原则应注意避应注意避开开断层断层、溶洞溶洞和破碎和破碎带带。对对于将形成于将形成永久边坡永久边坡的爆的爆破，破，如露天采场如露天采场、路路基基路堑路堑、水坝坝水坝坝基基等等爆破，要爆破，要留有足够留有足够的的边坡边坡保保护层护层。1在可在可以布置双向作用以布置双向作用药药包包的地方，的地方，宜布置双向作用宜布置双向作用药药包；包；有有条件条件布置布置条形药条形药包包的地方，可的地方，可布置布置条形药条形药包包或或部分布置部分布置条形条形药药包包当当地形地形变化较变化较大或地质大或

13、地质构造复杂时构造复杂时应布置应布置集中药集中药包包药药包包；当当地形地形变化较变化较大或地质大或地质构造复杂时构造复杂时，应布置应布置集中药集中药包包。2边缘边缘药药包最包最小抵抗线控制小抵抗线控制在在610m为为宜；宜；3当当遇遇到到岩岩性差别显著性差别显著的的软软、硬硬岩层时岩层时，药，药包应布置包应布置在在坚硬坚硬岩层岩层中中；爆区爆区内内有较有较大的大的断层断层、破碎、破碎带带或或软弱夹软弱夹层时层时，药，药包应对包应对称称布置布置在在构造构造两侧两侧，或，或采用分采用分集药集药包包。4除崩塌除崩塌爆破爆破外外，当最当最小抵抗线小抵抗线W与与药药包包埋深埋深H比值比值W/H小小于于0

14、.6时时，一，一般般应布置应布置两两层层或或多多层层药药包包。6.2硐室爆破方案设计四、药包布置方法技术方案设计的核心1.扬弃爆破在平坦地面或自然坡度小于30的地形条件下的加强抛掷爆破httphttp:/cn加强抛掷爆破图6-2平地单排药包扬弃爆破图6-3平地单层双排等量对称药包布置 6.2硐室爆破方案设计2.斜坡地形（一）httphttp:/cn图6-4斜坡地形药包布置a-缓坡b-急坡ab图6-5 陡坡上的多排多层药包布置 6.2硐室爆破方案设计2.斜坡地形（二）抛坍爆破抛坍爆破高坡角低坡角利用重力作用原理移挖作填路基的定向抛掷定向抛掷爆破筑坝 6.2硐室爆破方案设计2.斜坡地形（三）边坡保

15、护层对于斜坡地形，为保护边坡不受爆破破坏范围的影响，布置药包时，应使药包中心至边坡的距离大于压碎圈的半径，即预留边坡保护层图6-13 边坡保护层1-最终边坡；2-预留保护层层BRMy7.0+=M保护层厚度yR压碎圈半径B药包宽度的一半 6.2硐室爆破方案设计3.山脊地形对多面临空山头的药包布置一侧抛掷爆破，一侧加强松动爆破窄、陡的山脊平缓厚实的山脊双向抛掷爆破WA=WB一侧抛掷爆破，一侧加强松动爆破BABAWnfnfW=3)(/)(药包多向作用原理药包多向作用原理 6.2硐室爆破方案设计4.定向抛掷爆破最小抵抗线原理最小抵抗线原理httphttp:/cn图6-14 群药包定向抛掷爆破岩土中的药

16、包爆炸时，爆轰波和爆生气体在岩体中引起的应力，在最小抵抗线方向最先传播到自由面并产生破碎效应，使岩石表面在最小抵抗线方向上向外隆起，形成以最小抵抗线为对称轴的钟形鼓包，然后向外抛散。因此，最小抵抗线方向总是岩石爆破破碎和抛掷、堆积的主导方向。6.2硐室爆破方案设计4.定向抛掷爆破定向的型式基本上有三种：面定向、线定向和点定向。httphttp:/cn平面药包爆破法可视为面定向，它适用于一定的斜坡地面；开挖各种堑沟、渠道、填筑路堤等向一侧抛掷的定向爆破属于线定向，平地或各种延展山坡都可以进行线的定向爆破。坡度在45以上的地形定向效果最好。面定向与线定向对地形条件的要求都不及点定向高。6.2硐室爆

17、破方案设计定向抛掷爆破对地形条件要求较高。利用天然地形改造地形httphttp:/cn平地斜坡图6-20 利用辅助药包改造原地形的定向抛掷爆破 6.2硐室爆破方案设计五、抛体与爆堆五、抛体与爆堆爆破后被抛出爆破漏斗之外的岩土体称为抛体。抛体被抛出爆破漏斗后形成堆积体。因堆积体来自抛体，httphttp:/cn抛体被抛出爆破漏斗后形成堆积体。因堆积体来自抛体，据此，可以计算堆积体的休积、堆高及抛掷率。单层单排药包群药包抛掷 6.3硐室爆破参数设计一、药包布置参数设计一、药包布置参数设计1最小抵抗线最小抵抗线的方向决定了爆破破碎和抛掷的主导方向，应根据爆破要求和环境条件合理确定W值增加大块率增加爆

18、破httphttp:/cn爆破要求和环境条件合理确定。W值增加，大块率增加，爆破地震增强。(1)W值主要取决于爆区范围和爆破规模，例如公路和铁路石方硐室爆破的 值主要取决于路堑开挖的宽度和高度。在爆区中心或最大挖深处，大药包的W 可取2540m；在爆区边缘或挖深较小处，一般应保证W 810 m，最小不宜小于5 m。实际工程中最合适的最小抵抗线一般为1520m。6.3硐室爆破参数设计一、药包布置参数设计一、药包布置参数设计1最小抵抗线(2)同次爆破各药包的 W 应根据各药包所处的具体位置而定httphttp:/cn而定；(3)W/H的值一般控制在0.60.9的范围之内；(4)条形药包的 值是一个平均值，不同部位的最小抵抗线差异应控制在 7%之内；(5)双向作用药包两侧 值不同时，之比可按下式计算：()()32121nfnfWW=