爆破培训学习.pptx

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1、一、控制爆破作用原理 控制爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目控制爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在探索之中。尽管在理论上还不甚成熟，但在前仍在探索之中。尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。一是认为，炸药起爆时，定性分析方面已有共识。一是认为，炸药起爆时，对岩体产生的效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的对岩体产生的效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击作用。光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大产生应力波

2、的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀和裂缝进心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀和裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。一步扩展，形成平整的爆裂面。第1页/共31页为什么需要开展控制爆破工作？开挖和支护是影响隧道稳定的两个关键工序，新奥法的核心是利用和发挥围岩的自承能力，避免过度破坏和损伤围岩。1、能极大的减少对围岩的振动和扰动，对周边围岩的破坏也很小，有利于隧道围岩的稳定，能防止掉石、落块

3、和坍方，保证施工作业安全。2、可以减少超挖、欠挖工程量，可以相应减少出碴量、炸药量喷砼及衬砌砼量，加快施工进度，大大降低施工成本，经济效益明显。3、控制爆破后断面轮廓成型规整，有利于后续工程如防水板、止水带、衬砌砼的施工。第2页/共31页第3页/共31页要使控制爆破取得良好效果，一般需掌握以下技术要点：1、根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。2、严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布。3、周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。为满足装结构要求，可借助导爆索（传爆线）来实现空气间隔装药。4、采用毫秒微差有序起爆。要安排好开挖程序，使光面爆破

4、具有良好的临空面。5、边孔直径小于等于50mm。二、控制爆破的技术要点第4页/共31页1）光面爆破层厚度w,即最小抵抗线的大小，一般为炮孔直径的1020倍，岩质软弱、裂隙发育者取小值。2）孔距a,一般为光面爆破层厚度的0.750.90倍，岩质软弱、裂隙发育者取小值。w a 三、控制爆破的设计参数waaaawwaaaaw第5页/共31页3）装药不偶合系数：不偶合系数指炮孔半径与药卷半径的比值，为防止炮孔壁的破坏，该值一般取25。第6页/共31页(1)斜眼掏槽单向斜眼掏槽多向斜眼掏槽a:楔形掏槽水平楔形、垂直楔形等b:锥形掏槽三、四、五眼锥形等四、四、掏槽方式的选择与布置第7页/共31页斜眼掏槽的

5、特点：可充分利用自由面，逐步扩大掏槽范围；掏槽面积较大，适用于较大断面的巷道。但因炮眼倾斜，掏槽眼深度受到巷道宽度的限制，循环进尺也同样受到限制，不利于多台凿岩机同时作业。斜眼掏槽，炮眼布置要点：掏槽眼数目视岩石硬度和断面大小而定，一般为4-8个；夹角550-700；炮眼方向垂直于层理；每侧眼距300-400mm，坚硬岩石取小值；眼底间距100-200mm；眼底比其他炮眼深200mm。第8页/共31页(2)直眼掏槽特征：设置空眼形式：直线掏槽、角柱式掏槽、螺旋掏槽三角柱掏槽直线掏槽菱形掏槽五星掏槽螺旋掏槽第9页/共31页直眼掏槽的特点：1）优点：不受断面大小的限制；爆破的岩石块度均匀，抛离不远

6、；有利于使用台车；适用于深孔爆破。2）缺点：对炮眼的技术要求高；钻眼工作量大，需要雷管段数多。适用条件：岩石中硬以上，整体性好，炮眼较深的情况。（3）混合掏槽实质：直眼掏槽，斜眼扩大槽孔。可以增大斜眼与工作面的夹角，克服斜眼掏槽的缺点。第10页/共31页1、装药结构 1）堵塞段 所有装药的炮眼都要堵塞炮泥，炮眼深度小于1m时，封泥长度不宜小于炮眼深度的1/2，炮眼深度超过1米时，封泥长度不宜小于0.5米，炮眼长度超过2.5米时，封泥长度不宜小于1米，光面爆破周边眼封泥长度不宜小于0.3米。2）孔底加强段 段长大体等于堵塞段。由于孔底受岩石夹持作用，故需用较大的线装药密度。3）均匀装药段 该段一

7、般为轴向间隔不偶合装药，并要求沿孔轴线方向均匀分布。轴向间隔装药须用导爆索串联各药卷起爆。为保证孔壁不被粉碎，药卷应尽量置于孔的中心。国外一般用炮孔中心定位器定位,国内一般是将药卷及导爆索绑于竹片进行药卷定位。五、装药结构及起爆第11页/共31页药卷导爆索炮泥竹片雷管周边眼空气间隔装药示意图周边眼空气间隔装药示意图药卷导爆索炮泥竹片雷管其他炮眼装药示意图其他炮眼装药示意图第12页/共31页2、起爆为保证同时起爆，光面爆破一般都用导爆索起爆，并通常采用分段并联法。由于光面爆破孔是最后起爆，导爆索有可能遭受超前破坏。为保证周边孔准爆，对光面爆破孔可采用高段延期雷管与导爆索的双重起爆法。第13页/共

8、31页1、钻孔精度2、爆破技术3、施工管理4、测量放线5、地质变化6、其它因素04080120160200240280N=276数量（次）频次（%）10002040608089.982.264.544.2%1220.3%317.6%47.6%56.1%64.2%影响因素统计分析1、钻孔；2、爆破技术；3、施工管理；4、测量放线；5、地质变化；6、其他六、影响光面爆破的因素分析第14页/共31页1、改变“宁超勿欠”的传统观念 必须改变“宁超勿欠”树立“少超少欠”的的观点；铁路隧道施工规范中规定：当围岩完整、石质坚硬时，容许岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌；侵入值应小于衬砌厚度

9、的1/3,并小于10cm；对喷锚衬砌不大于5cm。2、提高钻孔的技术水平 钻孔技术对隧道超欠挖的影响主要是周边眼的外插角、开口位置e和钻孔的深度L，它们与超欠挖高度h有如下关系：h=e+Ltan（/2）式中表明，随着外插角和钻孔深度L的增大h也增大。和L主要取决于钻眼工操作水平。七、解决超欠挖的办法第15页/共31页因此，拱部控制上仰角，边墙控制外插角，底板控制下插角。实际施工中、周边开口的位置e有三种情况，第一种情况不影响超欠挖；第二种情况将使超挖增加一个e值；第三种情况将使超挖减少一个e值（出现欠挖）放样线e=0放样线e0e放样线e0e第16页/共31页3、进一步解决好爆破技术参数的合理匹

10、配这里的技术参数指的是：爆破方法、爆破方式、爆破器材及装药方法；1）爆破方法的影响 采用控制爆破优于普通爆破2）爆破方式的影响 爆破方式有全断面一次爆破、台阶法爆破、导洞先行扩大爆破和预留光面层爆破等方式；通常认为地质条件许可时，全断面一次爆破方式（包括台阶法）有利于减少爆破重复振动、减少工序转换和干扰，便于快速施工。而从减少超欠挖，改善开挖成形看，预留光面层、导洞先行的开挖爆破方式是比较好的。第17页/共31页3）爆破器材和装药方法 采用合理的爆破器材（雷管、炸药）和装药方法，可以减少由于爆破产生的振动波和应力波对围岩的破坏作用，因而有利于减少超欠挖，提高轮廓质量。测试表明：当相邻段位炮孔起

11、爆时差小于50ms时，震动波会在围岩中产生叠加作用，从而加大对围岩的扰动和破坏，使超挖增大，因此采用毫秒雷管跳段使用可以获得较好的效果。装药方法有：体积不耦合装药、空气间隔装药、小直径药卷全孔均匀装药。4、现场施工管理和组织 现场管理与组织是指人员组织，作业安排，技术交底、指导，质量检测、反馈及相应规章、技术标准的制定等。管理的目的就是要把众多的因素置于可控的状态，达到爆破设计的基本要求。第18页/共31页在爆破管理中应遵循一下原则：1）必须采用控制爆破，通过工程类比和现场试验，优化爆破参数设计。2）应严格控制断面的测量放线精度，避免随意的放大和缩小断面。3）必须严格控制钻孔精度，重点是控制周

12、边眼的外插角、开口误差以及炮眼在断面上是分布均匀性。4）必须做到及时检查和及时反馈。5）必须强化施工组织管理、推行标准化作业并经常加强作业人员的文化和责任心的教育。5、测量放线 控制超欠挖主要是开挖轮廓线（或周边孔线）的精度要控制好。因此，首先要保证中线和标高的准确性，其次要通过正确的方法来保证轮廓线位置的准确第19页/共31页6、地质条件 地质条件是客观存在的，其主要是指围岩节理裂隙的变化，因此在施工过程中需采取以下措施：紧跟开挖面对围岩进行观测描述，并对围岩的节理裂隙状态进行预测，据此调整爆破参数和施工方法或采取局部内移炮眼、局部空孔不装药、加密炮眼、局部调整起爆顺序得辅助措施。第20页/

13、共31页1、隧道永许超挖值应符合下表规定（炮眼深度小于3m）八、隧道超欠挖的规定 围岩级别围岩级别 开挖部位开挖部位、拱部拱部线性超挖线性超挖（cm）101510最大超挖最大超挖（cm）152515边墙线性超挖（边墙线性超挖（cm）101010 仰拱、仰拱、隧底隧底线性超挖线性超挖（cm）10最大超挖最大超挖（cm）25第21页/共31页2、采用风钻打眼，炮眼深度在3m以内时，两茬炮衔接处的台阶不得大于15cm。3、隧道开挖不应欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，永许岩石个别突出部分侵入衬砌（每1m2不大于0.1m2、高度不大于5cm）。拱脚和边墙以上1m范围内严禁欠挖。4、隧道周边眼痕迹率是衡量开

14、挖面平整度的一个指标，炮眼炮痕保存率应满足下表要求围岩性质围岩性质硬岩硬岩中硬岩中硬岩炮眼痕迹保存率炮眼痕迹保存率80%60%第22页/共31页九、爆破设计举例1、每循环炸药用量QqsL式中：q 爆破1m3岩石炸药用量（kg/m3）S开挖断面积（m2）L炮眼深度，按3.0m单位岩石炸药消耗量q：级围岩取1.6 kg/m3；级围岩取1.4 kg/m3；V级围岩取0.40.6kg/m3。2、炮眼数目N=式中：q单位岩石炸药消耗量(Kg/m3)qsad20.0012第23页/共31页S开挖断面积(m2)a炸药装填系数取0.7d药卷直径（m）,取0.032m3、光面爆破参数周边眼单孔装药量采用简易经验公式计算:式中：g周边眼单孔装药量(g)E周边眼孔距(m)W抵抗线(m)L孔深(m)Rb岩石单轴抗压强度(Mpa)本隧道取：E=0.65m，W=0.8m，Rb=6080MPa4、开挖断面爆破设计图 第24页/共31页小断面开挖断面炮眼布置图第25页/共31页第26页/共31页第27页/共31页第28页/共31页第29页/共31页结束！结束！谢谢大家！谢谢大家！第30页/共31页感谢您的观看。第31页/共31页