2021年爆破设计与施工试题库设计题及案例分析题

全国工程爆破技术人员统一考试

爆破设计与施工试题库设计题与案例分析题

4.1.1风景区

一、爆破方案选定

依照题干给出工程概况，采用浅孔分层台阶爆破方式进行开挖，开挖边线采用预裂爆破技术进行边坡爆破。

二、爆破参数

爆破参数是爆破方案核心。科学拟定爆破参数，是实现预期爆破效果，保证爆破安全，施工进度和节约成本，提高经济效益保证。在设计每个爆破参数时都必要从实际出发，以地质勘探资料和爆破理论为根据。并在施工时不断核算，使每个参数都科学合理。

1、孔径和台阶高度

孔径重要由钻孔设备性能、台阶高度、岩石性质和爆破作业环境决定。对于浅孔台阶爆破，孔径r控制在40～50mm 较为抱负，孔径太小爆破后光面效果不好，岩面表面不美观。孔径太大，则爆破振动和飞石安全控制难度加大。台阶高度不超过5m时，孔径采用小值。本工程充分考虑控制振动强度，和爆破飞石危害，设计台阶高度为H=1500mm,孔径采用r=40mm。

2、超深h和孔深L

钻孔深度由台阶高度和超深决定,拟定超深办法有诸多,有按最小抵抗线拟定,也有按孔径大小拟定。通过多次爆破作业和实践总结，超深大小可取台阶高度10%~15%计算，则本工程取超深h=0.2m，钻孔深度

L=1.5+0.2=1.7m。这种办法计算简朴科学合理，实际爆破开挖效果较好。

此外在山坡角钻孔深度局限性1.7m时，则依照施工规定减少钻孔深度。按照有关参数及单耗计算装药量。

3、最小抵抗线w

最小抵抗线是一种对爆破效果和爆破安全影响较大参数。拟定了最小抵抗线大小，就可依照炸药威力，岩石性质，岩石破碎限度，炮孔直径，台阶高度和坡面角等因素进行装药计算。本控制爆破工程最小抵线按照公式w=（0.4~1.0）H，取w=0.8~1.0m，取W=0.8m相应炮孔密集系数为1.2。

4、炮孔间距a和炮孔排距b

爆孔间距a依照a=（1.0~2.0）w，本工程取较小值，控制a=1.0m。按照梅花型及等边三角形布置炮孔，则

孔距b=tan60°a/2=0.866m。取b=0.85m，炮孔密集系数m≈1.2。垂直钻孔。

5、炸药单位消耗量q

炸药单位消耗量是土岩爆破重要参数。精确拟定炸药单耗，对提高岩石破碎率，节约爆破成本，保证爆破安全具备重要意义。影响炸药单耗因素诸多，岩石构造及破碎限度，炸药性能，起爆方式，破碎规定都对其有影响。因而，要精确拟定炸药单耗参数比较困难，在设计上应依照上述影响因素和以往类似爆破经验拟定合理参数。并不断在爆破施工中进行实验校正,以达到精确合理规定,依照类似工程经验总结，本工程取单位炸药消耗量q=0.35kg/m3计算。单孔装药量与其爆破方量成正比。则单孔装药量

Q=qabH=0.35*1.0*0.85*1.5=0.45kg/孔。

6、装药构造和填塞长度l

本工程为控制爆破飞石，冲炮等爆破危害发生，采用持续装药构造，保证填塞长度和质量。填塞长度普通为药孔深度1/3，而对于需严格控制爆破飞石时，则填塞长度取炮孔深度2/5较为稳妥，这样既能防止飞石又可减少冲炮发生。本工程取填塞长度l=2/5*L=0.68m。

三、预裂爆破参数

预裂爆破基本原理是沿着设计轮廓线钻一排小间距平行炮孔，采用低药量不耦合装药方式，每个装药孔既是爆破孔，又是相邻爆破孔导向孔。炸药爆炸后，在每个导向孔上产生集中应力，其成果是沿着炮孔连线方向应力集中最大，而浮现拉伸裂隙，并且沿炮孔连线方向延伸，从而沿设计轮廓线先形成一条平整、贯通预裂缝，当主爆区爆破产生应力波传在裂缝时，某些应力波被反射，从而减少了透射到预留坡体中应力波强度，同步爆轰气体也会沿着先形成裂隙释放，从而抑制了其他方向裂隙产生和发展，达到减震目：另一方面主爆区向保存区延伸裂缝被预裂缝切断，保护了预留区岩体完整性。成功实现预裂爆破，药量控制是最为核心。

1.孔径D

预裂爆破炮孔直径拟定直接关系到爆破施工效率与成本，是决定预裂爆破抵抗线和炮孔间距根据。本工程孔径采用D=40mm钻孔，钻孔坡度按照工程详细规定施工。

2.孔距a预

炮孔间距设计得当与否直接关系到坡体稳定、平整和美观。若孔距选用过大，爆破后会导致孔与孔之间不能形成平滑坡面，甚至会导致孔与孔之间裂缝难以贯通，导致预裂爆破失败。若孔距过小，会在钻孔过程中会导致人力和物力挥霍，增长预裂爆破工程成本。预裂爆破普通采用不耦合装药，本工程不耦合系

数取2。孔距a预=（8~12）D=320~480mm。本工程取a预=450mm。

3.孔深L预

为控制预裂孔单响药量，钻孔深度略深与主爆区深度及L=1.8m。

4.线密度q线和单孔药量Q预

依照经验取全线平均线装药密度q线=150g/m，则Q预=150*1.8=270g/孔。

采用分段装药构造，中间采用空气柱间隔，孔内用导爆索连接。底部装药150g，距离孔口0.5m装120g。填塞长度取0.5m。

四、起爆网路

为保证爆破安全和质量，孔内采用Exel毫秒导爆管雷管16段400ms，孔间采用Exel地表延时导爆管雷管孔间延时17ms，排间延时42ms。预裂爆破孔先于主爆区100ms起爆，采用Exel毫秒导爆管雷管12段300ms，捆绑导爆索起爆。

五、安全防护办法

爆破飞石控制分为积极和被动两个方面，积极控制是通过合理设计、精心施工，从爆源上控制药量有效分布；被动控制是在爆体、被保护体上采用覆盖防护办法，或在爆区与保护物之间进行立面防护，用以阻挡飞石，从而达到保护目。对于本项工程，爆破飞石和振动采用了如下技术办法进行控制：

（1）通过试爆或小范畴爆破，拟定合理爆破参数。

（2）检查并解决第一排炮孔底盘抵抗线，使其控制在设计范畴内；

（3）依照爆破设计，拟定钻孔孔位、倾角和孔深，并严格控制钻孔质量，装药前要逐孔进行验收，特别注意前排炮孔范畴与否存在节理、裂隙等，装药时要保证堵塞长度和堵塞质量。

（4）分段装药。若岩体内有软弱夹层，特别是当软弱夹层与坡面节理、裂隙等相通时，应采用间隔装药。（5）爆破体防护。在炮孔孔口表面覆盖荆芭并加压沙袋。

（6）如果石碑和凉亭不是很高大话，可以在朝向爆破区方向上搭设遮挡板。

（7）通过预裂爆破形成缝隙，有效控制爆破振动危害。

4.1.2预裂爆破和光面爆破

1 概述

预裂爆破和光面爆破己广泛应用于露天工程和地下工程。在公路、铁路路基开挖，水利工程、公路和铁路工程隧道开挖，井工工程和矿山开采巷道掘进，露天矿山开采和场地平整边坡解决等方面都应用预裂

爆破和光面爆破技术。

2 爆破参数选用

(1) 炮孔直径D

炮眼直径拟定直接关系到施工效率和成本，应综合考虑岩石特性、现场机械设备状况及工程详细规定进行选取。

普通状况下，重要应根据爆破现场和钻工机具拟定。如在地下小断面巷道实行光面预裂爆破时，孔径取35～45mm；而在露天状况下实行光面及预裂爆破时，孔径则可取大些；深孔爆破时，公路、铁路与水电取D=80～100mm，大直径多用于矿山，D= 150～310mm;浅孔爆破，取D=42～50mm。

(2)最小抵抗线W

对光面爆破，最小抵抗线也即光面厚度。由经验公式有

Q=Calb

式中C是爆破系数，相称于炸药单耗值，lb为炮孔深度；Q为单孔药量

最小抵抗线W还应依照岩石性质及地质条件加以调节。经验表白，岩石坚韧、可爆性差时，最小抵抗线可小些；岩石松软、易破碎时W可取大些。

最小抵抗线W也可通过炮眼密集系数m来拟定。光面爆破中炮眼密集系数是指孔距a与最小抵抗线W比值，即

m=a/W

普通取m=0.8～1.

(3)炮眼间距a

光面、预裂爆破实质是使炮眼之间产生贯通裂隙，以形成平整断裂面。因而，炮眼间距对形成贯通裂隙有着非常重要作用。炮眼间距大小重要取决于炸药性质、不耦合系数和岩石物理力学性质。

a=(8～12)D (D＞60mm)

a=(9～14)D (D≤60mm)

a光=mW光

式中 m—炮孔密集系数，普通取m=0.6～0.8

(4)台阶高度H

台阶高度H与主体石方爆破台阶相似，普通状况，深孔取H≤15m，浅孔取1.5≤H<5为宜。

(5)炮孔超深Δh

Δh=0.5～1.5m，孔深大和岩石坚硬完整者取大值，反之取小值。

(6)炮孔深度L

L=(H+Δh)/sinα

式中α-边坡钻孔角度

(6)不偶合系数B

不偶合系数B是指孔径与药径之比，它反映药包与孔壁接触状况，现已有研究不少。

当药包所有填满药孔整个断面时，不耦合系数就达到最小值1。这时装药起爆后，能量可直接传入岩壁，避免了传播过程中损耗。随着不耦合系数增大，药孔周壁上切向最大应力急剧下降，作用时间延长，使得爆炸能以应力波形式传播能量某些减少，而以准静态压力形式传播能量某些增多。在岩石中就有助于形成应力叠加、应力集中以及拉伸裂隙，而不易产生粉碎。

普通状况下，光面爆破采用不偶合系数B是1.6～3.0当不耦合系数增大到一定值时，可使作用于孔壁压应力等于或不大于岩石极限抗压强度，不使孔壁发生破坏条件。由于岩石极限抗拉强度普通仅为岩石级限抗压强度1/10～1/40，因而，孔壁周边以外岩石很容易受拉而破坏。

预裂爆破中预裂孔只是规定形成预裂缝，而不是大量崩落岩石，因而不适当采用太大孔径和装药直径。依照实验及经验数据，不偶合系数B普通取2～4，坚硬岩石因抗压强度高，可采用较小不耦合系数；而松软岩石则应取较大不耦合系数。

(7)每米深炮眼装药量q

对光面爆破，有

q=AKmk1W

式中 A—炮眼口堵塞系数，普通取1.0，K是与岩石性质关于介质系数，软岩为0.5～0.7，中硬岩0.75～0.95，硬岩1.0～1.5；

m—炮眼密集系数,k1依炮眼密度定系数，普通为0.5，每加深1.0m增长0.2，W为最小抵抗线。

对预裂爆破，有

q=KDa1/2

式中 K—岩石系数，坚硬岩石为0.6，中档强度岩石为0.4～0.5，软岩为0.3～0.4。其他同前。

上述药量计算公式具备形式简朴、以便计算特点。公式经工程实践应用，证明是基本可行，但考虑到各