预裂爆破技术论文篇（1）

Abstract: highway is the important lifeblood of the national economy, because of their peculiar flexible and superiority, playing the other transportation means the role that cannot be replaced. Highway tunnel highway engineering structure is one of the important part. Based on highway tunnel construction technology made some theory and practice, this paper mainly includes the construction technology introduction, and for tunnel construction technical measures are introduced in this paper.

Keywords: highway tunnel; Construction technology

中图分类号： U459.2 文献标识码：A文章编号：

随着公路隧道建筑规模的扩大，两车道隧道已远不能满足日渐增长的行车要求，三车道隧道已在实践中得到大规模运用。隧道规模越大技术也相应复杂，因此，与过去一般公路隧道在设计、施工和运营管理方面均有质的差别，这带给公路隧道建设者的是机遇更是挑战[1]。

1施工技术简介

钻爆工艺完成的好坏从根本上保证了隧道整体工艺是不是完好。施工技术和水平影响隧道最终施工完成情况的好坏，最初始阶段的开挖、预备措施是技术水平的最初体现，开挖是工程的重中之重，而开挖最终是钻爆工艺好坏的结果。所以一切应从钻爆计划开始做起。就是对挖多挖少后，初支量进行计划。对于钻爆形式应该采用预裂还是光面要先从理论方面开始，然后进行论证是否可行。一定熟练掌握爆破技艺操作流程对于以上步骤十分重要。

2隧道施工技术措施

隧道质量取决于工艺质量，工艺质量取决于开挖、初期支护及防排水质量等，初期支护和防排水质量等比较好控制可以加强监管，那么重点就是开挖质量，开挖质量又取决于钻爆质量，就是说理论上没有了超欠挖后续的初支质量就有了保证，因此说隧道质量的好坏很大程度上取决于钻爆的质量，首先确定钻爆的方案预裂爆破还是光面爆破首先我们从理论上来分析，由于v级围岩岩体松散、裂隙较发育无法采用或实现光面爆破技术，那么必须熟练掌握预裂爆破技术及特点[2]。

2.1预裂爆破

进行石方开挖时，在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝，以缓冲、反射开挖爆破的振动波，控制其对保留岩体的破坏影响，使之获得较平整的开挖轮廓，此种爆破及技术为预裂爆破。预裂爆破不仅在垂直、倾斜开挖壁面上得到广泛应用；在规则的曲面、扭曲面、以及水平建基面等也采用预裂爆破。

2.2预裂爆破要求

2.2.1预裂缝要贯通且在地表有一定开裂宽度。对于中等坚硬岩石，缝宽不宜小于1.0cm；坚硬岩石缝宽应达到0.5cm左右；但在松软岩石上缝宽达到1.0cm以上时，减振作用并未显著提高，应多做些现场试验，以利总结经验。

2.2.2预裂面开挖后的不平整度不宜大于15cm。预裂面不平整度通常是指预裂孔所形成之预裂面的凹凸程度，它是衡量钻孔和爆破参数合理性的重要指标，可依此验证、调整设计数据。

2.2.3预裂面上的炮孔痕迹保留率应不低于80％，且炮孔附近岩石不出现严重的爆破裂隙。根据预裂爆破的特性、要求经过试验和反复研究对钻爆设计做了适宜的改动做到动态控制。

2.3明洞施工及洞门施工

洞口边、仰坡和明洞开挖与支护应自上而下分层开挖，而且要洞外、临防、排水要先行，使地表水通畅，避免地表水冲刷坡面。特定情况要采用人为来修整坡道。挖多挖少可以灵活掌握。对待洞口周围减少破坏和振动，做好预防措施。预防风化。支护要紧跟，辖区内都为高边、仰坡，如果不及时安全无法保证，况且会浪费很多的人力物力，明洞衬砌必须检查、复核明洞边墙基础的地质状态和地基承载力，满足设计要求后，测量放样，架立模板支撑，绑扎钢筋，安装内外模板，先墙后拱整体浇注衬砌混凝土，集中拌和泵送入模，插入式振捣器配合附着式振捣器捣固密实。洞门施工对于削竹式洞门，同明洞同时施作，削竹斜面按坡度安装木模板，用角钢将斜面端模与边模固定成整体。

2.4主要技术措施、指标最后确定如下

2.4.1炮孔直径一般为50～200mm，对深孔宜采围较大的孔径。

2.4.2炮孔间距宜为孔径的8～12倍，坚硬岩石取小值。

2.4.3不耦合系数（炮孔直径d与药卷直径d0的比值）建议取2～4，坚硬岩石取小值。

2.4.4线装药密度一般取250～400g／m。

2.4.5药包结构形式，目前较多的是将药卷分散绑扎在传爆线上。分散药卷的相邻间距不宜大于50cm和不大于药卷的殉爆距离。考虑到孔底的夹制作用较大，底部药包应加强，约为线装药密度的2～5倍。

2.4.6装药时距孔口1m左右的深度内不要装药，可用粗砂填塞，不必捣实。填塞段过短，容易形成漏斗，过长则不能出现裂缝。一般情况来说开挖应尽量采用大断面或较大的断面开挖，以减少对围岩的扰动，根据围岩特征经过反复研究、现场考察、论证和试验洞的开挖，由于断面大开挖方法最后确定为双、单侧壁导坑开挖法，钻爆方案确定为V级围岩预裂爆破设计，IV级围岩实践光面爆破，实践证明这两种爆破方案均符合辖区隧道IV、V围岩实际，按照此方案实施爆破，爆破效果较好。经过实践和多次试验证明二次扰动对围岩、初支影响非常大，初支表面加上爆破震动效应的影响靠近掌子面处基本上都会出现开裂、变形，拱架接头有的会应力扭屈，甚至出现掉拱，某种程度上来讲双、单侧壁拱架是起到了简支梁在中部给一个支点的反作用力的作用，是破坏整体受力的作用，如何加之利用导坑开挖优势，取长补短又要确保质量安全呢，经过理论分析围岩受力情况，单、双侧壁是分部开挖、分阶段受力（持续受力）、整体持续收敛的一个过程，经过反复试验发现二次扰动其实如果控制在围岩变化在一定的范围内时，扰动是对围岩、初支影响最小，在这区段进行下部接腿、成环或导坑中部接拱最为可行也是最安全的，对初支的影响可以忽略不计。

3结语

随着公路建设的发展，公路隧道的建设也受到了更多的关注。如何做好公路隧道的防、排水施工，使公路隧道施工工作更加有效实用，公路隧道质量得到有效保障，就成为公路建设中至关紧要的关键问题。

预裂爆破技术论文篇（2）

Abstract: this paper an open pit mining examples, the presplit blasting design and construction site, the parameters selection and blasting construction are analyzed in detail, which has practicability and useful. The method in the use of open mining, the effect is obvious, economic value is better, worth popularization and application.

Keywords: presplit blasting; Blasting parameters; Blasting construction

中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：

1概况

某露天矿是全国大型黑色冶金矿山之一，矿区南北长5.5公里，东西宽0.4~1公里，面积为4.6平方公里， 总占地面 积为13.15平方公里。属前震旦纪鞍山式沉积变质铁矿床，由黑背沟区、铁山区和黄柏峪区构成，其中以铁山区为最大。矿体由太古界安山群含铁石英岩中的3个铁层组成，属于单斜构造。铁矿层走向西北，倾向南西，倾角40度~55度。地表露出 全长3400米，工业矿段总长2900米。3个铁矿层的平均厚度为40. 18 米，其中以第三层为最大，储量占全区的82.6％。 矿石品位：磁铁贫矿石铁量 31.82％，磁铁富矿石铁量50％。该矿生产的铁矿石低磷、低硫， 有害元素 极低，是冶炼铸造生铁、球墨铸铁的最好原料。 南芬露天铁矿累计探明储量为12.91亿吨，到1985年末，保有储量为 11.1亿吨，其中工业矿量8.4亿吨，远景矿量2.74亿吨。矿床距地表较浅， 构造简单，适合于露天开采。该矿装备有120吨、170吨电动轮汽车，7.6立方米、11.5立方米电铲和45R、60R牙轮钻等先进设备。 年剥离量为2823万吨，采矿石797.8万吨，是目前我国单体矿山年产量最高的矿山。

2爆破参数选择

2. 1钻孔参数

预裂孔使用XHR351钻机施工，孔径为100mm。主爆孔使用Φ200 mm牙轮钻孔施工。据现场施工数据的归纳总结，该露天矿露天台阶开采中，设计预裂孔孔距一般为1 m，主爆区孔间距为3~3. 5 m，主爆孔的排间距为3 m，这些参数在爆破施工中取得理想的爆破效果。按边坡设计坡比测算预裂孔钻孔深度和倾角，其实际值根据现场爆破施工合理性确定。

2. 2装药参数

预裂爆破的线装药密度经验公式都是根据大量的现场爆破数据进行数学归纳推演出来的，可有效的指导预裂爆破前的试验工作。但对一个具体的矿山而言，由于岩石特性、地质构造方面存在着差异，经验公式无疑有它的局限性，另外，影响爆破质量的因素很多，经验公式只是相对而言的。

针对该矿的岩石特性，应用6个经验公式计算线装药密度，并分别与现场实际数据进行了对比。对比结果表明，经验公式线=0.36n0.6n0.2[σ压]0. 6用于坚硬岩石的预裂爆破线装药密度核算，其误差相对较小，且它不随岩石硬度增大而呈线性增加，因此，某露天矿台阶式露天开采预裂爆破主要是参考该经验公式计算药量，再结合现场施工情况对爆破参数进行修正。其预裂爆破设计见图1。

图1某露天矿预裂爆破爆孔布置

使用32 mm药卷，预裂孔径D为10，n取值为0. 32，由上述公式计算出预裂孔的线装药密度为320~410 g/m，以二级岩石乳化炸药为准，其他炸药用能量系数换算。

3爆破施工

3. 1预裂孔施工

(1)测量放样。测量放样是根据边坡设计的坡比确定钻孔的开口位置。由于设计高程和实际开口位置的高程不一定相符，必须根据开口高程和钻孔角度确定开口位置。

(2)钻孔角度控制。预裂孔钻孔的倾角和方位角影响预裂爆破的超深，直接影响预裂爆破的效果。

(3)预裂孔装药。按照设计线装药密度，间断将Φ32×200二级岩石乳化炸药和导爆索一起绑在长竹片上装入孔内。预裂爆破装药只须堵塞孔口段。预裂孔孔口堵塞长0. 8~1. 1 m，预裂孔底部1m范围内加药量2. 5倍，顶部1 m范围内药量减半。预裂孔装药结构如图2所示。

图2预裂孔装药结构示意

3. 2主爆孔施工

主爆孔孔底距壁面过小，爆破会对终采边坡造成破坏，过大会留下岩坎，须二次处理，经过多次试验，确定主爆孔距预裂壁面2. 5~3 m。

(1)孔距和排距。通过试验，确定露天矿台阶式开采中孔距3. 5 m，排距为3. 0~3. 5 m。

(2)孔的深度。为确保下一台阶的完整和下一平台终采边坡的预裂钻孔施工，又必须尽量少留岩坎，主爆孔的深度只钻到下一梯段高程，不超深。其倾角确定原则为：预裂孔与其相邻的那一排主爆孔的孔口水平距离至少保有3 m，孔底水平距离至少保有2. 5 m。主爆孔排与排之间的钻孔倾角可不完全相同。

(3)主爆孔的装药。采用不耦合装药，Φ200的孔径装Φ120乳化药卷，不耦合系数为1. 67，单耗一般取值0. 35~0. 45 kg/m3，孔网参数根据现场爆破施工经验和爆破效果进行调整。

3. 3爆破网络

孔内用双导爆索起爆，孔间用导爆索搭接，单响药量小于150 kg，主爆孔内用MS10段非电雷管引爆，整个爆破网络用MS1、MS2、MS3、MS4、MS5、MS6等等联接。其网络如图3所示。

图3爆破起爆网络示意

4应用效果

近几年来，预裂爆破技术在某露天矿台阶式开采中的应用取得了较为理想的效果：

(1)应用预裂爆破虽增加预裂孔穿孔工作量，但保证预留边坡一次成型，同时减少临近主爆孔的穿孔工作量，总的穿孔工作量增加不大，另外减少了边坡二次处理工作量及费用；

(2)保留边坡半孔率最高达97%，最底也能达到89%，超欠挖控制在±15 cm左右，最终边坡达到一次成型；

(3)爆破效果良好，减少了挖装机械的油耗和备件磨损，直接经济效益较为可观；

(4)减少了预留边坡受炸药猛度的影响，增强了边坡的安全稳定性，有效降低露天矿山台阶下降后高边坡潜在的安全隐患。

参考文献：

[1]张正宇.预裂爆破的原理与施工[M].北京：中国水利水电出版社， 2005.

[2]谢建中.全方位预裂的参数试验与施工[A].霍永基.第三届水利水电工程爆破会议资料集[C].武汉：中国地质大学出版社， 1991： 132~135.

[3]张正宇.预裂爆破的几个问题[A].霍永基.第三届水利水电工程爆破会议资料集[C].武汉：中国地质大学出版社，1991： 240~243.

[4]周明安.预裂爆破在中硬且裂隙发育红砂岩地区的应用研究[J].工程爆破， 1999， 05(04)： 31~35.

[5]高文学，刘清荣.岩体预裂爆破的断裂控制研究[A].霍永基.全国工程爆破第五届学术会议论文选[C].武汉：中国地质大学出版社， 1993： 34~36.

[6]闵其恒.孔间毫秒爆破在缓倾斜中深孔房柱法中的应用[A].霍永基.全国工程爆破第五届学术会议论文选[C].武汉：中国地质大学出版社， 1993： 306~307.

[7]杨小林，刘红岩，王金星.露天边坡预裂爆破参数设计[ J].焦作工学院学报：自然科学版， 2002， 21(2)： 118~122.

[8]沈立晋.预裂爆破技术在露天边坡中的应用[J].有色金融：矿山部分， 2004， 56(3).

[9]何广沂.非电起爆网络的研究与实践[A].霍永基.全国工程爆破第五届学术会议论文选[C].武汉：中国地质大学出版社， 1993， 289~293.

预裂爆破技术论文篇（3）

根据路堑开挖的需要,爆破作业已成为不可或缺的一部分,传统的爆破技术危险系数高,对周遭环境影响大,且在实施工程中还需要采取繁琐的保护措施;而在现代施工中,施工单位已越来越多地采用副作用小、装药结构优化的预裂爆破技术,对预裂孔、主爆孔和缓冲孔分别进行装药,微差起爆,保障了爆破技术实施的有序性和安全性,并提高了施工的进度和质量。

一、路堑开挖需注意的问题

(一)安全性

爆破作业中、不可预知危险源多,所有在场人员佩戴安全帽当是必备措施。分析预裂爆破和主爆破之间的关系,明确爆破程度、爆破地域和爆破规模,布置爆破安全的场景,应一一考虑在内;清除爆破区域的杂物,减少外部环境所带来的负面影响,保证开挖质量;在爆破工作操作前必须谨慎和认真检查安全隐患,防火、防飞沙、防飞石和防强震波,确保在场人员的人身安全,并将周遭建筑物受损的可能性降到最低;严控爆破程序,规范爆破行为,按照爆破程序和爆破要求进行;事先做好安全应急预案,确保施工过程安全,减少不必要的财产损失和人身伤害发生的几率。

(二)稳定性

路堑开挖将会破坏原有的地层平衡,开挖后的区域内,排水和通风效果将因此受到影响,因此开挖前要做好开挖预案,不仅要确保开挖中的预裂爆破技术方便可行、高效便捷,还必须安排好开挖后的清理和完善工作,适当、适量设置排水沟、通风孔、支挡板等,处理爆破后的整体协调和环境平衡。同时,在实施爆破工作时,还应充分考虑实施爆破的时间,并将噪声污染、空气污染等环境破坏因素减到最少。

(三)衔接性

路堑开挖应充分考虑前期的准备工作和开挖后的顺利施工,开挖土方尽量要被再利用,可用于填方,可用于稳定边坡等,以减少废弃,增加地面的工作面积,有效施工。一般来说,路堑开挖通常具备横挖、纵挖和混合式开挖法,而纵挖法又有分层纵挖、通道纵挖和分段纵挖之别,由此可知,在开挖中较为重视路断面的深度、宽度和坡度,即路堑的长度、开挖的深度、推土机作业的运距、斜铲的利用、土方运输车辆的调配、弃土场的设置等,都得一一纳入实施的的重点。除此以外,若是施工单位同时遇上几处路堑开挖,就更应该协调人员,成立各自的机械施工班组,独立作业,但要统一汇报。为了让路堑开挖工作更具有可操作性,施工单位应注意分析和总结,扬长避短,确保路堑开挖中预裂爆破和主爆破的一致性,以及后期其它工程施工的可借鉴性,避免同类问题重复发生和同项技术偏差使用。做完一次路堑开挖,就应对开挖设备进行一次养护,延续机械设备的使用寿命,保障其持续使用的应用功能。

二、路堑开挖中的预裂爆破技术

(一)程序化

预裂爆破施工技术必须严格按照既定程序实施。首先,要对施爆区域进行调查和研究,排除危险源,减少自然隐患和认为因素;其次,根据土方质量和施工程度确定预裂爆破技术实施的大小,进行炮位设计,并报相关部门审查和批示,同时,检验实施爆破的技术人员和相关工作者的资质和操作能力;再次,使用机械设备对爆破区域覆盖层进行检测,清除强风化的岩层,露出爆破区域,在区域内进行试探性钻孔,对爆破器材的完好性和功能性进行试验和最终确认,对钻好的炮孔进行坑道和药室检查,清除废渣和杂物;然后开始做引爆的当前准备,放置引爆药物和安装器材,引爆药物的药量必须经过严格核算并有计划放置,安置安全施爆工作岗位、工作人员和管理人员,在确定堵塞炮孔和遣散不相关人员和动物的情况下,方可起爆;最后,在施爆区域的飞石和强震波影响逐渐淡下后,对爆破坑内或区域周边进行瞎炮清理,完成后即可拆掉警戒设备和警戒线,测定和评估爆破效果,并查看由爆破引致的问题,估算由不可预知因素带来的周边建筑物的破坏及其它人为损失。

(二)多样化

视土石的疏密程度和爆破区域的地形情况,有选择性地采用预裂爆破技术。对于边坡平缓、岩土松散、基石不稳的爆破区域,可采用中轻度排炮微差爆破法,常用的有炮眼法和猫洞法等;对于岩石集中,土质较硬、地势坎坷的爆破路段,可采用爆裂性强的大爆破,常用的有药室装药法和导洞法。但无论采用哪种爆破法,都必须做好爆破前的技术设计、方法测试、炮孔准备和安全预案工作,并在爆破工作完成后进行总结和分析,权衡利弊。

(三)专业化

爆破工作讲求专业,对技术和人员素质要求严格。预裂爆破发生在主炮之前,因此在药物用量、炮孔设置上都应到位,确保预裂爆破的开裂面恰当、有效,能真正达到“预裂”的作用;炮位设计要合理,炮位太浅,可能导致爆索破漏地面,延伸不当,从而造成安全隐患,因此,需要结合导爆索和电爆网路,对导爆索进行安全监控;对实施爆破的工作人员,要进行专业的技术要求监控,把握爆破时间和速度,对爆破进展进行人为控制;在炮孔的设计上,可增设辅助孔,确保土石的爆破效果;在爆破设备的选用上,应尽量选择耐用、效果突出的可操作物;引爆药物的装药密度的取值视爆裂程度而定,避免瞎炮的出现;爆破不但要实现爆破质量、爆破效果的双重功效,还要从经济成本出发,确保施工简约进行;预裂爆破产生的各条不同宽度的裂痕,旨在保护路基,以便于主爆破的施行,其爆破的自由面相对严整,利于后期爆破和保留稳定的岩体,放宽施工区域爆破规模的条件,有选择性和计划性地进行后期爆破及其它工程工作。因此,爆破工作必须专业,预裂爆破技术更要达标。

参考文献:

[1]吴建星,梅甫定.高速公路路堑开挖的预裂爆破技术[J].工业安全与环保,2007,(12).

[2]李延民.浅谈路堑开挖的施工技术[J].科技信息,2009,(1).

[3]张喜衷.预裂爆破和光面爆破在石方路堑开挖工程中的应用[J].工程技术,2008,(9).

[4]朱金福.预裂爆破技术在公路石质路堑开挖中的应用[J].山西建筑,2010, (3).

[5]武翠香,陈素萍,赵明生,余德运.高速公路路堑开挖爆破安全管理浅谈[J].爆破,2006,(6).

预裂爆破技术论文篇（4）

1 工程概况

本案大桥桥梁主线长543m，桥梁分为主桥和南引桥两部分，其中主桥孔跨布置为（38+3×60+38）m，南引桥孔跨布置为（4×35+4×35）m。桥上最大纵坡2.5%，最小竖曲线半径6000m。主桥上部结构采用预应力混凝土变截面连续箱梁，南引桥上部结构采用预应力混凝土等截面连续箱梁。桥墩桥台均采用钻孔灌注桩基础。

2 施工方案选定

该大桥桥址处于某市东西向构造带南侧。受构造影响，场地基岩起伏较大，风化较不均匀，局部分布有未完全风化的球状体孤石，施工中发现0#台、1#墩存在球型风化体（孤石），并且球型风化体出现较多，分布不均，层厚差异较大，风化界面较为复杂。平均孤石有3层，最大层厚4.4m。由于孤石的存在，如采用常规的冲击成孔，会造成成孔周期长，成孔成本高等缺点。为满足施工工期及降低施工成本，项目部决定在0#台、1#墩采用爆破辅助成孔方法，在确保不破坏端承桩基岩面及相邻已成桩桩身砼完整性的情况下，采用定向断裂控制爆破技术，对孤石进行爆破，以提高钻孔进度及降低成孔成本。

3 定向断裂控制爆破

定向断裂控制爆破是指利用普通乳化炸药或者烈性炸药，通过合理确定炮孔孔网参数、装药结构、炮孔形状及起爆方法来控制爆破过程中爆炸产物的作用方向、地震效应及爆后飞石距离、破坏范围、破坏程度和岩石运动方向的爆破技术。定向断裂控制爆破技术中比较有效而实用的方法有四种：

⑴炮孔形状法，即改变炮孔形状，统称切槽爆破；

⑵药卷形状法，即改变药卷形状，工程爆破中常用轴对称侧向聚能药包爆破；

⑶切缝药包法，即在药柱外套一个预先开有一定宽度的切缝的套管的爆破方法；

⑷空孔导向法，即改变装药结构，保持炮孔和药卷形状不变，工程上一般应用于光面爆破或预裂爆破中。

四种方法见图1所示。

结合该大桥实际地质情况，施工中采用空孔导向法。其作用原理：即爆破中的空孔效应，包括同排装药孔和同排后爆孔的导向作用两个方面。空孔导向作用在于爆炸应力波在空孔（或爆破孔）壁产生入射作用，造成应力集中，根据相关文献记载，炮孔连线上的应力比其他方向上的应力提高2倍以上，爆炸裂缝沿炮孔连心线方向发展，从而抑制邻近区域其他方向产生裂隙。离炮孔近的空孔在应力波绕射作用下，易产生连心线方向的裂纹，即空孔或者后爆孔优先起裂。

3.1 炮眼及导向孔布设

炮眼及导向孔采用1台XY-1型液压工程钻机来钻进，钻穿整段孤石，以1-8#桩为例，炮眼及导向孔的布设详见图2。

1-8#桩径1.8m，按5～1号孔顺序布设，1为主炮眼，2、3、4、5为导向孔，起到抑制邻近区域其他方向产生裂隙的作用，导向孔应尽量靠近桩壁，本次取a为0.8m。由于在有泥浆的状态下钻炮眼，为避免泥浆沉淀于炮眼中，造成装药困难，影响爆破效果，所以主炮眼的炮孔最后钻取。

炮孔的钻凿质量直接影响到预裂面的质量和爆破的效果。在施工时，将护筒上覆盖钢桥面板以作为工程钻机的操作平台，钢桥面板上测量放样出桩中心点、定位炮眼及导向孔位置，同时测量出各点高程。根据放样点和工程钻钻头大小用乙炔在钢桥面板上割出小孔，工程钻整平开钻。导向孔钻进深度为孤石厚度，炮眼加深10%～20%。为确保不破坏端承桩基岩面，炮眼深度不得超过裂隙区半径。以钢桥面板标高作为基准面测量孔深，即可准确、直观地控制全部炮孔深度。

3.2 炸药包药量计算

根据地质类别、钻孔深度，并参考隧道爆破药包计算公式，采取经验和试验相结合的方法，决定药包用药量。隧道爆破药包用药量计算公式（本次计算以1-8#桩第一层孤石2.75m为例）：

(式1)

式中:

Q―为一次爆破总装药量，kg；

K―为单位岩石爆破炸药消耗量，kg/m3；根据基岩类型取K为50；

L―为孤石厚度，m；本次为2.75m；

S―为断面积，；S为0.0064。

根据以上公式计算得出：

Q1=0.88kg（现场采用0.9kg）。

同上，可得1-8#桩第二层孤石(层厚3m)、1-8#桩第三层孤石（层厚4.4m）用药量分别为：

Q2=0.96kg、Q3=1.408kg

4裂隙区半径确定

对于深孔不耦合装药结构的内部爆破，其产生的初始裂隙区半径计算如下：

（式2）

式中 冲击波作用在孔壁岩石上的初始冲击压力，Mpa。不耦合装药时，，其中为炸药的装药密度，kg/m3；为炸药的爆速，m/s；、分别为装药直径和炮孔直径，mm；为由于爆生气体产物碰撞孔壁而引起的压力增大倍数，一般取；

炮孔半径，mm；

岩石抗拉强度，Mpa；

岩石特性系数，，为岩石的泊松比；

应力波衰减指数，。

已知参数：kg/m3, m/s，mm，mm，，

计算得：Mpa

裂隙区半径mm

1#墩各桩中心间距为5.2m，桩与桩净距3.4m，由此可见采用定向断裂控制爆破时爆破应力冲击波对邻桩无影响。实际施工中，在1#墩各桩成桩后，经该地级市交通建设工程质量检测中心检测，全部为Ⅰ类桩。

5 工期对比

本案大桥0#台、1#墩各桩均存在孤石，在钻孔过程中常规冲击成孔施工和爆破技术辅助成孔均有采用。其中1-6#桩和1-8#桩桩位相隔较近，孤石分布位置基本一致，施工中，1-6#桩采用常规冲击成孔，1-8#桩采用爆破技术辅助成孔，下表为实际施工中两桩的施工周期对照表。

通过对比可得出，定向断裂控制爆破技术的运用对孤石群有显著的效果，特别是在工期紧，任务重的情况下，大大缩短了成桩周期。

6 结论

项目部把这次尝试作为新课题来探索，成立专门的爆破小组，并制定切实可行的专项爆破方案，在现场进行爆破施工时，各项安全要求均按隧道爆破要求进行，爆破前对全体参加人员进行安全交底，将整个方案和过程进行演练。爆破时间选择在晚上人员少的情况下进行，爆破时设立安全警戒线，防止闲杂人员进入施工场地，确保爆破施工安全。通过精心组织、合理安排，孤石爆破取得预期的良好效果。

定向断裂控制爆破技术目前在钻孔灌注桩成孔施工中还鲜有应用，该大桥桩基施工中采用定向断裂控制爆破技术，可为以后类似工程提供了一定借鉴，特发表此文，与大家共勉。

参考文献：

[1] 刘启山.隧道爆破现代技术[M].中国铁道出版社，1999.09.

[2] 张志呈、肖正学、郭学彬等.裂隙岩体爆破技术[M].四川；四川科学技术出版社，1999.

预裂爆破技术论文篇（5）

1 综述

光面爆破技术的应用是从上世纪60―70年在国内开始。该技术在煤矿巷道爆破施工中应用，取得了较好的经济效益，且对于巷道围岩的稳定性也起到重要的作用。而预裂爆破则是由光面爆破演变来的，也是光面爆破的一种，故称作预裂光面爆破。其差别在于：光面爆破的主爆破炮眼先于控制开挖轮廓面的光面炮眼起爆，而预裂爆破的主爆破炮眼在控制开挖轮廓面的预裂炮眼之后起爆。它们的应用效果，在很大程度上都取决于爆破参数的选择和爆破控制技术。在此，就这些问题进行探讨。

2 爆破相关参数的选择与确定

因为爆破参数的选择直接影响着爆破效果，也是光面、预裂爆破工程设计的重要内容。掌握原则：利用一切有利于提高光面爆破质量的因素，努力提高爆破的质量。其爆破参数设计计算有公式计算法、直接试验法、经验类比法和模型试验法等。现结合工程实践经验，提出各种爆破参数的计算公式。

1）炮眼直径（db）。它直接关系到施工的效率与成本，因此应综合考虑岩石特性、现场机械设备情况和工程具体要求进行选择。一般应依据爆破的现场和钻工机具确定。在小断面的巷道实施光面预裂爆破时，孔径宜取35～45mm。

2）炮眼间距（a）。两种爆破的实质是使炮眼之间产生贯通裂隙，以形成平整的断裂面。所以，炮眼间距对形成贯通裂隙有着非常重要的作用。其大小主要取决于炸药的性质、不耦合系数和岩石的物理力学性质。①对光面爆破有：a=2Ri+（Pi/ST）db，式中，Ri=（bPb/ST）a・rb为每个炮眼产生的裂缝长度，ST为岩石的抗拉强度，db为炮眼直径，Pi为爆生气体充满炮眼时的静压，Pb为孔壁压力，b为切向应力与径向应力比例系数，b=μ/（1-μ），μ为波松比。②对预裂爆破有：a=db[（Pb/σdt）+1]，Pb为孔壁压力，σdt是岩石动载抗拉强度。另外，瑞典兰格弗斯（Langefors）还给出如下公式：a=（8-12）db（其中db>60mm）和a=（9-14）db（其中db≤60mm）。

3）最小抵抗线（W）。①对光面爆破，最小抵抗线即光面厚度。根据经验公式有：W=Q/C・a・lb，式中C是爆破系数，相当于炸药单耗值；lb为炮孔深度；Q为单孔药量。最小抵抗线W还应根据岩石性质及地质条件加以调整。当岩石坚韧、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。它也可通过炮眼密集系数m来确定。光面爆破中的炮眼密集系数是指孔距a与最小抵抗线W的比值，即m=a/W。一般取m=0.8～1.0。也有人认为：m的优化值在0.8～1.13，合理取值是0.7～1.3。最终m值选取应通过现场的爆破试验确定。②对于预裂爆破，则以间距系数（孔径与孔距之比）表示炮眼的密集度。孔径在70mm以下时，间距系数在7～12之间选取；孔径大于70mm，取5～10。

4）不偶合系数（B）。它是指孔径与药径之比，反映了药包与孔壁的接触情况。药包全部填满药孔整个断面时，不耦合系数就达到最小值1。此时装药起爆后，能量可直接传入岩壁，避免了传播过程中的损耗。随着不耦合系数的增大，药孔周壁上的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的部分减少，而以准静态压力形式传播能量的部分增多。岩石中就有利于形成应力叠加、应力集中及拉伸裂隙，不易产生粉碎。一般光面爆破采用的不偶合系数B为1.6～3.0。当B增大到一定值时，可使作用于孔壁的压应力等于或小于岩石的极限抗压强度，不使孔壁发生破坏的条件。由于岩石的极限抗拉强度仅为岩石极限抗压强度的1/10～1/40，所以，孔壁周围以外的岩石很容易受拉而破坏。预裂爆破中预裂孔只是要求形成预裂缝，不是大量崩落岩石，因此不宜采用太大的孔径和装药直径。根据经验，B值一般取2～4，坚硬岩石因抗压强度高，可采用较小的B值；而松软岩石则应取较大的B值。

5）每米深炮眼装药量（q）。①对光面爆破，有：q=AKmk1W，式中A是炮眼口堵塞系数，一般取1.0；K是与岩石性质有关的介质系数，软岩为0.5～0.7，中硬岩0.75～0.95，硬岩1.0～1.5，m是炮眼密集系数；k1依炮眼密度定的系数，一般为0.5，每加深1m增加0.2；W为最小抵抗线。②对预裂爆破，有：q=Kdb，式中K是岩石系数，坚硬岩石为0.6，中等强度岩石为0.4～0.5，软岩为0.3～0.4。其他同前。

以上两种计算公式形式简单、计算方便，经实践应用，证明可行。考虑到不同工程的实际情况，以此公式计算药量为参考数，结合现场试验确定，并予以适当调整，最终确定装药量最佳值。

3 保证光面和预裂爆破质量的技术措施

1）爆破裂缝的控制。光面、预裂爆破的关键是控制爆破裂缝的方向，使其只沿着某一要求的特定方向，其它方向不产生或少产生裂缝。所以，除了对爆破参数进行优化选取外，还可通过如下措施保证：①改变炮孔的性状。常用的方法是孔壁切槽、设导向孔、异形炮孔等。其实质是人为地改变炮孔的形状或孔间的相关关系，从而改变圆形炮孔的均匀受力状态，按所要求劈裂面的方向产生应力集中，避免裂缝方向的随机化。孔壁切槽包括机械切槽、聚能药柱切槽等。实践表明，机械切槽和聚能药柱切槽确实可以控制裂缝的始裂位置和扩展方向，并可能采用更宽的孔距和较少的装药量。②改变药包的性状。压铸药柱、聚能药包、带缺口药包、扁平药包等。该法的实质是改变常用的圆形药包爆炸产物均匀在作用于炮孔壁的受力状况，使其最大的压力作用于所要求的劈裂面的方向。③改变装药结构。切缝套管、挤压钢棒、水压聚能及半圆套管中以改变装药结构。实质是利用装药结构使爆生气体的最大压力作用于所要求劈裂面的方向。

2）合理利用结构面。光面和预裂爆破除应充分考虑参数优化、合理的药量外，还必须根据岩体的不同地质条件，考虑合理利用结构面或根据结构面改变爆破工艺。①利用结构弱面。根据结构面的方向，控制钻孔与结构面的夹角，调整孔间距，可获得较理想的预裂缝；预裂孔与结构面一致时，可将预裂孔沿结构面布置。如此少药便能获得理想的预裂缝。一些断层、节理对爆炸应力波的衰减影响较大，可以起到类似预裂缝的作用，爆破时可加以合理利用。②根据结构面改变爆破工艺。根据弱面的位置，对炸药进行分散化、微量化处理，同时改变装药方式，在炮孔穿过的断层、裂隙处，局部间隔装药，以减少爆破对弱面的过度破坏及爆生气体的逸散。

4 结束语

①影响爆破效果的因素多（工程地质、爆破参数选择、施工工艺等）。要获得理想的爆破效果，必须充分考虑各种影响因素，根据地质条件选择合理的参数和施工工艺。②选择合理的爆破参数是关键。不同的岩石、地质构造应认真分析，以选取合适的爆破参数。③精心施工很重要。减小炮孔定位误差和钻孔角度误差，按设计的装药结构装药，保证不耦合系数，这都有利于达到理想效果。

参考文献

[1]高金石，张奇.爆破理论和爆破优化[M].西安：西安地图出版社，1993.

[2]凌伟明.光面爆破破裂机理的研究.工程爆破（第四集）[M].北京：冶金工业出版社，1993.

[3]张志呈.爆破基础理论与设计施工技术[M].重庆：重庆大学出版社，1994.

预裂爆破技术论文篇（6）

中图分类号：TV254.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0398-02

前言：微差爆破是使用毫秒级、微秒级延时导爆管雷管实现爆区内相对延时起爆以改善爆破效果的先进爆破技术；预裂爆破是在主爆区起爆前优先起爆预裂孔形成爆破裂缝，以隔离主爆区保护非爆区的先进爆破技术。兰坪金顶铅锌矿是目前国内规模化开采的最大铅锌矿山，其85%以上的储量可以露天开采，深入研究并持续改进其露天开采爆破技术具有重要意义。

1 兰坪金顶铅锌矿露天开采爆破工艺沿革

1992～2004年间，矿山开采规模小、爆破工艺落后。爆破工艺采用台阶硐室爆破，即使用移动式小型空压机及气腿式凿岩机在台阶底部施工硐室，然后在硐室里安置集中药包或者分散药包爆破。

2005年公司引入潜孔钻机，矿山爆破工艺升级为台阶中深孔爆破。由于当时尚未掌握使用秒延期雷管、毫秒延期雷管进行延时爆破的技术，加之当时对爆破震动的管控要求不太高，所以爆破工艺水平只达到台阶中深孔齐发爆破水平。

2006年起，公司掌握了使用秒延期雷管、毫秒延期雷管进行延时爆破的技术，并且对爆破震动的管控要求逐步提高，矿山爆破工艺升级为台阶中深孔微差爆破工艺和预裂爆破工艺。

2 兰坪金顶铅锌矿露天开采台阶中深孔微差爆破技术应用效果分析

2.1 台阶中深孔微差爆破作业条件

剥x区岩性：泥岩、泥质粉砂岩、泥灰岩， f=8～10；

氧化矿采矿区岩性：灰岩型和砂岩型矿， f=10；

硫化矿采矿区岩性：砂岩型矿， f=10～12。

根据多年的实践经验，硫化矿采矿区矿石硬度较大，采用4m×4m的爆破孔网密度；氧化矿采矿区和剥离区矿岩硬度较小，统一采用4m×6m的爆破孔网密度。

2.2 硫化矿采矿区台阶中深孔微差爆破设计

硫化矿采矿任务：采矿90万吨/年，生产时间250-270天/年，4-5个台阶交叉作业，相互保持一定的超前距离，单个台阶工作线长度45米。

2.2.1 炮孔布置方式

根据经验，炮孔布置为梅花形，沿工作面布置，排数以3排为宜（图1）。

2.2.2 爆破参数

孔径φ140mm，台阶高度12m，连续装药，采用加强松动爆破。

①底盘抵抗线（W）

可采用下式计算：W=（25～40）d

式中：d―孔径mm，d=140mm

计算得：W=3.5m～5.6m

根据实践经验，为了降低爆破大块率，取W=4.0m

②炮孔深度和超深

L=H+h

h=（8～12）d

式中：

L――炮孔深度m

d――炮孔直径mm，d=140mm

h――超深m

计算结果：

h=（1.12～1.68）m，取h=1.5m

L=12+1.5=13.5m

③孔距（a）和排距（b）

孔距按下式计算：

a=（1.0～1.25）W=4.0m～5.0m，为了降低大块率，取a=4m。

排距按下式计算：

b=0.6-1.0w=2.4-4.0m，取b=4m。

④单位炸药消耗量（q）

由于矿石硬度较大，f=10-12，根据经验，加强松动爆破时其单位炸药消耗量q取0.55kg/m3。

⑤单孔装药量

Q=qabH=0.55×4.0×4.0×12=115kg

根据线装药密度14.4kg/m计算，装药长度为8.0m，孔底放空气间隔器高1.5m，炮孔深度为13.5m，孔口段可供填塞长度为4.0m。

⑥填塞长度

l填=（0.7～1.0）W=2.8m～4.0m，根据计算可知，选取的参数经计算能满足填塞的要求。填塞长度取4.0m（表1）。

2.2.3 炮孔数量和雷管数量

（1）炮孔数目

单个台阶每次爆破孔数计划为33个，每排孔为11个，3排孔布置。

（2）线装药密度：14.4kg/m。

（3）雷管数目

孔内使用云南民爆公司自制的专用起爆具，数量N=炮孔数目33。

孔外排间延时使用5段导爆管雷管数量N=3×2；第一排孔孔间延时使用11段导爆管雷管数量N=11×2；第二排孔孔间延时使用12段导爆管雷管数量N=11×2；第三排孔孔间延时使用13段导爆管雷管数量N=11×2。

起爆雷管磁电雷管数量N=2发。

2.2.4 单个台阶每次爆破总装药量

总装药量Q总=Q×N=115kg/孔×33孔=3795kg。

2.2.5 起爆网络

爆破采用磁电雷管起爆系统，排间延时使用5段导爆管雷管，第一排孔间延时使用11段导爆管雷管，第二排孔间延时使用12段导爆管雷管，第三排孔间延时使用13段导爆管雷管，孔内使用云南民爆公司自制的起爆具连接导爆索，实行微差逐排爆破，用磁电雷管起爆导爆管。

2.3 氧化矿采矿区、剥离区微差爆破设计

剥离生产任务：650万立方米/年，生产时间250～270天/年，日均剥离量24000～26000立方米以上，单台阶工作线长度80～100米。

2.4 台阶中深孔微差爆破效果

2.4.1 经济效果（以硫化矿采矿区为例）（表2）

2.4.2 技术效果

爆堆均匀，爆破震动轻微，大块率低（块度≤30cm的占80%、块度30cm～50cm的占20%）。

3 兰坪铅锌矿露天开采台阶中深孔预裂爆破技术应用效果分析

3.1 预裂爆破技术作业条件

在剥采台阶边坡接近终了境界时使用。沿着终了境界线布置预裂孔，在预裂孔之外布置两排炮孔，预裂孔最先起爆，其余两排孔采用微差爆破技术。

3.2 预裂爆破设计（以剥离区为例）

3.2.1 炮孔布置

3.2.2 预裂孔爆破参数

孔径φ140mm，台阶高度12m，按600倾角施工斜孔，连续装药。

①底盘抵抗线（W）

可采用下式计算：W=（25～40）d

式中：d―孔径mm，d=140mm，

计算得：W=3.5m～5.6m

根据实践经验，取W=4.5m

②炮孔深度和超深

L=（HM0.866）+h

h=（8～12）d

式中：

L――炮孔深度m

d――炮孔直径mm，d=140mm；

h――超深m；

H---台阶高度，12m。

计算结果：

h=1.12～1.68m，取h=1.15m

L=13.85+1.15=15m

③孔距（a）和排距（b）

孔距按下式计算：

a=（7～16）d=0.98m～2.24m，取a=2m。

排距按下式计算：

b=（0.6-1.0）w=2.7-4.5m，取b=4m。

④单位炸药消耗量（q）

由于岩土硬度不太大，f=8-10，根据经验，加强松动爆破时其单位炸药消耗量q取0.45kg/m3。

⑤单孔装药量

Q=qabH=0.45×2.0×4.0×12=43.2kg

线装药密度5.4kg/m，不耦合装药，装药长度为8.0m，孔底放空气间隔器高1.5m，炮孔深度为15m，孔口段可供填塞长度为5.5m。

⑥填塞长度

l填=（0.7～1.0）W=3.15m～4.5m，根据计算可知，选取的参数经计算能满足填塞的要求。填塞长度取5.5m。

3.2.4 炮孔数及装药量

炮孔数：预裂孔22个，微差孔2排，22个，共44个；

总装药量：22×43.2kg+22×130kg=3810.4kg。

3.2.5 起爆网络

采用磁电雷管起爆系统，排间延时使用5段导爆管雷管，预裂孔先起爆，预裂孔孔间延时使用10段导爆管雷管，第一排微差孔孔间延时使用12段导爆管雷管，第二排微差孔孔间延时使用13段导爆管雷管，孔内使用云南民爆公司自制的起爆具连接导爆索，用磁电雷管起爆导爆管。

3.3 台阶中深孔预裂爆破应用效果

3.3.1 经济效果（表3）

3.3.2 技术效果

预裂爆破技术论文篇（7）

中图分类号：TU352 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0227-01

一、多边界条件下的爆破技术

本章标题中的多边界条件，指的是在公路施工建设中的地形变化条件。一般是指复杂多变的地形，包括了平坦地形、倾斜地形、垭口地形与山包地形等多种地形。

在复杂的多边界条件下的公路建设中，经常使用到爆破技术，而在爆破技术的使用过程中遵循着最小抵抗线原理来设计。最小抵抗线在爆破技术的计算公式中，用字母W代替，这是在爆破技术演算设计中非常重要的一个参数，而爆破体的材料性质、结构形状，爆破后块度的大小以及清渣处理的搬运条件等都会影响到这一参数。多边界爆破药量的控制十分关键，这不仅关系到工程的施工效率和质量，更是关系到施工人员的生命安全，所以爆破药量一定要精确计算，反复验算对比，具体计算公式如下：

Q=edKW3・F（E， a）

在公式中每个字母的代表的参数如下：Q代表的是爆破药包的装药量，单位kg；e代表的是炸药换算系数；d代表的是堵塞系数；K代表的是形成标准抛掷漏斗时线耗药量（kg/m3）； W代表的是最小抵抗线；F（E，a）代表的是药包性质指数，在公式中E是指抛掷率，a是指自然地面坡度。

而在进行松动爆破时，计算公式则会有一些变化，Q松=（ 0.33～0.55 ）KW3；如松动爆破在不同的地区，比如说平底或者不平的地，选择值的大小则会有所不同。随着社会的进步，科学技术的发展，在公路路基施工建设中影响比较大的爆破技术理论主要是光面爆破、预裂爆破、深孔爆破和微差爆破技术。

（一）光面爆破技术和预裂爆破技术

爆破技术在公路路基施工的实际应用中，设计开挖界面时比较常用的爆破方法中运用的技术主要是光面爆破技术与预裂爆破技术。这两种爆破技术的优势主要在于控制相对比较简单方便。这两种爆破技术的应用主要是按照预先计算设计好的防范在爆破区域的边坡或者是轮廓的设计点钻孔，每一个孔之间保持合适的距离，且相互平行。在孔内采取不藕合或间歇的方式来天准备好的药，在开挖区主爆破后，再同时进行光面爆破或预裂爆破，就可以是边坡面变得光滑平整，且具备良好的稳定性。光面爆破和预裂爆破技术所采取的方法是室洞控制爆破，这一方法的核心是必须严格遵守药包的布置原则，具体表述如下：

1、在任何情况下，药包布置都必须遵循最小抵抗线原理；

2、分层布置药包，具体状态根据公路路基挖深及宽度来确定；

3、药包布置主要选择纵横布置或者是分条布置的方式；

4、合理控制好药包的起爆时间。

光面爆破技术和预裂爆破技术的主要参数包括钻孔直径、炮孔间距、线装药量、最小抵抗线、装药结构、裂孔间距等。其中钻孔直径一般控制在50 至70毫米之内，为进一步增加不耦合系数，钻孔直径也可以控制在100至150毫米之间；炮孔间距增大，孔径也会增大，炮孔间距减小，孔径也会减小，这二者是正相关的关系。炮孔间距的确定需要综合考虑岩体构造、岩性与炸药类型等相关因素；光面爆破技术中线装药量q控制在1.1至0.15kg/m之间，预裂爆破技术中线装药量q应当控制在0.1 至0.4kg/m之间；装药有两种不同的结构，一是间隔装药，一是连续装药。这两种不同的装药结构在选择是，需要注意不耦合系数的要求，还必须保证优良的爆破效果。

（二）深孔爆破技术

炮孔中深度达到五米以上，孔径在75毫米以上的被称作深孔，在深孔条件下应用延长药包进行爆破的技术则被称作深孔爆破技术，深孔爆破技术又可以分为台阶深孔爆破与拉槽深孔爆破两种不同形式的爆破技术。深孔爆破需要使用穿孔钻机进来行钻孔。

比如在公路工程的施工过程中需要清方的时候，可以选择采取台阶深孔爆破技术，不仅可以收获非常良好的清方效果，还能够推动公路路基石方施工的机械化。深孔爆破技术有着十分显眼的优势，比如作业效率很高，一次合格的深孔爆破会产生许多的方量，这样便可以有效的推动工程进度，提高工程的施工效率，不仅如此，深孔爆破还可以将对周边公路路基的影响减到很低。

爆破效果理想控制的实现，可以采取在深孔爆破技术中结合光面爆破技术及预裂爆破技术的方式。这样不仅可以很好的控制爆破效果，而且也保障了爆破的安全性。

但这并不代表深孔爆破就只有优势，同样的，深孔爆破的实施也存在着一些缺陷。比如说牲破必须使用到大型机械，而且爆破前期的准备工作非常的繁琐复杂。就算是在深孔爆破结束后，也存在着一定比例的土方或石块达不到标准，必须要进行二次爆破再一次进行处理。

在深孔爆破的使工作称重，主要产生影响的参数有深孔爆破梯段倾角、最小抵抗线、孔间距与单位装药量等。一般在施工设计阶段会把深孔爆破梯段倾角设计为六十度到七十五度这个范围之间；炮孔可以选择垂直孔或者是斜孔；在公路路基施工的过程中，孔径一般一点那个控制在100至150毫米之间；当深孔爆破的地质是软土岩石的时候，最小抵抗线W应当在35至40之间；当深孔爆破的地质是中硬岩石的时候，最小抵抗线W应当是30 至 35之间；当深孔爆破的地质是坚硬岩石的时候，最小抵抗线W应当是25至30之间。

（三）微差爆破技术

微差爆破还有两种称呼，一是微差控制爆破，而在国际惯例中则被通称为毫秒延期爆破。这种爆破技术具有许多有现实意义的优势，比如可以有效降低爆破地震效应、飞石作用和空气冲击波，爆破产生块度比较均匀，爆堆集中，不仅为保证了爆破效果，也可以减轻爆破作业的工作量。

（四）抛掷（坍）爆破技术、定向爆破技术以及松动爆破技术

如果施工地形地址比较复杂，坡度大于三十度，且凌空面较大的情况，则可以考虑采取抛掷（坍）爆破技术。这种技术能够通过利用岩石的自重在坍塌后滑出路基的惯性作用，可以有效提高爆破效果，从而促进工程加速进行，缩短工期。定向爆破技术则适用于在深挖高填路段与开挖量较大的鸡爪型地区。松动爆破技术则适用于软石路基工程。

总之，选择合适的爆破技术，才能够保证爆破效果，从而进一步提升施工的效率。

参考文献

[1] 郭学彬，张继春.爆破工程[M].北京：人民交通出版社.2008.

[2] 刘刚，申会.中深孔微差爆破技术在公路路基大体积边坡开挖中的应用[J].中国水运：下半月.2012， 12.

预裂爆破技术论文篇（8）

0 工程概况

杨营煤矿3100扩区下山为3300采区3下煤层开采服务，开采范围为-750m～-1180m。其中3下煤层为一单斜煤层，埋藏较深，且有火成岩侵入，煤层产状稳定，煤层倾角17°左右，平均煤厚2.36m。基本顶为15.6m厚粉砂岩、细砂岩、岩浆岩，直接顶为5.72m厚中砂岩细砂岩，直接底为0.43m厚泥岩，基本底12.26m厚粉砂岩细砂岩。

该区瓦斯绝对涌出量为0.3m3/min，3下煤自燃倾向性等级为Ⅲ类，属不易自燃煤层，自然发火期为105d，无煤尘爆炸危险性。采区正常涌水量为130m3/h，最大涌水量为194m3/h，掘进期间需做好水文地质的物探工作，并对已探明的富水区实施钻探，进行有目的的疏放。

1 巷道快速掘进新技术

针对杨营煤矿3100扩区下山倾角大、地应力高的特点，以及杨营煤矿具体的生产条件，提出了岩巷快速掘进机械化作业线配置、采用高应力坚硬围岩条件下的巷道快速钻爆技术，实现岩巷、半煤岩巷的快速掘进。

1.1 岩巷快速掘进机械化作业线配置

据实地考察，杨营煤矿现有的掘进面配置与深部复杂开采条件不能很好地适应，具有钻孔速度慢、扒装能力差，且扒装机移设速度慢、循环进尺小以及提升能力不足等特点。针对现有作业线的不足，因地制宜提出了机械化作业线：扒装机+皮带运输机+矸石仓作业线，充分发挥了机械化作业线最大效能，实现了大断面岩巷安全高效掘进。

1.2 钻爆新技术

随着开采深度的不断增加，巷道凿岩成孔和爆破的难度不断增加，呈现出钻孔效率低、爆破效果差、循环进尺小的现状，原有的掘进钻爆技术已不能满足生产需求，严重影响了巷道掘进速度。为此，杨营煤矿需借鉴国内外先进的钻爆新技术：

1.2.1 新型定向断裂成形控制技术

该技术采用岩石定向断裂爆破装置，如图1所示。把圆柱形工业炸药卷装入内壁轴线方向有对称V形突起1的无毒塑料管2，药卷自身结构发生改变变为异形药包3，沿轴向被压制成聚能穴4。将该装置装入巷道岩体开挖轮廓线上的钻孔中，使聚能穴朝向炮孔连心面方向，炮孔与炮孔之间的距离为传统爆破方法的1.5～2.0倍。爆破后，聚能穴处的爆轰产物向其对称轴线的方向集中，汇聚成速度和压力很高的射流，该高速高压射流直接作用到孔壁上，使对应于聚能穴方向的炮孔孔壁上形成优势裂缝，而后爆生气体迅速涌入裂缝，促进裂缝扩展，形成沿炮孔连心面的光滑断面。

图1 定向断裂爆破装置示意图

相比于传统的爆破技术，新型定向断裂成形控制技术减少了钻孔数量和炸药消耗，巷道成型质量好，有效减轻了劳动强度，提高了作业效率。

1.2.2 多向聚能爆破技术

该技术采用如图2所示的多向聚能爆破装置，把圆柱形炸药药卷装入内壁带有5～8个V型突起1的塑料管2，塑料管长度略大于装药长度，外径小于炮孔直径。药卷因受挤压作用而变为异形药包3，在V型突起部位形成聚能穴。装置引爆后，爆炸能量沿聚能穴方向产生汇聚，形成高速聚能射流作用到炮孔周围岩石上，使孔壁上预先形成多条具有扩展优势的径向裂纹，随后爆生气体迅速涌入裂纹，进一步推动裂纹扩展。而在聚能穴方向以外的其它方向上，塑料管对爆炸产物的阻碍作用和裂纹扩展的择优特性使原生裂隙的扩展受到抑制。同时，由于爆破装置使爆炸能量发生转化，部分能量用于射流侵彻作用，大大降低了爆炸冲击波对孔壁的冲击，因而可避免或减小压碎区的形成。

图2 多向聚能爆破装置

相比于传统爆破技术，多向聚能爆破技术可大大减少炮孔数量和装药量，减少一次起爆药量，避免发生爆破危害，减轻对保留岩体的扰动，提高爆破施工效率并减轻劳动强度。

1.2.3 高效复式掏槽技术

高效复式掏槽技术主要工艺流程如下：

（1）在巷道对称轴上按设计钻取双空掏槽眼；

（2）以空孔为对称中心，钻凿较浅的一阶楔形掏槽眼；

（3）在楔形掏槽形成的空腔为自由面，均匀布置大深度的二阶筒形掏槽。

复式掏槽技术结合上述多向聚能爆破技术，可充分利用空孔空间、楔形掏槽和筒形掏槽的各自优点，更易于形成新的可靠的自由面，可明显改善目前3100扩区下山掏槽爆破效果。

1.2.4 中深孔光爆技术

在岩巷掘进中，增加炮眼深度，采用中深孔爆破技术，可以增加循环进尺，增加一次爆破岩石量，减少打眼装药等工序的辅助时间，有利于提高掘进速度和工效。

光面爆破是一种先进、科学的爆破方法，可使掘出的巷道轮廓平整光洁，便于采用锚喷支护，围岩裂隙少、稳定性高，超挖量小，是一种成本低、工效高、质量好的爆破方法。

2 巷道平衡支护技术

由于3100扩区下山埋深较大，巷道围岩软岩特性十分明显，呈现出高应力、大变形、难支护的特点，传统的锚杆支护理论对此具有一定的局限性，且常规的锚网已经不能满足巷道支护要求。

预应力-让压平衡支护技术在预应力支护与高强锚杆的基础上，通过平衡巷道变形和围岩应力来控制巷道开挖后的原岩应力与位移，达到使支护结构与巷道位移及应力在合理范围内协同变化。对3100扩区下山的支护可起到明显的改善效果。

支护参数的合理与否是决定平衡支护成功与否的关键，3100扩区回风下山采用斜矩形断面，荒宽B荒=4100mm，荒高H荒=2750mm，荒面积S荒=11.28m2；净宽B净=3800mm，净高H净 =2600mm，净面积S净 =9.9m2，采用高强预应力锚网索支护，锚杆规格为Φ20×2400mm，间排距为900×900mm，配150×150×8mm托盘，预紧力不低于40kN。在顶板锚杆之间布置锚索，规格为Φ17.8×6300mm，间排距1800×2700mm，配200×200×10mm托盘，预紧力不低于100kN，支护方案如图3所示。

图3 3100扩区回风下山支护方案

采用FLAC3D数值模拟软件对3100扩区回风下山的支护效果进行数值模拟，由数值分析可知：采用此支护方案，两帮的最大位移量为44mm，顶板下沉量达38mm，底板位移最大为11mm，能较好的控制巷道变形量，满足支护要求。

3 结论

3.1 针对上下山掘进生产特点及制约因素，结合杨营煤矿目前掘进生产装备特点，因地制宜地推广应用了机械化装运作业线，实现了大断面斜巷安全高效掘进。

3.2 根据杨营煤矿采用传统爆破方法爆破过程中存在的问题，有针对性的提出了巷道钻爆新技术，主要包括：新型定向断裂成形控制技术、多向聚能爆破技术、高效复式掏槽技术以及中深孔光爆技术。

预裂爆破技术论文篇（9）

Abstract: This paper combines the characteristics of subgrade construction, based on multiple boundary conditions and blasting theory of blasting method, discusses the application of Multi-boundary blasting technique in the construction of roadbed.

Key words: Blasting Technology of multi boundary; construction;

中图分类号:TB41 文献标识码：A文章编号：

路基施工中的爆破工作是一项技术含量较高的工作。随着我国交通建设的不断发展，公路建设工作从平原微丘陵区逐渐向山岭重丘陵区转移。为了满足高等级公路所需的技术标准, 必须克服波浪起伏、高差较大、沟谷相间等各种不利地形, 深挖高填土石方工程难以避免。而深挖高填工程数量大、传统施工速度慢、施工效率低下, 同桥隧工程一样, 往往成为决定工程进度的关键。因此, 必须研究推广采用新的爆破技术, 以在山区高等级公路建设中加快石方路基工程的施工进度并确保施工质量。随着凿岩机具、装运机具和爆破技术的发展, 基于多边界条件爆破理论对公路工程影响较大。随着道路施工条件的愈发复杂，将爆破技术应用到路基施工中已成为必然趋势。

1、多边界条件下的爆破技术

1.1 多边界条件爆破。

多边界条件是指地形变化条件，一般分为垭口地形、山包地形、倾斜地形以及平坦地形。多边界条件下的爆破一般遵循最小抵抗线原理。对于多边界条件下爆破的药量计算，可以如下公式为准：（1）Q=edKW3F(E，α)；公式中Q代表药包的装药量，单位为kg；e代表炸药的换算系数；d代表堵塞系数；K代表形成标准抛掷漏斗时的线耗药量，单位为kg/m3；W代表最小抵抗线，单位为m，F(E，α)为药包性质指数；E为抛掷率，α为自然字面坡度。

（2）Q=0.5nWsinα+1；公式中W代表相邻两药包最小抵抗线的平均值；n代表爆破作用指数，爆破作用半径的计算公式为：下爆破作用半径R下=Wn²+1；上爆破作用半径R上=WAα上n²+1公式中α上代表抵抗线出口至上破坏点之间的地面坡度，A代表崩塌系数。

1.2 光面爆破和预裂爆破。

这两种爆破方式比较适用于设计开挖界面的爆破控制，通过爆破可以获得符合设计轮廓、稳定性好且光滑平整的边坡面。这种爆破方式的使用方法一般是以较小的间距在爆破开挖区的边坡或设计轮廓布置一排平行的钻孔，并在孔内不耦合装药，与开挖区主爆破同时引爆。光面爆破和预裂爆破的核心是药包布置。合理安排药包起爆时间、根据路堑中心的深度和宽度进行药包分层布置、以最小抵抗线为设计依据是光面爆破和预裂爆破的原则。光面爆破和预裂爆破有以下几个主要参数：钻孔直径。钻孔直径多以50mm-70mm为主，在考虑增加不耦合系数的情况下，也可采用100mm-150mm的直径。炮孔间距。炮孔间距与岩石构造、炸药类型等因素有关，并与孔径成正比，即a=mαd。如果预裂爆破md=10-12，光面爆破md=10-16。光面爆破中，孔距与最小抵抗线W为正比关系，即a=mW，m 约处于0.6-1.0之间。对于线装药量q（kg/m）的计算，光面爆破中q=（0.1- 0.5）KaW；预裂爆破q=（0.1- 0.4）Ka2。光面爆破和预裂爆破的装药结构一般分为连续装药和间隔装药，对装药结构的要求为满足设计规定的不耦合系数值，并且保证药包爆炸后，爆破沿钻孔均匀分布。

1.3 深孔爆破。

深孔爆破一般有台阶深孔爆破和拉槽深孔爆破两种模式。所谓深孔爆破是指采用延长药包，炮孔孔径大于75mm，深度大于5m 以上的一种爆破方式。深孔爆破的炮孔通常需要大型的潜孔凿岩机或穿孔机打造。如果采用机械清方，那么台阶深孔爆破可以实现路基石方施工的全面机械化，效果较好。深孔爆破有以下优点：一次爆落的方量多、劳动生产率高、施工进度快、对路基边坡的影响较小。同时，也存在以下缺点：普通台阶深孔爆破因其技术含量低，对岩石边坡、周围环境都会产生较大的破坏；加大凿岩设备投入、克服地形条件制约，在深挖石方路堑施工中尽量使用中深孔爆破，确保快速、优质的工程效果，这一做法在目前尚未达成共识。如果能配合光面爆破或预裂爆破，可实现较好的爆破控制形成稳定的边坡，爆破时较为安全。不过由于深孔爆破需要大型机械作业，所以在转移工地时，开辟场地和修筑便道等准备工作都比较繁杂。

1.4抛掷爆破、定向爆破和松动爆破。

抛掷爆破也称抛坍爆破，适用于自然坡度大于三十度、临空面较大、地形地质条件复杂的工程中。抛掷爆破通过利用岩石本身自重坍滑出路基进而提高爆破效果，同时降低工程造价。采用定向爆破可在深挖高填相间、工程量较大的鸡爪性地区一次性形成数百米的路基，可大幅度提高工程进度。对于软石、次坚石路基地段，利用松动爆破技术和机械施工共同作业的形式，可提高工作效率。

1.5 微差爆破。

微差爆破技术可让前发药包为后发药包创造临空面，从而加强岩石破碎效果，同时具有较好的减震效果，可利用在多发一次爆破作业中。在一次爆破作业中采用微差爆破技术，可有效降低岩石堆积高度，减少岩石夹制力，节省炸药的同时方便进行机械作业。

2、路基施工中对多边界条件下爆破技术应用的探讨

如果边坡高度大于等于20m，且路堑为石质的路堑成为深挖石方路堑。这种工程挖深大、地形复杂、石方集中，施工的难度很大。传统的施工方法主要是采用浅眼爆破、猫洞炮、药壶炮和普通洞室炮爆破，技术力量薄弱，在地形和地质的约束条件下，该爆破方式存在以下缺点：受岩石地质影响较大且不易清理，爆破效率低，施工速度较慢，爆破效果不尽人意，洞室爆破没有较高的技术含量，容易对岩石边坡和周围环境造成严重破坏。再加上，路基石方具有工程数量大，占路基土石方工程数量比例也大，有必要进行爆破施工和机械化作业，石方工程相对集中，有利于爆破施工和机械化作业。地形地质相对复杂，地质岩石也可能呈现为软石、次坚石、坚石连续或相间的特点。因此，提倡采用先进的爆破技术，解决深挖石方路堑施工难题，提高施工速度和施工质量。近年来多边界爆破理论应用于各种公路工程建设以及其他工程施工中，取得了很好的成效。将多边界条件下的爆破技术推广应用到路基施工工程中，可有效保证路基施工工程进度和工程质量。成本低廉、且适用于各种地形条件下的一种施工方法是采用预留边坡保护层，对药包进行分条或分散的布置，松动洞室控制爆破来进行路堑主体方量开挖，用挖掘机配合浅眼爆破从坡顶向下进行清方和刷坡。采用光面爆破时，采用低爆速、低密度、高体积威力的炸药并对周边炮眼的方向位置、角度深度进行准确的确定，可大幅度增加光面爆破的成功率，增强爆破效果。利用有利地形对路基行定向爆破及抛掷爆破，可对形成一定岩石厚度的边坡路堑有较好效果。

综上所述：公路建设工作中有很多难题，对于部分沟谷相间、高差较大的路段采取手段进行平整是不可避免的。施工单位必须根据施工地的地形地质，结合自身施工条件，合理利用路基施工中多边界条件下的爆破技术，达到加快工程进度、提高工程质量、保证工程安全的目的。同时改变落后的爆破技术施工意识，探讨优质的施工技术是公路施工中亟待解决的问题。

预裂爆破技术论文篇（10）

1 概述

南屯煤矿1610上轨道顺槽采用留煤柱沿空留巷方式，这种方式施工方法简单，但是煤垛支撑顶板效果较差，且强度不足，亦不能切断采空区顶板来压途径，可能被动压压垮破坏，影响工作面回采。遗留的煤垛无法开采利用，造成资源浪费。

针对以上存在的问题，提出了切顶卸压沿空留巷新技术，进行了系统的理论与配套技术研究，并取得了突破性进展。

2 切顶卸压沿空留巷技术浅析

2.1 切顶卸压爆破技术方案及参数设计

切顶卸压沿空留巷技术采用双向聚能爆破技术来实现其对顶板的定向切割。双向聚能拉张成型爆破新技术是在常规爆破和控制爆破基础上发展起来的一种新型岩体聚能控制爆破技术，其概念是指将药包放入在两个设定方向有聚能效应的聚能装置，炸药起爆后，炮孔围岩在非设定方向上均匀受压，而在设定方向上集中受拉，从而实现被爆破体按照设定方向拉张断裂成型。

该爆破技术是在对比研究多种聚能爆破和定向控制爆破方法的基础上发展起来的一种新型聚能爆破技术，施工工艺简单，应用时只需在预裂线上施工炮孔采用双向聚能装置装药，并使聚能方向对应于岩体预裂方向。爆轰产物将在两个设定方向上形成聚能流，并产生集中拉张应力，使预裂炮孔沿聚能方向贯穿，形成预裂面。由于钻孔间的岩石是拉断的，爆破炸药单耗将大大下降，同时由于聚能装置对围岩的保护钻孔周边岩体所受损伤也大大降低，所以该技术可以达到实现预裂的同时又可以保护沿空巷道顶板的目的。

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图2-1 切顶卸压沿空留巷预期效果图

2.2 切顶卸压起始位置

切顶卸压沿空留巷起始位置的选择在一定程度上影响着最终的成巷效果。为保证工程项目的顺利实施及施工安全，在选择起始位置时，要综合考虑多种因素，慎重选择。

跟据十一采区其他工作面实测矿压资料，预计该工作面的矿压情况如下：①直接顶初次跨落步距为14～25m。②老顶初次来压步距为25～30m。③老顶周期来压步距为8～12m。

顺槽超前影响范围及巷道变形预计：①顺槽超前压力影响范围为20～25m。②顶底板相对移近量为30～50mm。③两帮相对移近量为60～90mm。

新切眼位于距停采线350m处。

根据顶板初次来压步距为25～30m，可确定于新开切眼后15m（初次来压步距的1/2）即可消除新切眼的干扰，进行预裂爆破切顶施工。

在新切眼施工过程中揭露新断层，为了消除断层影响，保证工程质量，确定切顶开始位置为新切眼后50m。

2.2.1 炮孔深度（预裂爆破切缝高度）设计

聚能爆破炮孔深度与煤层顶、底板岩性及厚度，煤层厚度，工作面采高及顺槽断面尺寸有密切联系。炮孔深度是否合适将直接影响到爆破切顶效果，顶板垮落程度及施工工程量。

根据现场实测地质钻孔柱状情况，1610工作面煤层顶板十下灰岩厚度为4.1～6.2m，平均厚度5m；煤层平均厚度0.9m；1610上轨道顺槽，断面为矩形，规格：净宽×净高=3.4×2.0m，断面面积：6.8m2。

经理论分析并结合现场经验（顶板垮落容易），设计炮孔深度4m，向工作面侧偏转5°（施工方便且顶板垮落更容易）。

这既保证了足够的切顶深度，也充分利用了顶板性质，减小施工量加快施工进度，提高了生产效率。为保证爆破切顶效果，设置1m深辅助炮孔并装药爆破。打孔施工要保证炮孔质量,应平直齐，炮孔布设应确保对齐，成一条直线，炮孔的角度和孔位应按技术要求严格操作。

2.2.2 炸药直径、聚能管径与炮孔直径三径匹配

炸药药卷直径（d1）、聚能管径与（d2）、炮孔直径（d3）三者之间必须相互适应，以保证最佳的爆破效果。选择标准为：①聚能管直径大于药卷直径。为了使药卷能较为顺利的放入聚能管内，聚能管的直径必须大于药卷直径；但是聚能管直径不能无限制的大，必须保证药卷在聚能管中能被固定住，保证爆破质量。②炮孔直径大于聚能管直径。为了便于聚能管的安装，炮孔直径必须大于聚能管直径；为保证聚能管在炮孔中定向固定及爆破时聚能效果；根据理论分析及现场试验，炮孔直径一般比聚能管直径大4～7mm。

根据理论研究和综合现场已有设备，选择外径Ф32mm

聚能管，与之相匹配的最佳炮孔直径为38mm，炸药直径为27mm，钻头直径38mm。这样既能保证药径与管径很好地紧密耦合又保证了药卷能较易放入聚能管中。

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图2-2 聚能管加工示意图

双向聚能管结构见图2-2。设计聚能孔直径为4mm，聚能孔的孔间距（中心到中心）为8mm。聚能管长度一般取炮孔长度的60%～70%效果最好。

2.2.3 切顶炮孔间距及炮孔装药量设计

单孔装药量与炮孔之间间距成正比关系。单孔装药量与炮孔孔间距的确定直接影响定向爆破切顶效果。

①单孔装药量越多，定向聚能爆破时产生的纵向裂缝向两侧延伸越远，两炮孔之间的孔间距就可设置的越大，可减少钻孔施工工程量，加快施工进度，提高生产效率。

②单孔装药量过多，爆破时能量过大，会导致顶板严重破坏，甚至导致顶板大面积垮落，增加返修维护及清矸的工程量，影响顺槽使用，甚至危害施工人员安全。

因此确定适当的单孔装药量及炮孔孔间距是决定切顶卸压沿空留巷技术成败的关键。

根据已完成的现场爆破试验，结合理论分析，基于现场已有材料；为了既保证切缝贯通效果，又能确保爆破切面较光滑平整，保证切落顶板完整性；采用孔间距为800mm，孔深4000mm，两孔中间设置深度1000mm辅助炮孔。采用二级煤矿水胶炸药，炸药规格为：直径Φ27mm×400mm/卷。4000mm炮孔单孔装药4卷，1000mm辅助炮孔单孔装药1卷。

炮孔具体布置方式见图2-3。

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图2-3 沿空护巷聚能爆破炮孔间距（mm）布置平面图

2.2.4 聚能爆破参数汇总

爆破参数统计表

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3 主要结论

技术优点：

①消除临近工作面煤体上方应力集中。

②减小采掘比，提高生产效率，操作简单，造价低廉。

③避免留设煤柱引发的冲击地压、瓦斯突出、自燃等灾害。

切顶卸压沿空留巷新技术，避免了留设煤柱造成的资源浪费，提高资源回收率，减小采掘比，提高生产效率；减小巷道掘进及返修工程量，简化工作面端头维护工作量，降低工人劳动强度，能取得显著的社会效益。

切顶卸压沿空留巷新技术，在消除临近工作面煤体上方应力集中的同时，避免了瓦斯突出、冲击地压隐患，具有明显的安全效益。

参考文献：