深孔台阶爆破(孔口段预留空气柱装药结构在深孔爆破中的应用)

Posted 2023-06-01

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深孔台阶爆破(孔口段预留空气柱装药结构在深孔爆破中的应用)

孔口段预留空气柱装药结构在深孔爆破中的应用

王守伟 1张凤海2 赵峻3 李明亮4

(1．重庆市公安局，重庆，401147；2．重庆协和爆破工程有限责任公司，重庆，409600；3．重庆市佳音机械化建筑工程有限公司，重庆，400147；4．重庆市万州区五桥爆破工程有限公司，重庆，404020)

摘要：本文通过万州大滩口水库坝肩开挖工程施工，在深孔爆破中采用孔口段预留空气柱装坡平整度，取得了良好的爆破效果。

关键词：深孔爆破；孔口段预留空气柱装药结构

1引言

水利水电开挖工程一般具有地质条件复杂、开挖工程量大、预留边坡高陡和施工工艺复杂以及质量与安全要求高的特点，为确保施工质量与安全要求，大多采用台阶深孔爆破方式施工。

根据开挖工程条件和施工设备情况，露天台阶高度一般为8～15m，炮孔直径为90～110mm，最大不超过150mm，当对保护层开挖要求严格时，炮孔直径小于90mm。

斜孔的倾角一般根据钻机的性能、爆区地形、地质条件及边坡的倾角等因素确定。一般不小于60°，习惯上采用75°左右，这一倾角对改善爆破效果比较有利。

2技术要点

根据岩石爆破理论，采用空气间隔装药实施预裂爆破，可以减弱爆破作用对孔壁的破坏，还可以利用预裂爆破形成的预裂缝降低主爆破孔爆破时对边坡围岩的损伤和爆破的振动危害；在主爆孔与预裂孔间布设一排缓冲孔，其钻孔角度与预裂孔平行，缓冲孔的孔距、缓冲孔与主炮孔的排距较前排主炮孔的孔距、排距减少(1／3～1／2)，缓冲孔至预裂孔(或光爆孔)的距离取其最小抵抗线的一半。缓冲孔区的炸药单耗与前排主炮孔相同，用体积公式确定缓冲孔装药量；主炮孔采用孔口段预留空气柱装药结构，并确保孔口段的堵塞长度不小于其最小抵抗线；起爆顺序按照：预裂爆破孔、主爆破孔、缓冲爆破孔；采用非电导爆管起爆网路，周边孔用导爆索传爆，其他炮孔孔内高段别非电前管，孔外低段别非电雷管接力，既有效地控制爆破振动，又能确保准爆、全爆。

3工程实例

3．1 工程概况

万州大滩口水库右坝肩开挖工程，位于万州区走马镇磨刀溪上游小溪坝河段，开挖岩石为较完整砂岩，开挖石料主要用于筑坝，要求控制大块率。开挖段高度115m、长40m、宽18m，坝址为倾角65°～85°的陡坡，坝肩后方约130m处有3处自建砖混民房，抗振强度比较低。

经方案对比论证，决定采用下沉式台阶深孔爆破，在开挖边坡的周边布置预裂孔，在主炮孔与预裂孔之间布设缓冲孔确保边坡岩石免受破坏。前排主爆孔采用常规爆破方式，后排主爆孔和缓冲孔采用孔口段预留空气柱装药。

3．2主要施工工艺

3．2．1 钻孔、验孔

在开挖边坡进行预裂孔施工前，首先对开挖轮廓线进行测量、定点、放样，精确控制各孔孔位、孔距、孔深和角度，使预裂孔处在同一开挖轮廓面上，其孔深超出主炮孔及缓冲孔1．0m；缓冲孔与预裂面平行，孔排距较主爆孔减少0．5m；完成预裂孔施工后，对每一个炮孔进行编号并以卡片标注其孔位、孔距、排距、孔深、角度等相关参数。

3．2．2装药与堵塞

预裂孔采用竹片捆绑导爆索和药卷的传统装药方式，孔底lm加强装药2kg，其他段每间隔750px装l条32mm药卷，孔口密实填塞lm；主爆孔和缓冲孔，按照试爆确定的炸药单耗，采用体积公式计算各单孔药量；装药前，根据放置在孔口旁卡片上的标示发放各孔炸药、雷管，并派专人核对验收；缓冲孔和后排主爆孔采用反向连续装药结构，在孔口严密堵塞2．5m，炸药与孔口堵塞之间形成空气柱。

3．2．3起爆网路

预裂孔全部采用导爆索传爆，其他炮孔内装Msl3或Msl5段毫秒导爆管雷管，每2～4孔外用Ms3或Ms5非电雷管接力传爆；预裂孔先于其他炮孔150～200ms起爆。

3．3爆破参数

爆破参数见表1。

3．4装药结构及炮孔布置

装药结构及炮孔布置如图1～图4所示。

3．5爆破效果

采用空气间隔装药的预裂爆破，减弱了爆破作用对孔壁的破坏，延长了爆生气体的作用时间。爆后边坡平整，超欠挖控制在375px内，边壁开裂少；半孔率在85％以上；采用孔口段预留空气柱装药结构，岩石破碎块度较均匀，爆破后0．7m3以上大块率控制在10％以内，由于主炮孔上部不装药空气段达3．5m，缓冲孔达8．Om，相对于常规装药方式(全孔装药后堵塞2．5～3m)，主爆孔单孔减少炸药用量14kg，缓冲孔单孔减少炸药用量32kg，在保证爆破效果的情况下，降低了炸药单耗，而且相对于传统的上、下部进行分层装药来说，操作简单易行，效果明显；爆破飞石得到有效控制，停放在20m处挖掘机采用竹板覆盖后无损伤；单段起爆最大药量控制在88kg内进行爆破，对130m处的民房未造成危害。

4结束语

在高边坡大方量深孔爆破中，边坡采用空气间隔预裂爆破，其他炮孔采用孔口段预留空气柱装药工艺，充分利用未装药段的上部空腔，延长了炸药爆炸冲击波、爆生气体的作用时间，使为装药的空气段岩石充分破碎、块度均匀。相对于传统的连续装药方式，不仅降低了炸药单耗，相对于常规的分层装药方式，施工工艺更简单、快捷，岩石破碎度好，块度均匀，大块率更低。