爆破设计与施工岩土爆破设计题

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1、2013版 岩土爆破设计题 （讲授样题，非考试试题）4.1 设计题设计1风景区山坡开挖台阶爆破设计某风景区改建工程中需要对一处山坡进行开挖，待开挖的山坡长22m,宽 6.5m,高约75m。爆区周围环境复杂，山坡脚距湖15m,距开挖区1m处有围墙, 距开挖区4m为石碑和凉亭，属于国家重点文物，是重点保护目标。施工中要控 制飞石，飞石避免落入湖中，还要控制爆破产生的振动强度。要求采用浅孔分 层台阶爆破，开挖边线采用预裂爆破。设计要求内容如下：（ 1）孔距、排距、孔深、超深、单孔装药量、装药结构、填塞长度；（ 2）请给出预裂爆破设计：孔径、孔间距、孔深、线密度，单孔药量（可 不计导爆索药量）、装药结

2、构、（沿孔深的装药量分布）、填塞长度；（3）起爆网路设计（只说明孔内、孔间、排间雷管段位即可，包含预裂孔）； （ 4）安全防护措施。设计提示：炮孔直径40mm、单孔药量不大于05Kg，单位炸药消耗量按 0.35Kg/m3 计算。分析：此工程周围环境十分复杂。距开挖区lm处有围墙，4m处有国家级 重点文物石碑和凉亭，都需要保护，因此要严格控制爆破振动；山坡角距湖仅 1.5m，飞石要避免落入湖中，需控制爆破产生的飞石。为达到减振和保护国家重点文物的目的，设计采用浅孔分层台阶爆破，开挖 边线采用预裂爆破，炮孔直径为 40mm。采用松动爆破，单位炸药消耗量取 0.35kg/m3 计算，并严格将单孔装药

3、量控制在 0.5kg 以内。由单孔最大装药量和炸药单耗，计算得单孔能爆破的最大岩石体积为 1.43 m3，设计如下：（1）开挖爆破台阶高度：按开挖深度 7.5m 左右，考虑到单孔装药量要控制在 0.5kg 以 内，故取台阶高度H=1.5m，即本工程分5层开挖；炮孔为垂直孔。底盘抵抗线：W1= (0.4 1.0)H=0.61.5m,取 1.0m炮孔间距 a=(1.02.0) W=1.02.0,取 a=1.0m炮孔排距 b 取 0.8m炮孔超深 h=(0.1 0.15)H=0.15 0.225m，取 0.2m孔深L=1.7m单孔装药量 Q=qabH=0.42kg装药结构：连续装药结构，药卷直径为3

4、2mm，装药长度为0.42m，填塞长 度为 1.08m。( 2)预裂爆破孔径 d=40mm孔间距 a= (812) d=360540mm，取 380mm孔深L=1.7m，炮孔长度为1.96m (没给边坡角度，此处按60计算) 线密度 q=150g/m单孔装药量 Q=qL=0.294kg采用小直径药卷，不耦合系数取2。底部加强装药段长为0.4m，装药114g, 中部正常装药段长为0.9m，装药135g，顶部减弱装药段长0.3m，装药45g， 填塞段长为 0.36m。( 3)起爆网络设计 预裂爆破和台阶爆破分开进行，先爆预裂孔。 预裂孔采用导爆索起爆网路，沿炮孔全长布置导爆索，用瞬发雷管起爆。 为

5、减少爆破飞石落入湖中，考虑采用纵向开挖方式，即爆破工作面从开挖面 的一端向另一端推进。每排布置 6 个炮孔，每次爆破排数一般控制在 2 以内，最多 3 排。采用 孔内和孔外微差相结合的方法实现逐孔起爆，孔外采用 2 段毫秒雷管，孔内从 外侧开始到内侧依次布置 49 段毫秒雷管。( 4)安全防护措施 爆破部位安全防护：采用钢板、废旧皮带等防护材料将爆区覆盖，防止飞石。 保护目标近体防护：石碑和凉亭的临爆区面搭建高于凉亭高度的防护排架， 排架上设双层竹笆进行保护。设计2 预裂爆破和光面爆破已广泛应用于露天工程和地下工程，简述你曾参与过 的预裂或光面爆破工程技术设计。爆破后如果出现下列现象，请分析原

6、因并说 明如何调整爆破设计。（1）表面未产生裂缝；（2）孔口破坏严重，壁面也有破损；（3）孔口破坏严重，下部壁面质量正常；（4）孔口破坏严重，但下部未形成裂缝；（5）下部壁面很好，但表面未形成裂缝。 设计提示：根据成缝质量，考虑地质条件、爆破参数、施工工艺等进行实 际调整。设计如下：（1）表面未产生裂缝 单孔装药量或装药线密度太小；炮孔间距过大；钻孔对位不准或方向偏斜过 大，炮孔不在同一平面上。增大装药线密度或减小间距；提高钻孔质量。（2）孔口破坏严重，壁面也有破损 整体线装药密度偏大，尤其是孔口段，可能没有减弱装药或装药高度太大， 填塞长度不足；不耦合系数太小。减小炮孔的线装药密度，孔口段采

7、用减弱装药并降低装药高度，增大填塞长 度，增大不耦合系数。（3）孔口破坏严重，下部壁面质量正常 孔口药量减弱段药量过大或装药高度太大，填塞长度不足。 减小孔口段装药量，降低装药高度，增大填塞长度。（4）孔口破坏严重，但下部未形成裂缝 装药结构不合理，下部未加强装药，上部未减弱装药。在炮孔下部设 0.2L 的加强装药段，上部 0.3L 范围内设减弱装药段，减少 的药量增加到下部加强装药段。（5）下部壁面很好，但表面未形成裂缝 填塞长度过大，装药过低，或上部药量偏小。适当增加上部装药量，提高装药高度，减小填塞长度。设计3某道路工程需在花岗岩中开挖一个隧洞，岩石坚固性系数f=16,裂隙中等发 育。隧

8、道断面为直墙半圆形，半径25m。边墙高4m，底宽5m。钻孔直径42m， 空孔直径89m。爆破开挖循环进尺25m。设计计算要求：(1) 绘出炮孔布置图，标出各部位孔位间距，起爆顺序号；掏槽孔布置图;(2) 计算总钻孔量，每立方米钻孔量，单位体积炸药消耗量;(3) 绘出掏槽孔、辅助孔、周边孔的装药结构图；(4) 绘出起爆网路图。设计提示：采用全断面开挖，垂直孔掏槽。(2) 炮孔利用率为90%,炮孔深度2.5/0.9u2.3i掏槽孔深度加深0.2m,孔深为3.0m。按图上的炮孔数可计算出总钻孔长度 L。掘进断面积为29.81m2，循环进尺2.5m,循环体积为74.53m3，则每立方 米钻孔量为：L/

9、74.57。列表计算每孔装药量：掏槽孔的装药系数为 0.8 左右，辅助为 0.7 左右， 周边孔为0.75左右，然后统计总装药量Q (建议统计出总装药量后与P.341表 98 的数值对比一下，不要相差太大)。单位体积炸药消耗量为 Q/74.57。( 3)为方便建议采用连续装药结构，起爆药包放在孔底第 2 或 3 个药卷 的位置，反向起爆。( 4)可考虑采用簇并联，全部采用孔内微差起爆。设计4某住宅小区要修建综合管网配套工程，需开挖沟槽长240m,下挖深度4m， 上口宽4m，底宽25m。开挖边线距住宅楼仅20m,环境较复杂。岩石为中风 化花岗岩。设计要求如下：(1) 沟槽爆破的孔径、孔距、排距、

10、孔深、超深、单耗、单孔装药量、装 药结构、每次爆破规模；(2) 给出主炮孔平面布置图(取一段即可)和剖面图；(3) 预裂爆破参数的孔径、孔距、孔斜、孔深、超深、线装药密度、装药 结构、填塞长度；(4) 起爆网路；(5) 安全防护。设计提示：采用预裂爆破、松动爆破和毫秒延期起爆技术，开挖顺序从两 端向中间同时推进。设计 4(1) 采用浅孔台阶爆破法开挖，沟槽爆破采用浅孔松动爆破，周边孔采用预裂 爆破。炮孔直径d=40mm,中间孔距距取1.0m，边孔间距取0.8m,炮孔排距b=1.0m.中间孔超深h=0.5m,孔深L=4.5m；边孔深为1.8m，中间孔每 昭 孔装药1.6kg，边孔每孔装药 岳口

11、cllntz0.8kg，母排炮孔装药量为Q=4.8kg,炸药单耗 q 为 0.37m3/kg中间孔采用间隔装药，孔底装1.0kg,中间间隔1.5m，再装药0.6kg,孔口填塞长度为1.4m。边孔采用连续装药，孔口填塞长度为 1.0m。每次爆破3 排,第一排用1段毫秒导爆管雷管，第二排用2段毫秒导爆管雷管，第一排用3段毫秒导爆管雷:1管。（2）见上图（3）预裂爆破参数孔径40mm，孔距400mm，孔斜80（与沟槽边坡相同）,孔深卄U04.5m （孔长4.58m）,线装药密度取328g/m，单孔装药量1.5kg考虑分四段装药，孔底加强装药段长度1.0m, 0.45kg；中间正常装药段长2.18m，

12、分2段装药，下部装0.4kg,上部装0.35kg；上 部减弱装药段长1.4m,装药 0.30 kg。（4）起爆网络：沟槽爆破采用全部孔内微差；预裂爆 破孔内采用导爆索连接药包串，然后用1段毫秒雷管起爆。（5）安全防护：采用近体（爆破体）防护。（具体可参考设计1）设计5某地下工程的巷道开挖断面底宽40m,直墙高为20m,顶部半圆拱。岩性 为弱风化花岗岩，岩石硬而脆，经试爆单位耗药量约为10kgm3。设计要求如下：请给出开挖爆破设计：掏槽方式、孔深、孔斜、孔距、排 距、单孔药量；辅助孔的孔距、排距、孔深、单孔药量、填塞长度；周边孔的 孔距、孔深、线装药密度、单孔药量、填塞长度；起爆网路图（起爆顺序

13、与雷 管段位）。设计提示：一次成型，釆用斜孔掏槽，周边釆用光面爆破。设计如下：建议f按1214考虑，断面积 为14.28m2,循环进尺2m,循环爆破岩 石量 28.56m3。采用二级单楔形掏槽，炮孔与工作 面夹角58和69，两排炮孔孔口距 取0.335mm,孔底距为0.15m,掏槽孔数 12个。一级掏槽孔每孔装药0.4kg,总 药量2.4kg,二级掏槽孔每孔装药量 1.2kg,总药量7.2kg。掏槽孔总装药量 9.6kg。辅助孔12个，孔距约0.8m,排 距约0.8m,孔深2.2m,单孔装药量 1.0kg,总装药量12kg,填塞长度1.2m。周边采用光面爆破，孔径40mm, 孔距500mm，炮

14、孔数17个，光面层厚 度600mm,孔深2.2m。药卷直径为20mm 的药卷，不耦合系数为2,装药线密度 为0.15kg/m,单孔装药量为0.30kg,装药长度1.4m，填塞长度0.8m，总装药 量5.1kg。底孔6个，单孔装药量1.2kg，总装药量7.2kg。总装药量33.5kg ,炸药单耗1.19kg/ m3设计6某水电站地下厂房开挖尺寸：长X宽X高=2554mX334mX882m,岩性为 软硬相间的缓倾角砂岩和粉砂质泥岩。地下厂房在不同高程与硐群贯通。先挖 通与地下厂房贯通的硐室,后挖地下厂房岩体。地下厂房共分 9 层施工,分层 高度711.38m,顶拱层采用中导洞先行，后两侧扩挖。第2

15、3层先中部施工， 形成台阶后进行梯段爆破开挖，其中第2层的台阶开挖高度为7m。地下厂房开 挖顺序如图4-1所示。设计要求如下（只针对第2层）：（1）梯段爆破设计参数：孔径、孔距、排距、孔深、装药结构、填塞长度、 单耗（按岩性考虑）、每孔装药量；（2）每次爆破5排孔，每排12个炮孔、共计60个孔，要求逐孔起爆。 设计提示：（1）梯段爆破应注意减少对围岩扰动；（2）釆用孔内、外毫秒延期接力起爆网路，孔内为高段位，孔外为低段位。设计 6本设计为形成台阶后的梯段爆破，台阶高度为7m,可按露天深孔台阶爆破（或 路堑深孔爆破）的方法进行设计。（1）考虑到减小对围岩的扰动，采用松动爆破，孔径及孔网参数也应取小值， 以减小单孔装药量。孔径取 80mm排距b取（2025） d,取2.0m孔距 a=（1.01.5） b,取 2.5m超深取1.0m，孔深为8.0m单耗取0.4kg/m3,单孔装药量为14kg 连续装药结构,填塞长度取 3m（2）用Excel地表延期雷管，孔外用17ms和25ms，孔内用400ms，图参考 教材。建议增加周边孔光面或预裂爆