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1、山区高速公路边坡光面爆破参数及控制技术研究开题答辩Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望课题来源、选题依据及研究目的课题来源、选题依据及研究目的1 国内外国内外 研究现状研究现状2 研究内容研究内容3 工作计划工作计划4报告提纲1课题来源、选题依据和研究目的课题来源、选题依据和研究目的课例来源：浙江省交通厅科研项目课例来源：浙江省交通厅科研项目山区高速公路边坡光面爆破关键技术研究山区高速公路边坡光面爆破关键技术研究课题来源、选题依据及研究目的课题来源、选题依据及研究目的12
2、0072007年浙江省已通年浙江省已通车的高速公路里程车的高速公路里程有有23822382公里，按规公里，按规划划20202020年浙江省高年浙江省高速公路通车里程将速公路通车里程将达到达到50005000公里，实公里，实现现“两纵、两横、两纵、两横、十八连、三绕、三十八连、三绕、三通道通道”的覆盖全省的覆盖全省的高速公路网。按的高速公路网。按照这一规划平均每照这一规划平均每年建设高速公路超年建设高速公路超过过200200公里。公里。 随着山区高速公路建设的不断增加，公路岩质边坡随着山区高速公路建设的不断增加，公路岩质边坡开挖中越来越多地使用爆破手段。但是，由于爆破理论开挖中越来越多地使用爆破
3、手段。但是，由于爆破理论的不成熟，没有完整的规范和施工水平等原因导致爆破的不成熟，没有完整的规范和施工水平等原因导致爆破事故频发。特别是对于存在不稳定因素的高陡边坡，一事故频发。特别是对于存在不稳定因素的高陡边坡，一旦受到爆破振动的影响，极有可能造成边坡失稳破坏，旦受到爆破振动的影响，极有可能造成边坡失稳破坏，危及高速公路正常施工和安全，造成巨大的人员与财产危及高速公路正常施工和安全，造成巨大的人员与财产损失。损失。课题来源、选题依据及研究目的课题来源、选题依据及研究目的11课题来源、选题依据及研究目的课题来源、选题依据及研究目的12005年，云南某高速公路施工时由于爆破触发滑坡，滑坡量达高4
4、0万方，导致边坡坍塌，受滑坡影响的铁路线近2公里，严重干扰了高速公路的正常运营，造成了巨大的经济损失。2007年，湖北省宜万铁路高阳寨隧道爆破施工时触发滑坡，崩塌体累计3000万方，最大石头体积超过900立方米， 崩塌体导致一辆客车及摩托车被埋，31人身亡的恶性事故，滑下山坡的巨石堆积于318国道，使这一重要公路交通干线中断。 有没有一种方法有没有一种方法可以在保证工程施工可以在保证工程施工安全的前提下既能加安全的前提下既能加快施工的进度，同时快施工的进度，同时可以降低工程的综合可以降低工程的综合成本呢？成本呢？课题来源、选题依据及研究目的课题来源、选题依据及研究目的1光面爆破光面爆破2国内外
5、研究现状国内外研究现状 光面爆破是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、光面爆破是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术，与传统的爆破法相比，最显著的优点是轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术，与传统的爆破法相比，最显著的优点是能有效地控制炮孔炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确能有效地控制炮孔炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度。保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度。 国内外研究现状国内外研究现状2 光
6、面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。一般认为，光面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。一般认为，炸药起爆时，光面爆破光爆孔各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲炸药起爆时，光面爆破光爆孔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，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中击相遇，则产生应力波的叠加，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，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀
7、合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。 国内外研究现状国内外研究现状2年代作者 研究内容1950瑞典爆破协会最早提出光面爆破的概念，并应用于工程实践。1961兰格费尔斯提出了炮孔间距的计算公式1978李先才探讨了光面爆破的原理与参数的选择 1985张奇研究了光面爆破成缝问题1996阎坤研究了岩质高边坡爆破动力稳定分析方法1997马芹永研究了光面爆破炮眼间距以及光面厚度2001喻长智 研究了岩石爆破混沌模型与条形药包爆破应力波衰减规律2004陈先锋研究了中深孔爆破孔底空腔装药的机理 2006张西前分析了节理岩体边坡爆破动力稳定性
8、法理论研究文献理论研究文献 国内外研究现状国内外研究现状2李先才李先才探讨了光面爆破的原理与参数的选择，并结合实践表明光面爆破的优点是探讨了光面爆破的原理与参数的选择，并结合实践表明光面爆破的优点是:可提高爆破效率可提高爆破效率,减少围岩破坏和爆震裂隙减少围岩破坏和爆震裂隙,保持围岩原有的力学性能和自身强度保持围岩原有的力学性能和自身强度,增强围岩的稳定性和自承能力增强围岩的稳定性和自承能力,获得近似于设计断面的巷道周边轮廓获得近似于设计断面的巷道周边轮廓,抵消应力集抵消应力集中中,减少超挖工程量减少超挖工程量,降低材料消耗降低材料消耗,确保井巷掘进快速、优质、安全、低耗。确保井巷掘进快速、优
9、质、安全、低耗。孟海利孟海利研究太长高速公路的砂岩边坡中实施的光面爆破研究太长高速公路的砂岩边坡中实施的光面爆破 ,从爆破效果看从爆破效果看 ,对于松软、对于松软、完整性差的岩体完整性差的岩体 ,只要参数选择得当只要参数选择得当 ,依然可以获得良好的光爆效果。依然可以获得良好的光爆效果。 黄发荣黄发荣研究了金丽温高速公路第十一合同段水碓周石质路堑开挖工程，表明光面研究了金丽温高速公路第十一合同段水碓周石质路堑开挖工程，表明光面控制爆破技术施工控制爆破技术施工,既保证了边坡内部岩体的整体性既保证了边坡内部岩体的整体性 ,也保持了边坡岩体原有的稳也保持了边坡岩体原有的稳定性定性 ,而且不但使边坡坡
10、度满足设计要求而且不但使边坡坡度满足设计要求 ,还保证了边坡表面的平整度还保证了边坡表面的平整度 ,减少了边坡减少了边坡防护工程量防护工程量 ,在取得良好工程效果的同时在取得良好工程效果的同时 ,有效控制了爆破引起的岩体冲击波所产有效控制了爆破引起的岩体冲击波所产生的震动和近距离飞石对村庄民房的影响。生的震动和近距离飞石对村庄民房的影响。 国内外研究现状国内外研究现状2 模型试验与工程技术应用文献模型试验与工程技术应用文献年代作者 研究内容1995钟鹏如光面爆破试验与应用 1996季月伦小浪底水电站隧洞开挖爆破振动观测2003叶海旺土岩爆破智能化系统研究2004张志呈爆源远区爆破振动对建（构）
11、筑物危害的原因分析2005徐冬春小龙潭露天矿爆破技术与爆破震动研究2006赵泉小湾水电站开挖中预裂爆破参数的优化研究 国内外研究现状国内外研究现状2谢天华和黄德文谢天华和黄德文(2003)为了确定最佳的边坡开挖爆破参数为了确定最佳的边坡开挖爆破参数,保证边坡开挖的稳定和保证边坡开挖的稳定和确保边坡开挖的质量确保边坡开挖的质量,在钻爆施工前先进行了爆破试验，验确定合理的爆破参数并在钻爆施工前先进行了爆破试验，验确定合理的爆破参数并应用于实际的钻爆施工应用于实际的钻爆施工,取得了较好的效果。取得了较好的效果。 王代华王代华等等(1996)以现场试验为基础，利用统计方法分析岩石材料在冲击载荷下的损以
12、现场试验为基础，利用统计方法分析岩石材料在冲击载荷下的损伤特征，用爆破前后保留岩体的声速、接收波频谱及每米岩芯上的可见裂纹数来衡伤特征，用爆破前后保留岩体的声速、接收波频谱及每米岩芯上的可见裂纹数来衡量爆破对岩体造成的损伤程度及范围，将保留岩体在爆炸冲击载荷下的损伤特征划量爆破对岩体造成的损伤程度及范围，将保留岩体在爆炸冲击载荷下的损伤特征划分为四个区，达到指导维护边坡稳定的目的。分为四个区，达到指导维护边坡稳定的目的。 陈宝心陈宝心等等(2007)将声波测试技术应用于某水电站边坡开挖过程分析将声波测试技术应用于某水电站边坡开挖过程分析,在炮前、炮后在炮前、炮后和再炮后分别对测区进行了测试和再
13、炮后分别对测区进行了测试,由测试数据绘出爆破前后声速由测试数据绘出爆破前后声速VP(m/s)与孔深与孔深h (m)关系曲线图关系曲线图,并通过分析得出了一系列结论并通过分析得出了一系列结论,用以指导爆破施工用以指导爆破施工 。 国内外研究现状国内外研究现状22. 技术应用型研究较多，理论研究、试验研究较少，研究手段过于单一技术应用型研究较多，理论研究、试验研究较少，研究手段过于单一 就现有资料来看，能够查阅到的文献多是对施工工艺的探讨和概括，且研究就现有资料来看，能够查阅到的文献多是对施工工艺的探讨和概括，且研究手段多用现场试验或数值模拟，对于深层次的机理性的理论解析与模型试验很少，手段多用现
14、场试验或数值模拟，对于深层次的机理性的理论解析与模型试验很少，研究手段仅限于一种或两种。研究手段仅限于一种或两种。1.光面爆破的适用性问题光面爆破的适用性问题 多是针对某一特定的岩质进行光面爆破的研究，没有针对不同类型的岩质进多是针对某一特定的岩质进行光面爆破的研究，没有针对不同类型的岩质进行对比分析，即没有分析什么类型的岩质适合采用光面爆破，可以采用光面爆破行对比分析，即没有分析什么类型的岩质适合采用光面爆破，可以采用光面爆破的指标是什么。的指标是什么。 研究现状总结研究现状总结3研究内容研究内容 研究内容研究内容3 学术思路学术思路理论分析理论分析经验类比经验类比提出光面提出光面爆破参数爆
15、破参数现场试验现场试验监测分析监测分析综综合合考考虑虑光爆破的适光爆破的适用性，合理用性，合理参数与控制参数与控制技术技术 研究内容研究内容3、光面爆破适应性研究、光面爆破适应性研究、调研典型岩质边坡的分布区域，确定岩石与其结构面的物理力学特性。、分析不同类型边坡光面爆破开挖角度和高度的适应性研究。 研究内容研究内容 钙质泥岩钙质泥岩辉绿岩辉绿岩 风化严重风化严重 节理发育节理发育 研究内容研究内容3 研究内容研究内容 研究内容研究内容3研究内容研究内容研究内容研究内容 研究内容研究内容3 研究内容研究内容 研究内容研究内容3、不同类型岩石边坡光面爆破参数及工艺及研究、不同类型岩石边坡光面爆破
16、参数及工艺及研究、不同类型岩质边坡开挖的光面爆破工艺。、不同类型岩质边坡光面爆破上下底面的处理及控制工艺。、分析制定针对不同类型岩质高边坡条件下的光面爆破爆破参数。 研究内容研究内容 研究内容研究内容3 研究内容研究内容3 研究内容研究内容 研究内容研究内容 研究内容研究内容3炮孔布置图炮孔布置图布孔原则布孔原则选择合理的单耗，间距疏密有选择合理的单耗，间距疏密有致，深度准确有效，边坡边缘致，深度准确有效，边坡边缘适当加密，布孔要根据地形与适当加密，布孔要根据地形与地质的变化情况调整。地质的变化情况调整。 研究内容研究内容3 研究内容研究内容炮孔堵塞炮孔堵塞 钻孔钻孔 光爆孔装药光爆孔装药 研
17、究内容研究内容3 研究内容研究内容研究内容研究内容 研究内容研究内容3主爆孔装药主爆孔装药 研究内容研究内容3 研究内容研究内容 研究内容研究内容 研究内容研究内容3 研究内容研究内容3研究内容研究内容、边坡光面爆破监控与控制技术研究、边坡光面爆破监控与控制技术研究、研究质点振动速度与边坡岩体层裂的关系和爆破层裂效应，确定出节理发育岩质边坡的安全评价标准。、研究岩体结构面对爆破断裂面形成的影响因素和机理，确定节理岩质边坡光面爆破控制标准和技术措施。、研究单响药量、装药结构、爆破参数对质点振动速度的影响。、研究光面爆破对边坡稳定性及爆区环境的影响。 研究内容研究内容3研究内容研究内容32乳化炸药
18、乳化炸药 性能指标性能指标药卷密度药卷密度0.950.951.30g/cm1.30g/cm3 3 , ,爆爆速速3200m/s,3200m/s,猛度猛度12mm12mm，殉爆距，殉爆距离离3cm3cm，作功能力，作功能力260ml.260ml.雷管雷管 研究内容研究内容3研究内容研究内容研究内容研究内容 研究内容研究内容3 研究内容研究内容3研究内容研究内容振动测试传感器振动测试传感器振动信号采集系统振动信号采集系统 研究内容研究内容3研究内容研究内容 研究内容研究内容3研究内容研究内容1#测点水平振速测点水平振速 1#测点垂直振速测点垂直振速 研究内容研究内容 研究内容研究内容32#测点水平
19、振速测点水平振速 2#测点垂直振速测点垂直振速 从各测点测试数据来看，从各测点测试数据来看，主爆引起的地震效应比光面爆主爆引起的地震效应比光面爆破引起的地震效应要大，主爆破引起的地震效应要大，主爆引起的测点最大垂直振速为第引起的测点最大垂直振速为第一个测点的垂直振速，为一个测点的垂直振速，为15.6cm/s，最大水平振速也，最大水平振速也达到达到13cm/s以上。而光面爆以上。而光面爆破引起的质点振速一般小于破引起的质点振速一般小于5cm/s。 当地震波沿岩层传播时，当地震波沿岩层传播时，地震效应与该岩层的岩性和岩地震效应与该岩层的岩性和岩体结构有关。该区域岩层构造体结构有关。该区域岩层构造较
20、复杂，节理很发育，并且有较复杂，节理很发育，并且有黄土夹层。反映在地震波上是：黄土夹层。反映在地震波上是：能量衰减大，衰减时间短。能量衰减大，衰减时间短。 研究内容研究内容3研究内容研究内容 研究内容研究内容3 研究思路研究思路反馈分析模型反馈分析模型4工作计划工作计划2009.32009.72008.122009.32008.102008.122008.92008.10 总结完成成果撰写论文总结完成成果撰写论文 分析监测数据分析监测数据 现场试验现场试验查阅文献，掌握国内外研究查阅文献，掌握国内外研究现状现状和最新动态，撰写选题报告和最新动态，撰写选题报告 修改论文准备答辩修改论文准备答辩2009.72009.11 工作计划工作计划4欢迎各位老师与同学欢迎各位老师与同学 提出宝贵意见提出宝贵意见
