岩土爆破设计题与案例分析试题参考答案Word文件下载.docx

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假设岩性为中硬岩，单位炸药消耗量q可取0.35kg/m3。

由公式

导出

，爆区岩性属中硬岩，K和α分别取200和1.65，R=40m，国家重点文物允许质点振动速度取v=0.3cm/s。

将已知数据代入公式，计算得Qmax=0.5kg。

为了控制爆破振动，确定单孔装药量Q=0.45kg<

Qmax。

采用药卷直径为32mm，长度为200mm，单卷药量150g的炸药。

装药长度：

Lc=3×

200=600mm=0.6m

抵抗线：

W=（24-45）d或W=（0.4-1.0）H

W=0.8H=0.8×

1.5=1.2m

超深：

h=（0.1-0.15）H=0.15-0.225,取0.2m。

炮孔深度：

L=H+h=1.5+0.2=1.7m

采用三角形布孔方式，炮孔密集系数m=1.15，即a=1.15b，由题已知单耗q=0.35kg/m3

由于Q=q·

V=q·

a·

b·

H=1.15b2·

q·

H，将已知数据代入，计算得排距b=0.85m，

孔距：

a=1.15b=1.15×

0.85=1.0m。

填塞长度：

Lt=L-Lc=1.7-0.6=1.1m

根据经验公式计算填塞长度：

Lt=（20-30）d=0.8-1.2m，为了满足控制飞石的要求，取大值，所以Lt取1.1m是合适的。

装药结构：

采用连续装药结构，即每个炮孔从孔底向上连续装入3个药卷，装药长度为0.6m，其余1.1m全部用于填塞。

（2）预裂爆破参数设计

孔径d取40mm；

孔间距S=（8-12）d，取10d，S=10×

40=0.4m；

预裂孔采用垂直孔，孔深等于台阶爆破时的浅孔深度，L=1.7m；

线装药密度取L线=250-350g/m，由于炮孔较浅，所以取小值，按L线=250g/m计算；

填塞长度Lt=（10-20）d，取15d=0.6m；

装药长度Lc=L-Lt=1.7-0.6=1.1m；

单孔装药量Q=Lc×

L线=1.1×

250=275g；

不耦合装药，底部0.2m采用加强装药（线装药密度400g/m，装药量80g），中间0.6m采用正常装药（线装药密度250g/m，装药量150g），上部0.3m采用减弱装药（线装药密度150g/m，装药量45g）。

（3）起爆网路设计

在每个台阶爆破时，预裂孔提前起爆，由于受同段最大药量的限制，预裂孔起爆时按单孔起爆。

正常台阶浅孔爆破时也采用单孔起爆。

主炮孔在预裂缝形成的条件下，按单孔顺序起爆。

（课堂已讲，略）

（4）安全防护措施

严格控制最大同段药量不超过0.5kg，预裂爆破和台阶爆破时都采用单孔顺序起爆。

为了防止爆破时产生飞石，在每个炮孔孔口位置用沙袋压盖。

另外在被保护的石碑和凉亭上采用草帘或帆布进行防护，以防个别飞石飞溅到石碑和凉亭上时对他们造成损伤。

设计2：

简述你曾参与过的预裂或光面爆破工程技术设计？

提示：

从以下几个方面说明：

（结合实例）

1实施预裂或光面爆破地段的地质情况；

如在公路路堑开挖时采用了预裂爆破，岩体为花岗岩，坚固性系数f=12-16，中等风化，解理裂隙发育，无水。

2控制爆破参数。

预裂爆破参数应包括：

孔径、孔间距、钻孔长度、钻孔角度、线装药密度、单孔装药量、装药结构、填塞长度等。

光面爆破参数应包括：

孔径、光爆破层厚度（抵抗线）、孔间距、钻孔长度、钻孔角度、线装药密度、单孔装药量、装药结构、填塞长度等。

3起爆方式。

注意预裂爆破时，可以先于主爆区单独起爆，也可以与主爆区同一次起爆，但比主爆区要提前90-110ms起爆。

光面爆破时，光面孔与主爆区炮孔同次起爆时，光面孔在主爆区起爆后再起爆，时差100ms左右，光面孔也可以在主爆区起爆后单独起爆，主爆区爆破后的碴堆清运后再实施光面爆破，则光面爆破的效果会更好。

4爆破效果，说明预裂爆破或光面爆破后的效果如何，从半孔率、壁面的平整度，观感等方面进行描述。

5爆破设计的调整，根据爆破效果，对爆破方案进行调整情况及调整后的爆破效果。

爆破后出现下列现象，请分析原因并说明如何调整爆破设计？

（1）表面未产生裂缝；

可能的原因：

孔间距大、装药量不足、岩石坚硬。

调整爆破设计的方法：

缩小孔间距、增加线装药密度。

（2）孔口破坏严重，壁面也有破损；

线装药密度大、填塞长度小、岩体完整性差（如解理裂隙很发育）。

降低线装药密度，孔口部位的线装药密度降低得多些，增加填塞长度。

（3）孔口破坏严重，下部壁面质量正常；

上部线装药密度大，填塞长度小。

增大填塞长度，减小上部装药密度。

（4）孔口破坏严重，但下部未形成裂缝；

孔口部位岩体解理裂隙发育或线装药密度高了或填塞长度不足，下部线装药密度低了。

减小孔口线装药密度、增加填塞长度，增大下部线装药密度。

（5）下部壁面很好，但表面未形成裂缝；

下部药量不足。

增加下部线装药密度。

设计3：

某道路工程需在花岗岩种开挖一个隧洞，岩石坚固系数f=16,裂隙中等发育。

隧道断面为直墙半圆形，半径2.5m。

边强高4m，底宽5m。

钻孔直径42mm，空孔直径89mm。

爆孔开挖半径循环进尺2.5m。

设计要求：

（1）设计出炮孔布置图，标出各部位孔位置图，起爆顺序号；

掏槽孔布置图；

（2）计算总钻孔量，没立方米钻孔量，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）绘出起爆网络图。

根据题意，可以绘出隧道断面形状如图1所示。

经计算断面的面积S=23.62m2。

采取全断面开挖。

选用垂直孔掏槽，中间钻一个孔径为89mm的空孔，在空孔的四周均匀布置4个掏槽孔。

周边孔使用光面爆破。

图1隧道断面图2掏槽孔布置图

（1）掏槽孔数目N1=4个（不含空孔），辅助孔数目N2=32个，周边孔数目N3=30个，炮孔总数N=66个。

掏槽孔的布置图如图2所示，6个掏槽孔均匀地布置在半径为200mm的圆上，中心点为直径89mm的空孔，所有掏槽孔都是垂直孔，孔深均为3m。

炮孔布置图如图3所示，在每个炮孔附近的数字表示起爆顺序。

周边孔间距，拱顶部位0.55m，立墙部位0.65m，底眼0.6m，辅助孔间距0.75m，光爆层厚度为0.61m，周边孔的炮孔密集系数m=0.9。

周边孔距开挖轮廓线0.1m，并向外倾斜4°

，使孔底在轮廓线外0.1m。

图3炮孔布置图（单位：

mm）

（2）利用下述公式估算出总钻孔数：

实际布置炮孔数为66个（不包含空孔），与计算结果相近，比较合理。

设炮孔利用率为90%，已知每循环进尺L进=2.5m，所以炮孔深度为L=2.5/90%=2.8m，掏槽孔深度比其他孔加深0.2m，即掏槽孔的深度为3.0m。

总钻孔量L总=4×

3.0+（66-4）×

2.8=185.6m（不包括空孔）

每次循环爆破方量V=S×

L进=23.6×

2.5=59m3

每立方米钻孔量=L总/V=185.6/59=3.15m/m3

取掏槽孔填塞长度为装药长度的0.25倍，辅助孔和周边孔的填塞长度为装药长度的0.3倍，则有：

掏槽孔填塞长度Lt1=3.0×

0.25/（1+0.25）=0.6m

掏槽孔装药长度Lc1=3-0.6=2.4m

辅助孔和周边孔的填塞长度Lt2=2.8×

0.3/（1+0.3）=0.6m

辅助孔和周边孔的装药长度Lc2=2.8-0.6=2.2m

掏槽孔和辅助孔都采用Φ32×

200mm，质量150g的药卷。

周边孔线装药密度取值为0.3kg/m。

掏槽孔装药量为Q1=N1×

Lc1/0.2×

0.15=4×

2.4/0.2×

0.15=7.2kg

辅助孔装药量为Q2=N2×

Lc2/0.2×

0.15=32×

2.2/0.2×

0.15=52.8kg

周边孔装药量为Q3=N3×

Lc2×

0.25=30×

2.2×

0.3=19.8kg

为了将爆破后的岩碴抛出，每个底眼中增加1卷药，9个底眼共增加1.35kg炸药。

总装药量Q=Q1+Q2+Q3+1.35=7.2+52.8+19.8+1.35=81.15kg

单位体积炸药消耗量q=Q/V=81.15/59=1.38kg/m3

（3）掏槽孔、辅助孔和周边孔的装药结构分别见图4、图5和图6.

1-导爆管2-填塞物3-Φ32×

200mm药卷4-导爆管雷管

图4掏槽孔装药结构

图5辅助孔装药结构

1-导爆管2-填塞物3-导爆管雷管4-导爆索5-Φ22药卷6-Φ32药卷

图6周边孔装药结构

（4）起爆网路图

每个炮孔内装一发导爆管雷管，段别与图3中炮孔顺序号一致。

孔外使用瞬发导爆管雷管进行网路连接，采用“大把抓”的方式，将每8-10个左右的导爆管绑扎在1个连接雷管上，再将连接雷管连接在1个总起爆雷管上即可。

（图略）

设计4：

某祖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2.5m。

开挖边线距住宅楼仅20m，环境较复杂。

岩石为中分化花岗岩。

（1）沟槽爆破的孔径、孔距、排距、孔深、超深、单耗、单孔装药量、装药结构、每次规模爆破；

（2）给出主炮孔平面布置图和剖面图

（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）起爆网络

（5）安全防护

为了保证在沟槽开挖过程中，爆破时在住宅楼产生的振动不超过《爆破安全规程》允许标准（一般砖房v=2.5cm/s），所以，采用预裂爆破、松动爆破和毫秒延期起爆技术。

为了加快开挖进度，开挖顺序从两端向中间同时推进，但两端不能同时起爆。

开挖时，延深方向一次爆破高度4m，即台阶高度H=4m。

，爆区岩石为中风化花岗岩，属硬岩，K和α分别取100和1.4，R=20m。

将已知数据代入公式，计算得，

由计算结果分析可知，一次开挖深度为4m是可行的。

（1）沟槽爆破参数

采用垂直浅孔松动爆破，爆破参数选取如下：

孔径d，选取炮孔直径40mm；

h=（0.1-0.15）H=0.4-0.6m,取h=0.5m；

孔深：

L=H+h=4+0.5=4.5m

单耗：

岩石为中风化花岗岩，f应在16左右，炸药单耗q=0.5-1.2kg/m3，取0.9kg/m3，采用三角形布置炮孔，m=1.15。

Lt=（20-30）d=0.8-1.2m：

为了控制飞石，取Lt=1.1m，用炮泥进行填塞；

Lc=L-Lt=4.5-1.1=3.4m；

单孔装药量Q：

为了充分利用炮孔，每个炮孔除了保证填塞长度以外，其余全部用于装药。

采用Φ32×

200mm，质量为150g的药卷，则每个孔的