工程爆破技术.doc

工程爆破技术 编者语 为了帮助工程项目刚从事爆破工作，或对爆破技术的掌握较有限的工程技术人员，较快地成为熟练爆破技术人员，适应土石方开挖工程的市场经济发展需要，而编制本工程爆破技术。 编写工作是根据实践经验、参考并运用有关资料的成果进行。 工程爆破技术，发展至今仍属于一门年轻的科学技术，在许多方面有待进一步研究、实践、发展，本人经验与水平均有限，不足之处在所难免，欢迎读者提宝贵意见。 编者张锦亮 2003.11 总目录 第一章 工程爆破设计 第二章 影响岩石爆破效果的因素 第三章 爆破安全 1．前言6 2．爆破设计原则6 3．爆破设计程序6 4．明挖钻爆设计6 4.2 爆区地形、地质条件7 4.3 爆区及其周围环境质量、安全控制内容、控制标准与控制措施7 4.4 爆破器材的品种、规格8 4.5 梯段爆破设计8 4.6 预裂爆破15 4.7光面爆破17 4.8 沟槽爆破18 4.9 保护层钻爆20 5．地下洞室爆破设计22 5.1 洞脸钻孔爆破22 5.2 平洞钻孔爆破的设计主要内容22 5.3 竖井与斜井爆破29 第一章 工程爆破设计目录 1、 前言 2、 爆破设计原则 3、 爆破设计程序 4、 明挖爆破设计 4.1 明挖爆破设计内容 4.2 爆区地形地质条件 4.3 爆区周围环境质量安全 4.4 爆破器材品种规格 4.5 梯段爆破设计 4.6 预裂爆破 4.7 光面爆破 4.8 沟槽爆破 4.9 保护层爆破 5、 地下洞室爆破设计 第一章 工程爆破设计 1．前言 土石方开挖工程施工钻爆是龙头工序，对工程项目的进度、质量、安全和成本等四大管理目标的实现，起重要作用。工程爆破施工，通过爆破设计指导实施，为此，搞好爆破设计对实现项目四大管理四大目标，是重要环节。 2．爆破设计原则 ⑴有利于降低成本消耗； ⑵有利于施工作业安全和确保周围被保护对象的安全； ⑶选择参数合理，确保工程质量，提高爆破效果。 3．爆破设计程序 3.1 爆破设计工艺流程 爆破部位→基本情况→确定基本参数→计算孔网参数→绘制图表→形成设计文件 3.1.1 明确爆破部位指爆区所在工程名称、爆破部位、爆破方量、炸药用量、爆破时间等。 3.1.2 掌握基本情况指熟悉施工图技术要求、掌握爆区地形地质条件、掌握爆区周围环境情况，以及所有安全、质量保护对象的控制标准和控制措施。 3.1.3 确定基本参数指确定梯段高度（H）、钻孔直径（D）、钻孔倾角（α）、爆破器材品种、炸药单耗（q）、单响起爆药量（Q1）等。 3.1.4 计算孔网参数指计算孔深（H）、孔距（a）、排距（b）、底盘抵抗线（W）、装药直径（d）、单孔药量（Q2）、堵塞长度（Lc）、装药结构（图示）、布孔形式（图示）、网络结构（图示）、延时顺序（图示）、段间时差（t）、起爆总持续时间（T）、起爆方式（图示）、安全距离（R）、爆破地震安全震动速度（V）等参数。 3.1.5 绘制相关图表指爆区位置平面图、爆破参数有关示意图、爆破参数汇总表、爆破器材用量表等。 3.1.6 爆破设计文件指将上述爆破设计内容汇集，加上目录、封面和报审单等，汇编成爆破设计文件。 3.2 爆破设计审批程序 爆破设计文件→项目爆破责任工程师审签→项目总工审定或审批→监理人审批。 监理人审批指规定监理人审批范围的爆破设计。 项目总工审定或审批指对报监理人审批的爆破设计进行审定，对规定由项目部审批的爆破设计进行审批。 4．明挖钻爆设计 4.1 明挖钻爆设计内容 ⑴爆破工程名称、部位； ⑵爆区地形、地质条件； ⑶爆区周围环境质量、安全控制内容、控制标准与控制措施； ⑷爆破器材品种、规格； ⑸梯段爆破设计； ⑹预裂爆破设计； ⑺沟槽爆破设计； ⑻保护层爆破设计； ⑼大石解炮设计； ⑽爆破飞石安全距离设计； ⑾爆破地震效应安全控制设计； ⑿爆破安全防护措施。 爆破施工中，每次爆破仅对发生的内容进行具体设计，第⑷项可列入爆破器材用量表中，⑽项通过初期爆破设计及实施爆破掌握规律后，每次爆破中明确安全距离即可。 4.2 爆区地形、地质条件 4.2.1 地形条件 爆区地形条件指地形高差、坡度、构筑物所在位置及其至爆区边缘距离等内容。 4.2.2 地质条件 爆区地质条件，指对影响爆破有关的岩石物理力学特性；构造断层、节理裂隙及软弱夹层分布等。 4.3 爆区及其周围环境质量、安全控制内容、控制标准与控制措施 4.3.1 爆破对质量控制内容、标准、措施 ⑴控制内容及标准 ①爆碴按用途要求，确保破碎度和获得率； ②边坡预裂爆破的质量，满足合同技术文件和有关规范的质量标准要求； ③爆破地震效应，确保边坡稳定、建基面岩体完整、新浇砼及附近建（构）筑物的质量不受损害。 ⑵控制措施 ①控制措施的原则 a.必须满足合同技术文件、有关规范质量标准要求； b.采取的措施必须行之有效； c.尽量减少成本损耗，以利项目成本管理目标实现。 ②爆碴按用途合格率的获得，通过合理调整钻爆参数，力争每次爆破获得率满足要求。 ③边坡预裂质量，通过合理选用孔距、线装药密度、严格造孔质量和作业工艺、确保每次爆破后质量符合要求。 ④爆破地震效应的控制，有现场测试成果时，按实际成果控制效果较可靠；无实地测试成果指导，使用条件相似的经验公式VK（Q1/3/R）α按爆破安全规范GB6722-86第8.2.2条表2爆区不同岩性的kα值选用并通过使用确认效果可靠，进行合理调整参数。 ⑤建基面岩体完整性及超欠挖质量控制。 建基面岩体质量及超欠挖的质量指标，合同技术文件及有关规范有明确的质量标准要求，一般为超欠挖在20cm内，建基面无明显爆破裂隙、岩石抗压强度损失不超过规定要求。 建基面质量通过严格控制保护层钻爆来实现，保护层钻爆，目前主要有下述方法 a.常规分层钻爆法 保护层的常规分层钻爆，是一种老方法，通常用手风钻对保护层自上而下按规范要求分三层进行钻爆，每层钻孔前，均发生用大量人力对钻孔场地进行清理，最后一层钻孔至建基面或距建基面小于20cm范围。这个方法人力用量大、成本消耗大、工期耗用多，而且建基面下部破坏深度一般不小于1m，尤其孔底下部爆破裂隙深度超过1m的较普遍，新规范已不将这种钻爆方法作为先进方法。 b.水平预裂法与水平光爆法 水平预裂或水平光爆一次性爆除保护层岩体，质量好、进度快、成本低，是一种先进方法。因为目前无适合的造水平孔机械，难于大规模实施；人工手风钻虽然可以水平造孔，但人力操作困难。 c.柔性垫层法 柔性垫层法爆除保护层岩体，是目前采用的先进方法之一，但是孔底下部仍有一定的破坏深度。 d.柔性垫层与水平光爆相结合法 即柔性垫层的炮孔孔底距建基面一定距离，柔性垫层爆破并挖碴后，对余下的保护层用手风钻造水平孔或近似的缓倾角钻孔，一次钻爆至建基面，确保建基面的质量。 4.3.2 爆区及周围环境安全控制内容、标准与保护措施 ⑴安全控制的内容与标准 ① 爆破飞石安全距由爆破设计确定。对于人员，不得小于爆破安全规程（GB6722-86）第8.4.1条表6的规定；安全警戒线应大于设计确定的安全距离； ② 爆区周围建筑物、油库等的安全； ③ 危险区范围施工机械、变压器、电力电线、固定生产设施等安全； ④ 爆破地需对建筑物的安全控制； ⑤ 其他保护对象的安全，如文物古迹等。 ⑵保护措施 ① 爆破飞石安全 每次爆破设置安全警戒人员，按爆破信号指挥。起爆前通知危险区内人员和施工机械撤离危险区，对于固定设置的安全防护进行检查，并确认无误后，进入警戒线搞好安全警戒。 ② 爆区距离固定设施很近时，通过调整爆破规模及爆破参数仍不能保障其安全时，或取消爆破方法，采用无声破碎法，或拆除固定设施后爆破。 ③ 爆区地层出现有文物古迹时，应报告当地文物管理部，共同研究开掘措施后，进行可靠的开挖。 ④ 爆破地震时对建筑物的安全，按爆破设计确定对允许单响起爆药量和分段起爆时差间隔进行严格控制爆破。 4.4 爆破器材的品种、规格 对于每次爆破使用的爆破器材，一般在爆破设计的爆破器材汇总表中反映。 4.5 梯段爆破设计 4.5.1 梯段钻爆主要参数图 图中H梯段高 h钻孔超深 a孔距 b排距 W抵抗线 α L孔深 Lc堵塞长度 L1装药长度 α钻孔倾角 ○钻孔 图1-1 梯段爆破主要参数图 4.5.2 梯段高度H H值的选择，一般按设计确定边坡台阶之间高差或施工组织设计统一分层确定；当设计没有明确台阶，或台阶之间高差很大时，按施工组织设计确定的分层高差确定H值。但必须确保投产钻机有造孔能力和挖掘设备安全挖高能力。 4.5.3 钻孔直径D D值选择原则 ① 投产钻机必须具备； ② 在合同技术条款及有关规范规定允许范围； ③ 确保单孔装药量产生爆破地震，在允许范围； ④ 在保证爆破效果条件，选择耗用成本少的D值。 4.5.4钻孔倾角α ⑴边坡预裂孔、缓冲孔、α值与设计边坡α值相同； ⑵爆破孔、从钻孔质量和爆破效果角度考虑，α值与岩石陡倾角节理的α值相同或接近为佳，一般采用利于钻机就位进钻快、成孔率高的α值，具体根据实际情况选定。 4.5.5 单响允许最大起爆药量Q1 ⑴对于水工建筑物结构基础开挖，有关规范对单响最大药量Q1已明确规定为 ① 基坑一般岩石爆破Q1≤500kg； ② 建基面上一层梯段爆破Q1≤300 kg； ③ 保护层爆破Q1≤150 kg； ④ 边坡缓冲孔及临近缓冲孔的爆破Q1≤300 kg； ⑤ 预裂、光面爆破Q1≤50 kg。 ⑵对于安全条件较好的挖山场平工程，单响最大起爆药量可按下述经验公式考虑 Q1[V/K1/αR]3 （1-1） 式中Q1单响最大起爆药量，kg/段； R爆区中心至被保护对象的距离，m； V质点振动速度允许安全值，cm/s； K与爆破点地形、地质条件有关的常数 α与爆破点地形、地质条件有关的衰减指数 4.5.6 单位耗药量q 单位耗药量q的值与岩石性质、炸药性质、自由面条件、炮孔直径、孔深、孔向、孔倾角、地质构造等多种因素相关，由于爆破条件多变，炸药爆轰反应及岩石破碎过程的复杂性至今尚无完善的理论计算方法。人们长期实践积累经验建立的经验公式，基本上是体积公式，它的基本原理是装药量与岩石对爆破作用成正比，这种抵抗力主要是重力作用，各种经验公式的适用范围存在局限性，对于新进入开挖爆破的区域，合理的单耗q值应从现场爆破试验中取得。 ⑴单位耗药量q的确定方法 ① 初期试验，参考条件相似的经验公式、经验数据；参考国家有关消耗定额； ② 结合生产进行试验爆破，根据爆破效果，进行合理调整参数获得合理的q值； ③ 爆破施工过程，同一爆区、同一种岩石，风化程度不同，孔位、孔向与构造节理分布不同、自由面的条件及孔网参数不同，取得同一要求的爆破效果q值不完全相同，需在爆破施工中不断总结调整，才能取得合理采用q值的效果。 ⑵ 确定q值有关经验公式与经验数据 ① 经验公式 兰格弗尔在花岗岩中用狄纳特35的NG炸药，垂直梯段爆破的经验公式 q70/W3504W 1-2 式中q炸药单耗（kg/m3） W最小抵抗线（m） 各种经验公式见有关章节 ② 露天爆破q值经验数据 水电水利工程爆破施工技术规范DL/T5135-2001 推荐“工程爆破”培训教材的参考q值。见表1-1 表1-1 各种岩石松动爆破单位岩石耗药量q值 岩石名称 岩石特性 岩石坚固系数f q kg/m3 页岩 千页岩 风化破碎 完整、微风化 2～4 4～6 0.33～0.48 0.40～0.52 板岩 泥灰岩 泥质、薄层层面张开、较破碎， 较完好，层面闭合 3～5 5～8 0.37～0.52 0.40～0.56 砂岩 泥质胶结，中厚层或风化破碎 钙质胶结，中等层，中细粒结构，裂隙不甚发育， 硅质胶结，石英质砂岩，厚层，裂隙不发育，未风化 4～6 7～8 9～14 0.33～0.48 0.43～0.56 0.47～0.68 砾岩 胶结性差，砾石以砾石或较不坚硬的岩石为主， 胶结好，以较坚硬的岩石组成，未风化 2～4 4～6 0.40～0.56 0.47～0.62 白云岩 大理石 节理发育，较疏松破碎，裂隙频率大于4条/m， 完整，坚硬的 5～8 9～12 0.40～0.56 0.50～0.64 石灰岩 中薄层或含泥质的，或鲕状，竹叶状结构的及裂隙较发育的，厚层、完整或含硅质、致密的 6～8 9～15 0.43～0.56 0.47～0.68 花岗岩 风化严重，节理裂隙很发育，多组节理交割，裂隙频率大于5条/m。风化较轻，节理不甚发育或未风化的伟晶、粗晶结构的未风化完整致密的 4～6 7～12 12～20 0.37～0.52 0.43～0.64 0.53～0.72 流纹岩 粗面岩 蛇纹岩 较破碎的 完整的 6～8 9～12 0.40～0.56 0.50～0.68 片麻岩 片理或节理发育的 完整的 5～8 9～14 0.40～0.56 0.50～0.68 正长岩 闪长岩 较风化，整体性较差的 未风化，完整致密的 8～12 12～18 0.43～0.60 0.53～0.70 石英岩 风化破碎，裂隙频率大于5条/m 中等坚硬较完整的 很坚硬致密的 5～7 8～14 14～20 0.37～0.52 0.47～0.64 0.57～0.80 安山岩 玄武岩 受节理裂隙切割的 完整坚硬致密的 7～12 12～20 0.43～0.6 0.53～0.8 辉长岩 辉绿岩 橄榄岩 受节理切割的 很完整、很坚硬致密的 8～14 14～25 0.47～0.68 0.60～0.84 4.5.7 孔网参数计算 ⑴孔深L LHh/sinα 1-3 式中L孔深 m； H梯段高度 m； h钻孔超深 m； α钻孔倾角 度。 α ⑵钻孔超深h 为克服底板阻力，爆后不留坎或少留坎，一般岩石梯段开挖钻爆采用钻孔超深的方法，超深h值与岩石节理走向、自由面倾角、底板抵抗线W1、岩石性质等因素相关，这方面的经验公式较多，一般参考冯叔瑜、马乃耀下述经验公式 垂直孔 h0.15～0.35W1 1-4 倾斜孔 h0.3～0. 5W 1-5 对于 h值的采用，根据实际爆破效果进行合理调整，对于岩体中水平节理发育，有水平缓倾角软弱夹层可适当欠钻，具体应根据岩石结构情况采用。 （3）底板抵抗线W1和最小抵抗线W 通常参考里哈特介绍的计算方法，选用W1和W值，即 W1（20～40）d 1-6 式中 d装药直径 （20～40）系数，根据实际爆破效果确定W1、W的尺寸。 （4）孔距a 、排距b ①孔距a amW1 或am W 1-7 式中m炮孔密度系数，ma/b, m值大小与岩石性质有关，m值有一定的合理范围，在这个范围内，m值小破碎块度大，m值大破碎块度小。 为便于实施参考，介绍孔距的几种计算式，见表2 表1-2 计算α值经验公式 资料来源 计算式 说明 冯叔瑜、马乃耀爆破工程（1980年） a0.6～1.4W1 a1.4W 适用于中等坚硬岩石，微差爆破 a1.3～1.35W 用于致密、有胶结性粗粒岩、节理裂隙较发育 a1.6W 节理小、硬度较低的岩石 北京、长沙矿山研究院等我国露天矿爆破总结（1962.12） a1.09～0.9W1 易爆岩Cp1200m/s a0.8～0.7W1 中爆岩Cp1800m/s a0.7～0.6W1 难爆岩Cp≥2400m/s 万海尔特工业爆破指南 aW 梅花形布孔，用于岩石、砼及钢筋砼、土坡等爆破 古斯塔夫松瑞典爆破技术 a1.25W 通常爆破 a/W10.5左右 均质岩大石开采、单排、瞬发爆破 有关矿山爆破资料 a/W3～6 大孔距爆破技术 ② 排距b 等边三角形（梅花形）布孔 ba sin 600.87a 1-8 微差分段爆破 bW1 或 bW 1-9 通常根据岩石的可爆性质，用（1-6）式即b20～40d选择。 ⑷ 孔口堵塞长度Lc 良好的堵塞长度，由利于提高爆破；Lc过短易造成爆生膨胀气体过早逸出，出现冲孔，岩石飞散失控；Lc过长，孔口堵塞段易出现大块石，增加二次爆破消耗，梯段爆破常用Lc值为 Lc（0.75～1.0）W 或 Lc（16～30）D （1-10） 式中 D钻孔直径 有关测试资料证明在坚硬岩石中爆破，孔径250mm，堵塞长度3～5m，从起爆开始，历时17～28ms，梯段自由面岩体开始移动，33～42 ms出现明显移动，孔口堵塞材料初期上升速度比岩石快但历时很短，平均上升速度约25 m/s。历时100～120ms，冲出孔口，此时岩石已朝梯段自由面方向大量位移。 实际施工中，出现堵塞长度较大时，常在堵塞段中下部设置一个小药量辅助药包，用以破碎孔口段岩石，解决大块石问题，一般通过合理布孔避免出现这种情况。 ⑸ 单孔装药量Q1 Q1abqHh 1-11 式中符号内容同前述 ⑹ 段间起爆时差t ⑴对石碴爆破 为了利于提高破碎度，一般采用 t25～25ms。 ⑵对于有爆破地震效应控制要求的爆破 为了使质点振动速度（V）的峰值叠加值控制在最大段药量爆破的（V）值范围内，按t75～125ms 范围控制。 ⑺布孔形式 钻爆布形方式，通常根据对岩石的破碎要求，岩层产状、自由面条件等实际情况进行选定，梯段爆破的布孔，一般采用 ① 梅花形布孔亦称三角形、品字形，其破岩效果较好，且单位进尺产量较高，对于有粒径要求的填筑材料爆破，通常采用这种布孔方法。 ② 方形布孔这种布孔与梅花形布孔比较，其大快率较高，单位进尺产量较低，成本耗费较大。 ⑻网络结构 1） 导爆索网络 常用导爆索网络有开口网络、环形网络 ① 开口网络，见图1-3示 说明 图中①起爆雷管 ②继爆管 ③导爆索 ④炮孔 图1-3 开口网络示意图 导爆索造价高，在一般岩石爆破中，除预裂爆破用开口网络外，很少用。 ②环形网络 见图1-4示 因为造价高，一般岩石爆破极少采用， 图1-4说明同图1-3。 图1-4 环行网络示意图 普通导爆索不具抗油性能，用铵油炸药时，须用防油导爆索。 2）导爆管网络 导爆管网络，常用并联网络、并并联网络、并串并网络，见图1－5示， 图中①导爆管 ②连接块 ③炮孔 图1-5 导爆管网络示意图 导爆管的弱点起爆前无法用仪器检查网络连接质量，有沼气和矿尘起爆危险地点不能用，总延时太长时，空气冲击波或飞石会破坏起爆网络，这些在爆前需认真考虑。 三、电力起爆网络 电起爆网络有并联、串联和混联三种形式，其中混联网络又称复式网络，由并串联和并串并联组成。电起爆网络见图1－6示 图1-6 电力起爆网络示意图 下列环境之一不宜采用电力爆 ①雷电天气； ②杂散电流、感应电流超过30mA的环境； ③广播电台、广播电视发射机3.5km范围内，国际广播发射机17km范围内，移动无线电发射机300m范围内； ④电力电线下即使感应电流小于30mA，电网线络应避免与架空线平行敷设，网络两根主线间距应小于15cm。 另外，从事电力起爆作业人员不得穿化纤、毛与化纤混衣服，尤其不宜将导电性能差的毛衣与化纤衣服混穿。 ⑨延顺时间 延顺时间，为从起爆开始－结束起爆时间，一般在起外爆网络中图示，同时用文字明确。 ⑽起爆方式指起爆方法和起爆后爆破作用方式， 1） 起爆方法，通常用电力远距离起爆，或火雷管起爆。火雷管起爆，导火索长度应给点炮人有安全撤离避炮时间。 2） 起爆后爆破前冲方式作用见图1－7示； 图1-7 起爆作用方式示意图 ⑾允许单响最大段起爆药量Q1值计算 计算经验公式Q1＝[（V/K）1/αR]3 式中Q1－允许最大段起爆药量，kg/段; V－允许爆破地质安全振动速度，cm/s；按爆破安全规程GB6722－86水利水电工程爆破工程技术规程（DL/T5135－2001）中有关允许值或现场爆破测试的安全V值采用。 R－被保护对象边缘～爆心距离m K－与爆破条件及爆破地形地质有关的系数 α－与地形地质条件有关的衰减指数。 在无测试条件情况下，K、α值可参考爆破安全规程（GB6722－86）的数值使用。见表1－3 表1-3 爆区不同岩性的K、α值 岩性 K α 坚硬岩石 中硬岩石 软岩石 50～150 150～250 250～350 1.3～1.5 1.5～1.8 1.8～2.0 12爆破飞石安全距离 露天爆破个别飞石安全距离，与爆破方法、地形地质、爆破参数、气象等因素相关，由于条件复杂，至今还没有成熟理论公式，一般按规范规定，或用经验公式，结合现场实际确定安全距离。 瑞典德汤尼克研究基金会，提出露天台梯爆破飞石经验公式为 RF 1-13 式中RF飞石安全距离 m； d钻孔直径 cm 。 此式计算的结果，不能作为安全警戒范围，作为安全警戒范围，还应考虑地形高差、飞石落下弹跳距离、岩石薄弱环节引起增加飞石距离、爆破作用指数n0.7时增加抛掷，还有顺风方向增加飞石的距离等。 使用规范确定的安全距离，考虑上述原因，安全警戒范围一般增加1.3～1.5系数采用。 4.6 预裂爆破 预裂爆破是20世纪50年代发展起来的一种控制爆破技术，由于岩石爆破过程的复杂性，至今还没有成熟的理论计算方法，实用中一般参考经验计算式和经验类比法，结合现场试验，确定有关参数。 4.6.1 经验计算式 目前使用的经验计算式，主要考虑线装药密度与岩石抗压强度、孔距、孔径之间关系，基本形式为 QXkσαaβDγ 1-14 式中QX线装药密度， g/m； σ岩石极限抗压强度，Mpa，或kg/m； a孔距，cm； D孔径，mm。 这类经验公式较多，常见的有 ⑴葛洲坝公式QX2.75r0.38σ0.53 1-15 式中 r钻孔半径，mm，其余见前述 ⑵三峡公式QX3（D*a）0.5σ1/3 1-16 符号内容见前述，其中σ单位为Mpa； ⑶三峡左岸大坝与厂房公式QX0.83σ0.5a0. 6 1-17 符号内容见前述，其中σ用105Pa； ⑷清江高坝洲公式QX0.367σ0.5a0.86 1-18 符号内容见前述，其中σ用Mpa； ⑸飞来峡工程公式QX0.36σ0.63a0.67 1-19 符号内容见前述； ⑹长办科学院提出QX0.034σ0.63a0. 67 1-20 符号内容见前述； ⑺武汉水利水电学院提出QX0.127σ0.5a0.84D/20.24 1-21 符号内容见前述； ⑻水利水电工程施工组织设计手册提出 根据σ和D计算 QX0.36*σ0.63a0.67 1-22 符号内容见前述，其中σ用kg/cm2。 上述经验计算式，都是所处工程进行成功的预裂爆破的成果，都存在适用范围的局限性，进入另一个条件相似的新工程的环境仅供参考运用，具体进行现场爆破试验确定。 4.6.2 预裂爆破参数确定 ⑴边坡预裂布孔，见图1-8示 图1-8 边坡预裂布孔示意图 ⑵孔径D 孔径与成孔条件及边坡稳定条件有关，岩石较好一般采用80～105mm孔径；稍差用42～80mm孔径。 ⑶孔距 a 孔距与岩石完整性有关，通常根据岩石节理裂隙情况在下式范围选用 a7～12D 1-23 式中符号内容同前述 （7～12）岩石完整及孔径小取大值；岩石破碎、孔径大取小值。 ⑷不偶合系数De DeD/d 1-24 式中De不偶合系数，对于预裂爆破，一般用2.5≤De≤4； D孔径，mm； d 装药直径，mm.。 ⑸孔口堵塞长，一般为0.5～2.0m，大孔径用大值，小孔径用小值。 ⑹孔内线装药密度分配 ① 孔上部装药Qx上，即孔口堵塞段下部1～1.5m范围，Qx上Qx/m。 ② 孔中部装药Qx中Qx/m，按等距间隔装药。 ③ 孔底部装药Qx底，从孔底向上0.5～1.5m范围药量为 孔深2～5m，Qx底（1～2）Qx 5～10m，Qx底（2～3）Qx 10～15m，Qx底（3～4）Qx 15m，Qx底（4～5）Qx ⑺缓冲孔 ①缓冲孔与预裂孔之间距离b 一般b＝（1.5～2.0）α 式中；α－预裂孔孔距。 ②缓冲孔孔距 一般缓冲孔孔距α＝b ③缓冲钻孔倾角α，应与边坡预裂孔的倾角相同。 ④缓冲孔单位耗药量，一般为爆破孔单耗Q的70～75。 ⑤缓冲孔装药，一般为不偶合数De＝1.1～1.4连续装药或偶合间隔装药。 （8）起爆网络 ①预裂孔爆破，采用导爆索开口网络， ②预裂孔与主爆孔，缓冲孔同网络微差顺序起爆时，预裂孔应比缓冲孔先起爆。 （9）预裂爆破计算中注意事项 ①药量计算 a、 明确炸药品种及其性能 b、 装药密度为全孔平均单位密度（g/米），孔口堵塞段不装药，孔内上、中、下的药量分配见前述。 ②孔经与孔深关系， 经验式中未反映孔深因素，仅用孔经倍数作为孔距计算指标。实际上，孔距的有效量值与岩石性质，地质构造等因素密切相关，在完整岩体中，a＞1m，甚至达到1.5m或更大些；在破碎岩中，尤其节理裂隙发育的岩体中，孔距a一般少于1m。 4.7光面爆破 4.7.1概述 光面爆破与预裂爆破基本相同，不同之处为 预裂爆破，先于主爆孔起爆，只有一个自由面； 光爆孔在主爆孔起爆后最后起爆，有两个自由面，目前还缺乏理论计算式，采用经验方法。 4.7.2光面爆破设计 （1） 布孔 光面爆破，在明挖工程中，一般用于边坡开挖；使用条件，在边坡前面一般仅有1～2排爆破孔，并且有良好的梯段自由面。 布孔形式与边坡预裂爆破相同。 （2） 光爆层 光爆层指边坡光爆孔与其外层相邻近爆破孔之间的岩层，光爆层的厚度b就是光爆孔的最小抵抗线W。 光爆层厚度W与光爆孔孔距a之间的关系为 K＝a/W 式中K－光爆孔密级系数。 对于光爆孔密级系数K值，瑞典兰格费尔斯试验结构表明K＝0.5～0.8的平整度较好，但是孔距a小，钻孔量大，不经济，一般用K≥0.8。 K值的采用与岩石的完整情况及其可爆性质有关，如深圳盐田港大道边坡开挖光爆，孔距达1.5m,K＝1，由于岩石条件较好质量很好，业主满意，K值经验参考值见表1－4 表1-4 密集系数与岩石抗压强度关系 岩石抗压强度 （kg/cm2） 1000 Ka/w 1.1～1.3 1.1 1.0 0.8～0.7 （3） 药量单号QX 明挖光爆孔QX值，一般为预裂孔线密度的1.1～1.25倍，具体根据岩石情况，经试验确定 （4） 不偶合系数De 光爆孔的De值，一般大于2，为保护边坡质量，对孔径为42mm的装药直径d，不应大于25mm. 4.8 沟槽爆破 4.8.1 概述 建筑物岩石基础开挖，按建筑物结构的要求，常设置宽窄和深浅不一致的沟槽。大沟槽如三峡邻时船闸和五级永久船闸开挖，小沟槽如抽水蓄能电站库底排水检查廊道槽挖等。大沟槽的工作面较好布置，爆破条件较好；小沟槽爆破条件较差，对保证槽口保留面岩体完整性和槽底建基面岩体的完整性是其难点。 4.8.2 小沟槽钻爆 ⑴布孔，见图1-8示 图中 A----槽宽，m； H----槽深，m； a----爆破孔距，m； a1----预裂孔距，m； b----爆破孔排距，m； b1----预裂孔与爆破孔之间排距，m； 〇----为不装药空孔； ☉----为炮孔 图1-8 小沟槽掏槽爆破布孔示意图 在半无限岩体的表层进行槽挖钻爆，与平洞洞口段钻爆掘进基本相似，不同之处，槽挖一般为长条形，长条两端的夹制力比洞挖小一些，布孔形式与开挖钻爆方法有关，通常采用的方法主要有 ⑵分层掏槽光爆法，见图1-8所示，这个方法的特点 ①分层深度h，因夹制力作用，根据实践经验，一般h≤0.6A；但是对于节理、裂隙很发育的岩体，有效爆深h≥A的情况亦常有，具体根据实际情况确定。 ②掏槽布孔 ----沟槽爆破，至少布三排孔，位于沟槽中心线这排孔宜设一定数量不装药空孔，以提高掏槽爆破的效果，增加有效爆破深度，情况与洞挖掏槽布孔近似，有一定空孔数量。不同之处，洞挖掏槽空孔范围较集中，沟槽掏槽空孔沿中心线长条方向设置。 ----布孔形式，爆破孔，与中心孔成梅花形，两侧的主爆孔，亦按梅花形布孔；亦有方形布孔的，应根据实际情况选定。 ③起爆方法 a 光爆法，对于断面小仅能布3～5排孔的情况，一般用光爆法，爆破效果较好，但光爆孔与相邻主爆孔起爆的间隔时差要掌握好。时差太小主爆孔的破碎岩石没有完全位移光爆孔就起爆，爆能从炮孔冲出，会造成沟口保留岩体被破坏，边坡壁面出现明显爆破裂隙，一般光爆孔滞后于相邻爆破孔的起爆时间考虑为t≥75ms为宜。 b 预裂爆破法 ----对布孔排数大于7排孔的沟槽，可考虑预裂爆破法。 ----预裂爆破法，目前较多地采用与主爆孔同网络进行微差起爆，可预裂孔先起爆，继而主爆孔延顺起爆，也有预裂孔仅先于其相邻爆破孔先爆的起爆方法。 ----预裂孔与主爆孔同网络起爆应注意事项 ①与预裂孔相邻的爆孔不宜用导爆索进行起爆，否则瞎炮率很高。 ②主爆孔置于地表的引爆材料不能靠近预裂孔，防止预裂孔先爆时炸坏。 ⑶分段端进钻爆法 分段端进钻爆法是小沟槽开挖钻爆方法之一，尤其是沟槽中部布孔小于3排钻孔的沟槽通常用端进法，这种方法耗用工期较多。 ①布孔 端进钻爆法，首先形成梯段自由面， 之后爆破的布孔见图1-9示。图中两侧 边坡为光爆孔，中间为爆破孔。 ②起爆方法 一般采用光爆法；起爆分段，从自由面起，依次顺延向后分段起爆。见图1-9中①、④、⑥、⑦示。 4.8.3 保护层钻爆 掏槽保护层钻爆，见4.9保护层钻爆 4.9 保护层钻爆 4.9.1 概述 水工建筑物岩石基础质量关系到防渗、承载能力问题，为确保建筑基面质量，对保护层岩体开挖爆破要求是严格的。 保护层爆破之后，建基面岩体的质量如何，与保护层的钻爆方法和采用的爆破参数密切相关，目前保护层开挖爆破方法主要有柔性垫层法、水平预裂或水平光爆法、柔性垫层与水平光爆相结合法、常规分层钻爆法。其中常规分层钻爆法对建基面岩石完整性保护较差。保护层开挖各种方法施工为 4.9.2柔性垫层法 ⑴柔性垫层结构 柔性垫层结构见图1-10示 柔性垫层主要为空气层，垫层的 装置有多种形式，较经济又便于操作 的，用竹片与药包捆在一起，放入孔 内，于下部按柔性垫层厚度留出，为 图1-10 孔底柔性垫层示意图 确保装药过程药包不下落进入柔性层范围，用托架支撑形式，确保柔性层的厚度。 ⑵柔性垫层厚度h 柔性垫层法对孔底岩石，存在一定的破坏