间隔装药爆破的应用及效果分析.pdf

第3 0 卷第2 期 爆破 V o l 3 0N o 2 2 0 1 3 年6 月B L A S T I N G J u n ．2 0 1 3 d o i l O ．3 9 6 3 ／j ．i s 8 n ．1 0 0 1 4 8 7 X ．2 0 1 3 ．0 2 ．0 2 4 间隔装药爆破的应用及效果分析 刘全兴，王炜正 中交第二航务工程勘察设计院有限公司，武汉4 3 0 0 7 1 摘要介绍了间隔装药爆破施工技术，并通过工程爆破实例，对不同间隔层比例下的爆破效果进行了对 比分析，工程中可以根据石料的用途确定间隔比例从而达到爆破目的；最后通过试验得出，在保证爆破效果 的前提下。间隔装药可以有效地减低炸药单耗。 关键词间隔装药； 间隔层比例；爆破效果；炸药单耗。 中图分类号1 I 2 3 5 ．5 文献标识码 A 文章编号1 0 0 l 一4 8 7 x 2 0 1 3 0 2 一0 1 1 5 0 3 A p p l i c a t i o na n dE f f e c tA n a l y s i so fS p a c e dL o a d i n gB l a s t i n g ⅡUQ 眦，l 喵嘲，黝，v G 眈i 唁k n g C C C CS e c o n dH 抽o rE n g i n e e r i n gI n v e 8 t i g “o n 锄dD e s i 印I n s t i t u t eC oI J t d ，W u h a n4 3 0 0 7l ，C h i n a A 搬r 神t n es p ∞e dl o a d 吨b l 鹪t 吨c o n 咖l c t i 帆t e c } I I l o l o g yw 鹊i n t m d u c e d ，叽d 山eb l a s t 吨t e s t 8w e 陀c 小 r i e do u tt os t u d yt l I ee 珏＆t 0 fd i 如r e n tp m p o r t i o no f8 p a c e dl a y e r 叩b l 拍t i n ge f f e c t s ．I ti sf o 帅dt h a tt } l ep r e d i c t a b l e b l 鹕t i n ge c tc 硼b eo b t a i n e db yd e t e m i n i n gt l l ep m p o r t i o no fs p 卸e dh y e ra c c o r d i n gt ot h eu s a g eo fs t o n e ．n e c o n c l u s i o nw 鹅d 豫帅t h m u g l l 懒吐st I l a tt 1 1 e8 p a c e dl 傩d i r I ge 任＆t i v e l yd e c 陀a ∞ds p e c m cc h a 瑁e 岫d e rt } I ep r e I I l i ∞o f e n s u r i n g 岫b I a s t i n ge f f e c t ． K e yw o r d s s p ∞e dl o a d i n g ；p r o p o r t i o no f 叩∽e rl a y e r ；b l 弱t i n g 硪 t ；叩e c i 6 cc h a r g e 近年来，随着我国海上交通运输业的蓬勃发 展，港口与码头工程也进入高速发展期。在码头建 设中，陆域形成是非常重要的一部分，而北方的一些 港口多为岩质基础，因此爆破成了陆域形成中必不 可少的方式。由于在实际工程中的用途不同因此对 爆破后石料的粒径要求也不同，所以很多工程采用 了间隔装药爆破。结合工程实际，介绍了间隔装药 爆破法在陆域形成中的应用。 1 工程概况 山东L N G 项目陆域形成石方爆破工程位于胶 南市泊里镇尧头村南，整体地势呈北高南低走向，地 质情况相对复杂，岩层裂隙发育。根据地质报告自 收稿日期2 0 1 3 0 l 一2 9 作者简介刘全兴 1 9 8 4 一 ，男，硕士研究生．主要从事港口工程水 工结构设计工作， E m a i l q u m x i n 9 6 6 6 1 6 3 ．c 伽。 上而下为耕植土、残积土、全风化花岗岩、强风化花 岗岩、弱风化花岗岩、微风化花岗岩。耕植土和残积 土及全风化花岗岩已经清理完毕。爆区上层岩体结 构较松散，节理、裂隙发育较好，下层岩体结构较质 密，节理、裂隙发育一般。工程采用间隔装药爆破， 爆破方量1 ．3 1 0 6 m ’。 2 间隔装药爆破技术原理 间隔装药是将药柱分为若干段，用空气、水、岩 渣等隔开，它是根据殉爆的原理对炮孔内炸药的能 量进行合理分配的一种装药方法。 2 ．1 间隔装药爆破的原理 间隔装药爆破的本质是通过间隔介质改变药柱 与炮孔壁的接触关系，以降低应力波和爆轰气体产 物作用于孔壁的初始压力，使这种压力的作用时间 延长 如图l 所示 ，使炮孔周围不产生压碎区或压 万方数据 1 1 6 爆破2 0 1 3 年6 月 碎区明显减小，从而在减小炮孔装药量的情况下，依 靠炸药能量有效利用率的提高，达到保证爆破破碎 的目的‘1 l 。 时同， 图1 孔壁压力与作用时间的关系 F i g ．1R e h t i 哪h i pb e t w 鲫‰b 叫e h o l e 哪u r e 舳dt I l ea c t i n gt i 脱 2 ．2 间隔比例确定 在间隔装药爆破过程中爆轰气体的能量先储蓄 在空腔内，后以附加应力波的形式对介质形成多次 加载，延长了应力作用于岩石的时间，使破碎孔壁的 能量减少，而增加输送到周围介质的能量呤] 。因此 要充分利用空气间隔爆破结构的优势必须先确定合 理的空气间隔层比例尺。。工程实践中，空气层比例 ， R 。产旨的确定是依靠经验数据，但是该值的变化 - B ●- C 范围往往较大 即1 5 ％～3 5 ％ 。朱红兵等通过激 波管理论对空气层比例进行了理论分析【2 ] ，认为空 气层合适的比例上限为3 0 ％一4 2 ％。 3 间隔装药爆破参数设计 3 ．1 孔径和孔深 1 孔径咖 1 1 ．5c m 2 孔深￡ 1 1 1 5m 3 孔间距口 5m 4 孔排距6 4 ．5m 5 钻孔超深 2 ．5m 6 施工高度日 9 1 2m 3 ．2 装药与填塞 采用间隔装药，采用P v C 管将炸药隔开，P v C 管长度l 。，装药图如图2 所示。 装药长度[ 3 】L ￡一如一Z 。 5 9m 式中，z 2 为堵塞长度，Z 0 ．7r 1 矽 5 7m 形 0 ．6 一O ．9 日 7m 单孔装药量[ 3 ] Q 删 式中g 为单位炸药单耗；．j } 为考虑受前面各排孔的 矿岩阻力作用的增加系数，取尼 1 ．1 。 图2 装药，j 意图 F k ．2s c 鼬i c 凼＆g r a mo fi n t e n ，a lc h a r g i I l g 4 不同间隔比例爆破效果分析 为验证不同间隔比例的爆破效果，工程在正式 爆破前选取了几组孔深相同的钻孔进行了试验，保 持间隔长度与炸药长度之和不变，不同间隔比例的 试验参数见表l 。不同间隔比例下爆破效果实际图 片见图3 一图6 。 由爆破后开挖情况来看，当间隔比例为2 0 ．8 ％ 时，破碎效果明显优于无间隔装药，爆破后岩石块径 较小；当间隔比例为3 3 ．3 ％时，破碎效果与无间隔 装药相差不大，爆破后块径适中；当间隔比例为 4 1 ．6 ％时，破碎效果明显不如无间隔装药，爆破后出 现块径较大的石块。此结论与朱红兵等通过激波管 理论计算出的间隔层比例 间隔层合适的比例上限 为3 0 ％一4 2 ％ 相符呤J 。 表l 问隔比倒变化试验参数表 咖lT e 醴肿粕m 嘲髑m 岫p m 舯柑蛐0 f 叩啊。盯l a y 盯d 晡n 西n g 蛐 钆R 坦劁1 ￡ 万方数据 第3 0 卷第2 期刘全兴，王炜正间隔装药煨破的应用及效果分析 1 1 7 图3 无间隔装药爆破效果 F i g ．3B l { l s t i n ge f f 套c tw i 山o u ti n t e r v a l c h a r g i n g 图4 间隔比例为2 0 ．8 ％时爆破效果 F i g ．4B l a s t i n ge 腧tw h e nt h ep m p o r t i o n o fs p a c e rl a y e ri s2 0 ．8 ％ 图5 间隔比例为3 3 ．3 ％时爆破效果 F i g ．5B l a s t i n ge f f e c tw h e nt h ep m p o r t i o no fs p a c e r l a y e ri s3 3 ．3 ％ 图6间隔比例为4 1 ．6 ％时爆破效果 F i g ．6B l a s t i n ge ％c tw h e nt h ep r o p o r t i o no fs p a c e r l a y e ri s4 1 ．6 ％ 5 间隔装药单耗及经济效果分析 选取2 处试验爆破区，结合设计要求计算出试 验爆破区一的爆破量约为l l0 0 0m 3 ，试验爆破区二 爆破量约为l O0 0 0m 3 。在试验爆破区一进行间隔 装药爆破 间隔比例为3 3 ．3 ％ ，实验区二进行无间 隔装药爆破，结果实验区一用药量约为4 0 0 0l 【g ，实 验区二用药量约为5 0 0 0k g 。经过爆破后开挖，爆破 实验区一的爆破效果良好，达到了石块的使用要求。 通过试验得出本工程间隔装药单耗约为 0 ．3 “k g ／m 3 ，普通装药单耗约为0 ．5k g ／m 3 ，由此可 以看出在保证爆破效果的前提下，间隔装药降低了 炸药单耗，降低约2 7 ．2 ％。 6结论 1 不同间隔比例会产生不同的爆破效果，工 程中可以根据石料的用途来确定间隔比例从而达到 爆破目的。 2 结合工程实际对间隔比例与爆破效果之间 的关系进行了验证，与前人通过理论推导计算和实 验得到的结论相符，对以后类似的工程有一定的参． 考价值。 3 通过实践证明，间隔装药爆破可以有效的 降低单耗，节约了成本，能创造更好的经济效益。 参考文献 R 面e 北n c 瞄 [ 1 ] 虞世杰，胨广平，尚峰华，等．台阶爆破垂直中深孔间 隔装药技术的理论分析与应用[ J ] ．工程爆破，1 9 9 9 ， 5 4 5 7 - 6 1 ． [ 1 ]Q US l l i ．j i e ，C H E NG u 髓g - p i n g ，s H A N GF 喈h 岫，e ta 1 ． 1 1 l 鲫娟c a l 肌a l y s i 8 蚰df i e l dt ∞t s ∞e 矗‰t0 fd ∞k e d c h 硼黟i n Ⅷ击c a n l o l 髓0 fb e n c h ‰t i I l g [ J ] ．E n g i n ∞r ． i l l gB l 鹊t i I l g ，1 9 9 9 ，5 4 5 7 - 6 1 ． i nC h i n 鹤e [ 2 ] 朱红兵，卢文波，吴亮，等．空气间隔装药爆破机理 研究[ J ] ．岩土力学，2 0 0 r 7 ，2 8 5 9 8 6 - 9 帅． [ 2 ] z H uH 伽g _ b i 唱，L uW 胁- b 0 ，w u “锄g ．鼬糖眦h ∞ m e c l l 薯I I l i 哪0 fa i r - d e c k i n gt ∞h I l i q u ei l lb t 舯c I I b I 鹏t i I 唱 [ J ] ．R o c ka n dS o i lM e c h 蚰i c 8 ，，2 0 0 r 7 ，2 8 5 粥6 母帅． i nC h i n e 靶 [ 3 ] 刘殿中，杨仕春．工程爆破实用手册[ M ] ．2 版．北京 冶金工业出版社，2 0 0 3 5 0 彤． 万方数据