徐明高速路基开挖大区域微差挤压爆破.pdf

第2 9 卷第2 期 2 0 1 2 年6 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 9N o ．2 J u n ．2 0 1 2 d o i 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 4 8 7 X ，2 0 1 2 ．0 2 ．0 1 3 徐明高速路基开挖大区域微差挤压爆破 杜永军1 ，郑德明2 ，靖文青3 1 ．无锡市交通工程有限公司，无锡2 1 4 0 0 0 ；2 ．滁州天明爆破工程有限公司。滁州2 3 9 0 0 0 ； 3 ．武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉4 3 0 0 7 0 摘要为加快徐明高速公路1 4 标段的施工进度，时耿庄南侧的黑山路段3 5 0m 长的路堑进行爆破作业。 根据该路段的地质条件及周边环境确定梅花形布孔方式．每隔4 5 排增加1 排加密孔改善后续孔自由面。 采用排问等间隔延期爆破技术．同时对民房威胁较大的部分采用分层柱状装药并进行覆盖处理，对民房进行 保护。爆破取得了较好的效果，爆破震动及飞石对民房丝毫没有损伤。 关键词大区中深孔台阶爆破；长距离；等间隔延期；爆破网路 中图分类号T D 2 3 5 ．3 7 2文献标识码A文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 2 1 0 2 0 0 5 1 0 3 M i l l i s e c o n dC o m p r e s s i o nB l a s t i n gA p p l i e di nL a r g e A r e aE x c a v a t i o no fX u m i n gH i g h w a yR o a d b e d D UY o n g - j u n l ，Z H E N GD e ．m i n 9 2 ，J I N GW e n ．q i n 9 3 1 ．W u x iC o m m u n i c a t i o nE n g i n e e r i n gC oL t d ，W u x i21 4 0 0 0 ，C h i n a ； 2 ．C h u z h o uT i a n m i n gB l a s t i n gE n g i n e e r i n gC oL t d ，C h u z h o u2 3 9 0 0 0 ，C h i n a ； 3 ．S c h o o lo fR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g ，W u h a n U n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，W u h a n4 3 0 0 7 0 ，C h i n a A b s t r a c t I no r d e r1 08 p e e du pt h ec o n s t r u c t i o n 庐”胖o f1 4b i d s e c t i o no fX u m i n gh i g h w a y ，t h e3 5 0 - m e t e r l o n gr o l 池do fH e i s h a nr l P ％, rs o u t hs i d eo fG e n g z h u a n gw i l lb ec o n d u c t e db l a s t i n go p e r a t i o n s ．B a s e dO i lt h eg e o l o g - i e a lc o n d i t i o n so ft h i sh i g h w a yM 掣∞n ta n dt h e8 ⅢT o d i l 唱e n v i r o n m e n t ，t h eh o l e p a t t e mw a sd e t e r m i n e d ．A ne l l - c r y p t e dr o wW B Ba d d e da f f t e re v e r yf o u rt of i v eH mt oi m p r o v et h ef o n o w i n gf r e es u r f a c e ．a n da l li n t e r v a ld e l a y e d b l a s t i n gt e c h n o l o g yb e t w e e nt O W SW S , Sp e a o r m e d ．M e a n w h i l e ，a 8f o rt h es e g m e n td a n g e r o u st ot h eh o u s o sn e a r - b y ，a l a y e r e dc } I a r g ea n dm u l c ht r e a t m e n tw e r ea d o p t e dt op r o t e c tt h e s eh o u s e s ．T h eb l a s t i I 蝎a c h i e v e dg o o dr e s u l t s ，a n dt h e b l ∞t i l I gv i b r a t i o na n df l y i n gs t o n e sd i dn o h ／I l a g et ot h eh o u s e sn e a r b y ． K e yw o r d s 1 8 r g eo p e nm i d g e - d e e ph o l eb e n c hb l a s t i n g ；l o n gd i s t a n c e ；州i n t e r v a l ；i n i t i a t i n gn e t w o r k 1 工程概况 徐明高速公路明光市耿庄村黑山段路基为砂 岩，需爆破开挖。该路段底宽2 7m ，里程自K 1 2 6 收稿日期2 0 1 2 0 3 0 5 作者简介杜永军 1 9 8 0 一 ．男，工程师，从事道路与桥梁施工工作， E - m a i l d u y j u n 3 11 1 6 3c o m 。 通讯作者靖文青 1 9 8 6 一 ，男，武汉理工大学硬士，从事采矿工程 研究。 E - m a i l j l n g w e n q i n 9 8 5 1 2 6 ．c o r n 。 2 0 起至K 1 2 6 3 7 0 止，全长3 5 0m ，爆破工程量约 8 万m 3 。 1 ．1 工程环境 该工程位于耿庄村南方低矮的黑山中，爆区北侧 约1 5 0I n 处有新建的混凝土桥墩，约2 0 0m 处村庄中 有砖瓦结构的民房需要保护，其他方向均无需要保护 的建 构 筑物，爆破环境较好。环境图见图1 。 1 ．2 工程地质 爆区区域地貌属于丘陵地形，起伏较大，地势较 万方数据 爆破2 0 1 2 年6 月 高，地表植被发育，多为一年生低矮杂草，从已破坏 地层剖面来看，爆破区域岩石主要成分为砂岩，参照 附近同类型岩石的抗压强度，岩石抗压强度约为 6 0M P a ，岩石的完整性较好，节理裂隙不发育，区域 内未发现断层。 盘田 图1 爆区环境图 单位m F i g ．1E x p l o s i v ee n v i r o n m e n t u n i t m 2 爆破方案 爆破区域为一低矮丘陵，山坡角时小时大，因此 路堑边坡也有高有低，造成浅孔2 - 4m ，中深孔8 1 3m ，给钻孔及装药带来很大不便。因此，从工程进 度、安全、质量和效益几个方面综合考虑，此工程采 用以大区多排孔微差爆破为主，局部配合浅孔爆破 的综合爆破施工方案，本次爆破最大钻孔深度在1 31 1 1 以内。 由于此工程距离长达3 5 0i n ，按照普通孔网参 数布孔，则会由于自由空间不足，松散系数不够，爆 渣被压实，造成后续爆破抵抗线急剧增大，产生大 块，甚至冲天炮的后果，鉴于此，每隔4 5 排增加 1 排加密孔，起抛掷爆渣的作用，以改善后续炮孔爆 破自由面状况。 3 爆破技术设计 3 ．1 孔网参数 由于拟爆破山体地表标高不一，起伏较大，为能 一次钻爆至要求标高，根据不同的开挖深度，设计相 应的孔网参数，炮孔以梅花形垂直孔为主，炮孔直径 d 9 0m m 。根据工程地质条件及类似工程经验⋯， 取松动爆破炸药单耗0 ．4k g ／m 3 ，加密排取抛掷爆 破单耗值为0 ．6k g ／m 3 。超深0 ．5 1m ，加密排孔 排距缩小至1 ．5m 。钻孔中发现所有炮孔中含水量 较大，因此选用威力较大的2 号岩石水胶炸药，由于 北侧山坡自由面正对村庄，因此采用分层柱状装药 结构呤1 ，并采取了覆盖措施，远离村庄的炮孔采用 连续柱状装药结构。不同深度爆破参数见表l ，装 药结构如图2 。 3 ．2 爆破网路 露天中深孔爆破一般采用非电起爆系统”』，工 程采用排间等间隔延期爆破网路。用四通做为连接 原件，用非电毫秒导爆雷管做为起爆元件。露天深 孔台阶爆破排间微差时间常用6 5 9 0m s ，为防止 雷管跳段，本次爆破孔内起爆雷管选用7 段毫秒导 爆管雷管，将所有同排间炮孔采用四通串联起来。排 问用5 段导爆管雷管接力传爆，最后用2 条主线将 闭合环形网路按左、右联接起来，形成双保险多回路 的爆破网路”⋯。如图3 所示。 表1 爆破参数 T a b l e1 B l a s t i n gp a r a m e t e r s 开挖深度／m 孔深／m 超深／m 孔距排距／ m m 堵塞长度／m 单孔装药量／k g装药结构 2 ．5 3 ．5 5 ．0 6 ．0 7 ．0 8 ．0 9 ．0 l O ．O 1 1 ．O 1 2 ．O 1 3 ．0 O ．5 0 ．5 1 ．O 1 ．O 1 ．0 1 ．O 1 ．O 1 ．O 1 ．O 1 ．O 1 ．O 1 ．5 2 ．O 2 ．5 2 ．5 3 ．O 3 ．0 3 ．0 3 ．0 3 ．O 3 ．O 3 ．0 连续柱状 连续柱状 连续柱状 连续柱状 连续柱状 分层或连续柱状 分层或连续柱状 连续柱状 连续柱状 连续柱状 连续柱状 北▲，●I 4 2 0 5 O O O O O 0 O 4 6坫控勰记拍∞铒镌妮 5 O 5 5 5 5 5 5 5 5 5蚶蛇她她地她蛇地蛇蛇地 0 O O 0 O 0 O 0 0 O 0 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 以3 4 5 6 7 8 9 m n 他 万方数据 第2 9 卷第2 期杜永军，郑德明，靖文青徐明高速路基开挖大区域微差挤压爆破 5 3 堵塞物堵塞物 | ／ 型 水胶 ／ 炸 a 连续柱状装药 b 分层柱状装药 图2 装药结构图 单位m F i g ．2C h a r g es t r u c t u r e u n i t m ／，◇a ◇p 卜0 一 学攀严．。，庳l ，， 0 、 ．卜 p0 ≯ ， ’’’’ 式中R ，为个别飞石的飞散距离，m ；D 为炮孔直径， n l l n 。个别飞石飞散距离的计算结果为1 4 1 ．3m 。 由于工程中存在部分浅孔爆破‘6 1 ，因此根据爆 破安全规程警戒半径为3 0 0m 。 ⋯。4 ．3 安全技术措施 本工程爆破距离长，方量大，一次起爆，除将所 有人员机械撤出警戒圈外，针对北侧环境较复杂，在 爆破区北侧正对村庄的山坡，根据最小抵抗线，严格 校核装药量，对于不满足的炮孔采取分层装药结构。 另外，就地取材，炮孔上覆杂草树枝等杂物，再以绳 子编成网状覆在其上，周边固定，防止个别飞石飞出 警戒圈。此外，对新建的大型桥墩及最近的民房进 行震动监测。 5 爆破效果与体会 本工程历时2 0d ，使用炸药3 0t ，爆破效果良 好，爆后地面隆起平均高度1m 多，松散度较好，大 块率控制在5 ％以内，无安全事故发生，个别飞石飞 散距离不足5 0m ，震动对周围建 构 筑物无任何损 坏。对本次爆破的成功有以下几点体会 1 爆破震动预测与实测相差无几，说明参数 选择准确，装药量控制较好。 2 加密排在为后续孔创造自由空间起到很大 作用，保证了松散度。 3 大区多排孔排间等间隔延期爆破网络相对 微差延期爆破网路较简单，取得了相同的爆破效果。 参考文献 R e f e r e n c e s 王玉杰．爆破工程[ M ] ．武汉武汉理工大学出版社， 2 0 0 7 ． 张福德。房泽法．新冶钢场平石方爆破[ J ] ．爆破， 2 0 1 1 。2 8 3 5 6 - 5 7 ． Z H A N GF u d e ，F A N GZ e f a ．B l a s t i n go fl e v e l i n gs i t er o c k a tx i n y es t e e lc o m p a n y [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 l ，2 8 3 5 6 - 5 7 ． i nC h i n ％e 刘殿书．中国爆破新技术Ⅱ[ M ] ．北京冶金工业出版 社，2 0 0 8 ． 管志强。张中雷，王林桂，等．复杂环境大区露天深孔 台阶爆破技术在岙山油库区开挖中的应用[ J ] ．爆破， 2 0 1 1 ．2 8 2 6 3 6 7 ． G U A NZ h i q i a n g ，Z H A N GZ h o n g l e i ，W A N GL i n g u i ，e t a 1 ．A p p l i c a t i o no fl a r g eo p e nd e e ph o l eb e n c hb l a s t i n gi n a o s h a no i lr e s e r v o i re x c a v a t i o nO nc o m p l e xe n v i r o n m e n t [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 l ，2 8 2 6 3 6 7 ． i nC h i n e s e 下转第1 0 3 页 ⋯ ㈨ ㈨ Ⅲ ⋯ ⋯ 万方数据 第2 9 卷第2 期I 兜波．郧。j 二线性聚能装药结构的数值仿真优化 1 0 3 [ 4 ]Z H UF e n g c h u n ，D E N GZ h e n - l i ，H UY u ．D e s i g na n dc a l 一 锚∥ c u l a t i o no fl i n e a rs h a p e dc h a r g ec u t t e r [ J ] ．I n i t i a t o r s ＆ ’。“／”U I “O * D ⋯a U “ ， 1 一． 三 曩I [ 5 ]刘P y r o 千t e 寿c h ，n 白i c 春s2 华0 0 ，0 李建平2 0 ．线2 4 型聚i n 能C h 装i n 药e s e 切割器系统参 ⋯”””0 ’ 数研究[ J ] ．工程爆破，2 0 0 4 ，1 0 4 1 3 ．1 6 ． ．一m0 0 。g [ 5 ] u uQ i a n s h o u ，B A IC h u n - h u a ，L IJ i a n p i n g ．S t u d yo nt h e l ⋯m ㈣i p a r a m e t e r So fl i n e a rs h a p e dc h a r g ec u t t e r [ J ] ．E n g i n e e r i n g I B l a s t i n g ，2 0 0 4 ，1 0 4 1 3 1 6 ． i nC h i n e 8 e ””2 ”“ [ 6 ] 晏俊伟，龙源，唐献述，等．线型聚能切割器在不同 d 连接角度下切割能力的研究[ J ] ．工程爆破，2 0 0 6 。 1 2 3 1 4 ． 图6 修正 2 0 s 时穿靶效果 [ 6 ] Y A NJ u n w e i ，L O N GY u a n , T A N GX i a n s h u , e ta l S t u d y F i g ．6 T h efs u l t so fi e li n t ot a r g e t o ni n c i s i n ga b i l i t yo fl i n e a rs h a p e dc h a r g ec u t t e ra td i Ⅱj r ． a f t e l1a t1 2 0 舢 e n tc o n n e c t i n ga n g l e [ J ] E n g i n e e r i n gB l a s t i n g ，2 0 0 6 ， 1 2 3 1 - 4 ． i nC h i n e s e [ 7 ] 刘维柱，方向，汪庆桃，等．线型聚能装药切割钢板 参爿 r e r e n c e s 过程的数值模拟[ J ] ．工程爆破，2 0 0 3 ，9 3 1 5 ．1 8 ． [ 1 ] 李建平，白春锋 ⋯．⋯⋯⋯。，⋯ [ 7 ] L I UW e i z h u ，F A N GX i a n g ，W A N GQ i n g t o o ，e ta 1 ．N u ；用O t 型切D V 器研l l [ J ] 爆 。。 m e I “ I ．c a l 1 ．m u l - a ’t ．1 ．o no nc u t t ．i n ．g 。fs t e e ，ls - l a D - ，al i n e a r 破器材，2 0 0 5 ， ‘ s h a p e dc h a r g e [ J ] ．E n g i n e e r i n gB l a s t i n g ，2 0 0 3 ，9 3 1 5 一 [ 1 ] uJ i a n - p i n g ，B l，L I UQ i a n ’s h o u _ S t y d yo ft h e 1 8 ． i nC h i n e s e u t i l i t yl i n e a r E x p l 。s i V eM a ‘e d a l s ，2 0 0 5 ， [ 8 ] 崔云航，李裕春，吴腾芳，等．线型聚能装药数值模拟 3 4 4 3 3 - 3 5 ． 与优化设计[ J ] ．爆破，2 0 0 5 ，2 2 3 2 6 - 2 9 ． [ 2 ] 王飞，王连著i 性切割器正交优化设计与 [ 8 ] C U IY u n - h a n g ，L IY u e - c h a nW UT e r I g f a n g ，e ta 1 ．N ” 数值模拟研究1材，2 0 0 6 ，3 5 2 2 3 - 2 6 m e i l e a ls i m u l a t i o na n do D t i m i z a t i o n d e s i g n o fl i n e a r [ 2 ] W A N GF e i ，W Ji ，L I UG u a n g c O r t h o g o n a l s h a p e dc h a r g e [ J ] ．B l ∞t i f I g ，2 0 0 5 ，2 2 3 2 6 - 2 9 ． i n o p t i m i z a t i o nd e ￡ m u m e r i c a ls i m u l a t i o no fl i n e 。 C h i n e s e a rs h a p e dc h a r g s i r eM a t e r i a l s ，2 0 0 6 ，3 5 2 [ 9 ]罗勇，沈兆武，崔晓荣．线型聚能切割器的应用研究 2 3 - 2 6 ． i nC h i n [ J ] ．含能材料，2 0 0 6 ，1 4 3 2 3 6 - 2 4 0 ． [ 3 ] 崔云航，万文章事．线型聚能装药优化设计 [ 9 ] L U OY o n g ，S H E NZ h a o ．W R ，C U IX i a o ．t o n g ．A p p l i c a t i o n [ J ] ．火工品，2 4 6 ． s t u d yo nb l a s t i n gw i t hl i n e a rc u m u l a t i v ec u U i n gc h a r g ei n [ 3 ] C U IY u n h a n g ， [ i a n ，T I A NQ i ，e ta 1 ．O p t i m i z a r o c k [ J ] ．C h i n e s eJ o u r n a lo fE n e r g e t i cM a t e r i a l s ，2 0 0 6 ， t i o nd e s i g no fl i c h a r g e [ J ] ．I n i t i a t o r s P y r o -1 4 3 2 3 6 - 2 4 0 ． i nC h i n e s e t e c h n i c s ，2 0 0 6 一 nC h i n e s e [ 1 0 ] C e n t u r yD y n a m i c sL t d ．I n t e r a c t i v en o n l i n e a rd y n a m i ca [ 4 ] 祝逢春，邓振丰I} 性聚能切割器的设计计算n a l y s i ss o f t w a r eu s e rm a n u a l [ M ] ．R a u l o n ，U S A C e n t u r y [ J ] ．火工品，2 弭．Dynamics I n c o r p o r a t e d ，2 0 0 1 8 6 - 1 0 2 ． 土接第5 3 页 [ 5 ]肖文雄，丘德如，施传斌．等．多排微差爆破技术在场 地整平中的应用[ J ] ．爆破，2 0 0 5 ，2 2 3 5 0 - 5 2 ． [ 5 ] X I A OW e n x i o n g ，Q I UD e m ，S H IC h u a n - b i n ，e ta 1 ．A p - p l i c a t i o no fm u h i r o wm i l l i s e c o n db l a s t i n gi nl e v e l i n gs i t e [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 0 5 ，2 2 3 5 0 - 5 2 ． i nC h i n e s e [ 6 ]国家安全生产管理局．G B 6 7 2 2 - - 2 0 0 3 爆破安全规程 [ S ] ．北京中国标准出版社，2 0 0 4 ． [ 7 ] [ 7 ] 熊炎飞，董正才，王辛．爆破飞石飞散距离计算公式 浅析[ J ] ．工程爆破，2 0 0 9 ，1 5 3 3 1 - 3 4 ． X I O N GY a n f e i ，D O N GZ h e n g - c a i ，W A N GX i n ．A n a l y s i s o ft h ef o r m u l aa b o u tb l a s t i n gf l y i n gr o c k ’Sc a s t i n gd i s t a n c e [ J ] ．E n g i n e e r i n gB l a s t i n g ，2 0 0 9 ，1 5 3 3 1 ．3 4 ． i nC h i n e s e 万方数据