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
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