爆破设计与施工(第3版)岩土爆破设计题(有答案).doc
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爆破设计与施工
全国工程爆破技术人员统一培训教材第3版
2013版岩土爆破设计题(讲授样题,非考试试题)
4.1设计题
设计1风景区山坡开挖台阶爆破设计
某风景区改建工程中需要对一处山坡进行开挖,待开挖的山坡长22m,宽6.5m,高约7.5m。
爆区周围环境复杂,山坡脚距湖1.5m,距开挖区1m处有围墙,距开挖区4m为石碑和凉亭,属于国家重点文物,是重点保护目标。
施工中要控制飞石,飞石避免落入湖中,还要控制爆破产生的振动强度。
要求采用浅孔分层台阶爆破,开挖边线采用预裂爆破。
设计要求内容如下:
(1)孔距、排距、孔深、超深、单孔装药量、装药结构、填塞长度;
(2)请给出预裂爆破设计:
孔径、孔间距、孔深、线密度,单孔药量(可不计导爆索药量)、装药结构、(沿孔深的装药量分布)、填塞长度;
(3)起爆网路设计(只说明孔内、孔间、排间雷管段位即可,包含预裂孔);
(4)安全防护措施。
设计提示:
炮孔直径40mm、单孔药量不大于0.5Kg,单位炸药消耗量按0.35Kg/m3计算。
分析:
此工程周围环境十分复杂。
距开挖区1m处有围墙,4m处有国家级重点文物石碑和凉亭,都需要保护,因此要严格控制爆破振动;山坡角距湖仅1.5m,飞石要避免落入湖中,需控制爆破产生的飞石。
为达到减振和保护国家重点文物的目的,设计采用浅孔分层台阶爆破,开挖边线采用预裂爆破,炮孔直径为40mm。
采用松动爆破,单位炸药消耗量取0.35kg/m3计算,并严格将单孔装药量控制在0.5kg以内。
由单孔最大装药量和炸药单耗,计算得单孔能爆破的最大岩石体积为1.43m3,设计如下:
(1)开挖爆破
台阶高度:
按开挖深度7.5m左右,考虑到单孔装药量要控制在0.5kg以内,故取台阶高度H=1.5m,即本工程分5层开挖;炮孔为垂直孔。
底盘抵抗线:
W1=(0.4~1.0)H=0.6~1.5m,取1.0m
炮孔间距a=(1.0~2.0)W=1.0~2.0,取a=1.0m
炮孔排距b取0.8m
炮孔超深h=(0.1~0.15)H=0.15~0.225m,取0.2m
孔深L=1.7m
单孔装药量Q=qabH=0.42kg
装药结构:
连续装药结构,药卷直径为32mm,装药长度为0.42m,填塞长度为1.08m。
(2)预裂爆破
孔径d=40mm
孔间距a=(8~12)d=360~540mm,取380mm
孔深L=1.7m,炮孔长度为1.96m(没给边坡角度,此处按60°计算)
线密度q=150g/m
单孔装药量Q=qL=0.294kg
采用小直径药卷,不耦合系数取2。
底部加强装药段长为0.4m,装药114g,中部正常装药段长为0.9m,装药135g,顶部减弱装药段长0.3m,装药45g,填塞段长为0.36m。
(3)起爆网络设计
预裂爆破和台阶爆破分开进行,先爆预裂孔。
预裂孔采用导爆索起爆网路,沿炮孔全长布置导爆索,用瞬发雷管起爆。
为减少爆破飞石落入湖中,考虑采用纵向开挖方式,即爆破工作面从开挖面的一端向另一端推进。
每排布置6个炮孔,每次爆破排数一般控制在2以内,最多3排。
采用孔内和孔外微差相结合的方法实现逐孔起爆,孔外采用2段毫秒雷管,孔内从外侧开始到内侧依次布置4~9段毫秒雷管。
(4)安全防护措施
爆破部位安全防护:
采用钢板、废旧皮带等防护材料将爆区覆盖,防止飞石。
保护目标近体防护:
石碑和凉亭的临爆区面搭建高于凉亭高度的防护排架,排架上设双层竹笆进行保护。
设计2
预裂爆破和光面爆破已广泛应用于露天工程和地下工程,简述你曾参与过的预裂或光面爆破工程技术设计。
爆破后如果出现下列现象,请分析原因并说明如何调整爆破设计。
(1)表面未产生裂缝;
(2)孔口破坏严重,壁面也有破损;
(3)孔口破坏严重,下部壁面质量正常;
(4)孔口破坏严重,但下部未形成裂缝;
(5)下部壁面很好,但表面未形成裂缝。
设计提示:
根据成缝质量,考虑地质条件、爆破参数、施工工艺等进行实际调整。
设计如下:
(1)表面未产生裂缝
单孔装药量或装药线密度太小;炮孔间距过大;钻孔对位不准或方向偏斜过大,炮孔不在同一平面上。
增大装药线密度或减小间距;提高钻孔质量。
(2)孔口破坏严重,壁面也有破损
整体线装药密度偏大,尤其是孔口段,可能没有减弱装药或装药高度太大,填塞长度不足;不耦合系数太小。
减小炮孔的线装药密度,孔口段采用减弱装药并降低装药高度,增大填塞长度,增大不耦合系数。
(3)孔口破坏严重,下部壁面质量正常
孔口药量减弱段药量过大或装药高度太大,填塞长度不足。
减小孔口段装药量,降低装药高度,增大填塞长度。
(4)孔口破坏严重,但下部未形成裂缝
装药结构不合理,下部未加强装药,上部未减弱装药。
在炮孔下部设0.2L的加强装药段,上部0.3L范围内设减弱装药段,减少的药量增加到下部加强装药段。
(5)下部壁面很好,但表面未形成裂缝
填塞长度过大,装药过低,或上部药量偏小。
适当增加上部装药量,提高装药高度,减小填塞长度。
设计3
某道路工程需在花岗岩中开挖一个隧洞,岩石坚固性系数f=16,裂隙中等发育。
隧道断面为直墙半圆形,半径2.5m。
边墙高4m,底宽5m。
钻孔直径42m,空孔直径89m。
爆破开挖循环进尺2.5m。
设计计算要求:
(1)绘出炮孔布置图,标出各部位孔位间距,起爆顺序号;掏槽孔布置图;
(2)计算总钻孔量,每立方米钻孔量,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)绘出起爆网路图。
设计提示:
采用全断面开挖,垂直孔掏槽。
(1)
(2)炮孔利用率为90%,炮孔深度2.5/0.9≈2.8m,掏槽孔深度加深0.2m,孔深为3.0m。
按图上的炮孔数可计算出总钻孔长度L。
掘进断面积为29.81m2,循环进尺2.5m,循环体积为74.53m3,则每立方米钻孔量为:
L/74.57。
列表计算每孔装药量:
掏槽孔的装药系数为0.8左右,辅助为0.7左右,周边孔为0.75左右,然后统计总装药量Q(建议统计出总装药量后与P.341表9-8的数值对比一下,不要相差太大)。
单位体积炸药消耗量为Q/74.57。
(3)为方便建议采用连续装药结构,起爆药包放在孔底第2或3个药卷的位置,反向起爆。
(4)可考虑采用簇并联,全部采用孔内微差起爆。
设计4
某住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。
岩石为中风化花岗岩。
设计要求如下:
(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、每次爆破规模;
(2)给出主炮孔平面布置图(取一段即可)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)起爆网路;
(5)安全防护。
设计提示:
采用预裂爆破、松动爆破和毫秒延期起爆技术,开挖顺序从两端向中间同时推进。
设计4
(1)采用浅孔台阶爆破法开挖,沟槽爆破采用浅孔松动爆破,周边孔采用预裂爆破。
炮孔直径d=40mm,中间孔距距取1.0m,边孔间距取0.8m,炮孔排距b=1.0m,中间孔超深h=0.5m,孔深L=4.5m;边孔深为1.8m,中间孔每孔装药1.6kg,边孔每孔装药0.8kg,每排炮孔装药量为Q=4.8kg,炸药单耗q为0.37m3/kg
中间孔采用间隔装药,孔底装1.0kg,中间间隔1.5m,再装药0.6kg,孔口填塞长度为1.4m。
边孔采用连续装药,孔口填塞长度为1.0m。
每次爆破3排,第一排用1段毫秒导爆管雷管,第二排用2段毫秒导爆管雷
管,第一排用3段毫秒导爆管雷管。
(2)见上图
(3)预裂爆破参数
孔径40mm,孔距400mm,孔斜80°(与沟槽边坡相同),孔深4.5m(孔长
4.58m),线装药密度取328g/m,单孔装药量1.5kg
考虑分四段装药,孔底加强装药段长度1.0m,0.45kg;中间正常装药段长
2.18m,分2段装药,下部装0.4kg,上部装0.35kg;上部减弱装药段长1.4m,
装药0.30kg。
(4)起爆网络:
沟槽爆破采用全部孔内微差;预裂爆破孔内采用导爆索连
接药包串,然后用1段毫秒雷管起爆。
(5)安全防护:
采用近体(爆破体)防护。
(具体可参考设计1)
设计5
某地下工程的巷道开挖断面底宽4.0m,直墙高为2.0m,顶部半圆拱。
岩性为弱风化花岗岩,岩石硬而脆,经试爆单位耗药量约为1.0kg/m3。
设计要求如下:
请给出开挖爆破设计:
掏槽方式、孔深、孔斜、孔距、排距、单孔药量;辅助孔的孔距、排距、孔深、单孔药量、填塞长度;周边孔的孔距、孔深、线装药密度、单孔药量、填塞长度;起爆网路图(起爆顺序与雷管段位)。
设计提示:
一次成型,采用斜孔掏槽,周边采用光面爆破。
设计如下:
建议f按12~14考虑,断面积为14.28m2,循环进尺2m,循环爆破岩石量28.56m3。
采用二级单楔形掏槽,炮孔与工作面夹角58°和69°,两排炮孔孔口距取0.335mm,孔底距为0.15m,掏槽孔数12个。
一级掏槽孔每孔装药0.4kg,总药量2.4kg,二级掏槽孔每孔装药量1.2kg,总药量7.2kg。
掏槽孔总装药量9.6kg。
辅助孔12个,孔距约0.8m,排距约0.8m,孔深2.2m,单孔装药量1.0kg,总装药量12kg,填塞长度1.2m。
周边采用光面爆破,孔径40mm,孔距500mm,炮孔数17个,光面层厚度600mm,孔深2.2m。
药卷直径为20mm的药卷,不耦合系数为2,装药线密度为0.15kg/m,单孔装药量为0.30kg,装药长度1.4m,填塞长度0.8m,总装药量5.1kg。
底孔6个,单孔装药量1.2kg,总装药量7.2kg。
总装药量33.5kg,炸药单耗1.19kg/m3
设计6
某水电站地下厂房开挖尺寸:
长×宽×高=255.4m×33.4m×88.2m,岩性为软硬相间的缓倾角砂岩和粉砂质泥岩。
地下厂房在不同高程与硐群贯通。
先挖通与地下厂房贯通的硐室,后挖地下厂房岩体。
地下厂房共分9层施工,分层高度7~11.38m,顶拱层采用中导洞先行,后两侧扩挖。
第2~3层先中部施工,形成台阶后进行梯段爆破开挖,其中第2层的台阶开挖高度为7m。
地下厂房开挖顺序如图4-1所示。
设计要求如下(只针对第2层):
(1)梯段爆破设计参数:
孔径、孔距、排距、孔深、装药结构、填塞长度、单耗(按岩性考虑)、每孔装药量;
(2)每次爆破5排孔,每排12个炮孔、共计60个孔,要求逐孔起爆。
设计提示:
(1)梯段爆破应注意减少对围岩扰动;
(2)采用孔内、外毫秒延期接力起爆网路,孔内为高段位,孔外为低段位。
设计6
本设计为形成台阶后的梯段爆破,台阶高度为7m,可按露天深孔台阶爆破(或路堑深孔爆破)的方法进行设计。
(1)考虑到减小对围岩的扰动,采用松动爆破,孔径及孔网参数也应取小值,以减小单孔装药量。
孔径取80mm
排距b取(20~25)d,取2.0m
孔距a=(1.0~1.5)b,取2.5m
超深取1.0m,孔深为8.0m
单耗取0.4k
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