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土石方爆破方法

futao 土方工程 2019-05-09 953 0
川渝拆除17713551981

土石方爆破方法

土方工程爆破施工中,所采用的爆破方法通常可分为两类,即基本爆破方法和特殊爆破的方法。

1基本爆破方法

土方工程爆破施工中的基本爆破方法可分为裸露爆破法、炮孔爆破法、药壶爆破法和小洞室爆破法数种。

1.裸露爆破法

此法多用于炸碎岩石和大型爆破中的巨石改炮,其耗药量为一般浅孔爆破的3~5倍,爆破效果不易控制,且岩片飞散较远,易造成事故。

2.炮孔爆破法

按照炮孔深度的不同,炮孔爆破法可分为浅孔爆破法和深孔爆破法两种。

(1)浅孔爆破法。此法是在被爆破岩石上钻出直径为25~50mm、深度为0.5~5m的圆柱形炮孔,装入延长药包进行爆破,是用得最普通的一种爆破方法。

炮孔位置,要尽量利用临空面,或者有计划地改造地形,使前一次爆破为后一次爆破创造更多的临空面,以提高爆破效果。此外,应防止炮孔的方向与临空正交,否则,会使炮孔轴线与最小抵抗线的方向一致,导致在爆破时首先将堵塞炮孔的堵塞物冲出,从而形成所谓的“空炮”。

图5-6炮孔深度关系图

图5-6炮孔深度关系图

1一堵塞物;2一炸药

1)炮孔深度L与最小抵抗线W的确定。如图5-6所示,炮孔深度应视岩石硬度而定。在坚硬岩石中L=(1.10~1.15)H(5-9)式中H——爆破层梯段高度

在较软岩石中

L=(0.85~0.95)H(5-10)最小抵抗线也是随岩石硬度和爆破层阶梯高度而定,一般取为W=(0.7~0.8)H(5-11)

2)炮孔距离的确定。炮孔布置,一般为梅花形,如图5-7所示。炮孔间距a(同排炮孔之间的距离)是按照不同的起爆方法来确定的。

图5-7炮孔布置

图5-7炮孔布置

对于火花起爆

a=(1.4~2.0)W(5-12)对于电力起爆

a=(0.8~2.0)W(5-13)当有多排炮孔时,炮孔排距b,可取为等于第一排炮孔的计算最小抵抗线W,若第一排各炮孔的W不相同时,则取其平均值。

3)药包量计算。浅孔爆破法的药包量可按松动药包量计算公式计算,在实际工作中,装药量为炮孔深度的1/3~1/2,最少不可少于炮孔深度的1/4。

4)装药与堵塞方法。装药前应将炮孔内的石粉、泥浆除净,并将炮孔口周围打扫干净。为了防止炸药受潮,可在炮孔底部放上塑料薄膜或油纸。若为散装炸药,装药时用勺子或漏斗分几次装入,每装一次,用木棍或竹棍轻轻压紧。若炸药为药卷,装药时用炮棍将药卷一个一个地送入炮孔,并轻轻压紧。起爆药卷在炮孔内的位置要适中。起爆药卷装入炮孔时,要特别小心,不可撞击或挤压,以防触及雷管而发生事故。

装药后,需对炮孔进行堵塞。堵塞物可用1份黏土、2份粗砂及含水适当的松散土料混合而成。若为水平炮孔或斜炮孔,则可用2份黏土、1份粗砂,做成比炮孔小5~8mm、长100~150mm的圆柱形炮泥进行堵塞。在堵塞中注意不可碰坏导火索或雷管脚线。

(2)深孔爆破法。深孔爆破法的炮孔直径一般为75~120mm(最大可达270mm),深度为5~15m(最大可达30m)。这种爆破方法,需要大型凿岩机或露天潜孔钻。它的优点是效率高,一次爆破的土石方量大,但缺点是爆落的岩石大小不均匀,往往有10%~25%的大石块要进行二次爆破。深孔爆破法主要用于深基坑的开挖或高阶梯的场地平整和土石方爆破。

3.药壶爆破法

药壶爆破法是在已钻孔的炮孔底部放入少量炸药,经过几次爆破扩大成为圆球的形状,最后装入炸药进行爆破,如图5-8所示。此法与炮孔爆破法相比,具有爆破效果好、工效高、进度快、炸药消耗量少等优点。但爆扩药壶的操作较为复杂,爆落的岩石不均匀。由于在坚硬岩石中药壶爆扩较为困难,故此法主要用于硬土和软石中爆破,爆破层的阶梯高度H一般为3~8m。

药壶爆破法的最小抵抗线W随爆破层阶梯高度H而定,一般取W=(0.5~0.8)H,H较大时取小值,反之取大值。药壶爆破法的炮孔间距为(0.8~2.0)W,一般取1.8W;炮孔的排距为(1.2~1.7)W,一般取1.5W;药壶内的药包量Q为0.65g[2为由式(5-5)计算出的松动药包量]。

4.小洞室爆破法

小洞室爆破法就是在被爆破的岩土内开挖横向或竖向的导洞和药室,然后装入集中药包进行爆破的一种方法,如图5-9所示。

导洞截面的大小:对于横向导洞,一般为1m×1.5m;竖井一般为直径1.2m×1.2m。横洞长度一般为5~7m,竖井深度为(0.9~10)H(爆破层阶梯高度)。

此法的优点是操作简单,爆破效果比炮孔法好,同时,不受炸药品种限制,可用黑火药。

其缺点是开洞工作量大,堵洞比较困难。

小洞室爆破法适用于六类土以上的较大量的坚硬石方的爆破。横洞适于爆破层高度不超过6m的软质岩石或有夹层的岩石爆松;竖井适于阶梯高度3~6m的场地平整、基坑开挖的松动爆破。

图5-8药壶爆破法

图5-8药壶爆破法

图5-9小洞室爆破法药包布置

图5-9小洞室爆破法药包布置

(a)方法一;(b)方法二;(c)方法三1一横洞;2一堵塞物;3一药室;4一竖井

2特殊爆破方法

在土方工程爆破施工中,为了达到某种预期的目的,如欲控制岩土的爆破区域、控制土石的散落方向或散塌范围,以及降低空气冲击波和噪声的强度,减轻地震波影响等,往往需采取某种特殊的爆破方法。

特殊爆破方法通常有边线控制爆破法、定向爆破法、微差爆破法和静态爆破法等几种。

1.边线爆破法

边线爆破法通常又区分为光面爆破法和预裂爆破法。这两种爆破方法是随着深孔爆破技术的发展和钻孔机械日益完善而发展起来的爆破技术。

采用光面爆破法时,先起爆主炮孔和辅助炮孔,后起爆光面炮孔,这样可使开挖的边坡面较为平整;采用预裂爆破法时,预裂炮孔需在主炮孔和辅助炮孔起爆前的瞬间先起爆,其起爆时差:对坚硬岩石不少于50~80ms,中等坚硬岩石不少于80~150ms,松软岩石不少于150~200ms。这样的起爆顺序,其作用是能够沿着设计开挖线预先爆开一条缝隙,以控制对边岩体产生破坏性的影响。

光面炮孔或预裂炮孔的装药量,为主炮孔和辅助炮孔装药量的50%。

光面爆破法适用于在具有均质的层面破碎带和接合面很少的岩层中爆破,预裂爆破法则可用于各种岩层中爆破。

2.定向爆破法

定向爆破法,就是利用爆破的作用,将岩土按照指定的方向和距离,准确地抛掷到预定的地点,并堆积成一定形状填方的一种抛掷爆破方法。

定向爆破的基本原理,就是炸药在岩土内爆炸时,岩土是沿着最小抵抗线,即沿着从药室中心到临空面最短距离的方向而抛掷出来的。因此,合理选择临空面并布置药室和炮孔是定向爆破的一个重要问题。临空面可以利用自然地形,也可以用人工方法造成任何需要的孔穴或沟槽作为临空面。其目的在于形成最小抵抗线的方向能够指向工程需要的方向,从而将爆破的岩土抛向指定的位置。

3.微差爆破法

微差爆破法是随着爆破器材的发展而出现的一种深孔爆破新技术。它使用特制的毫秒延期雷管,把一次爆破从时间上分成若干段,每段之间以毫秒级的时差进行爆破,所以也称毫秒爆破法。

微差爆破法的主要优点,在于把普通齐发爆破的总炸药能量,分割为多个较小的能量,采取合理的装药结构、最佳的起爆顺序和微差间隔起爆时间,为每个药包创造多个临空面条件;同时,它能将齐发大量药包产生的震波,变成一长串长幅值的地震波,而且各个波相互干扰,从而降低地震效应,把爆破振动控制在预定的水平之内。

4.静态爆破法

静态爆破又称无声爆破。它是一种采用静态破碎剂的控制性爆破,能做到在无噪声、无飞石、无爆破地震波、无冲击波、无有毒气体及无粉尘的情况下,将被爆破的岩土破碎。静态破碎剂(SCA)是我国相关研究单位研究成功的一种爆破材料。它是由铝、镁、钙、铁、氧、硅、磷、钛等元素组成的灰白色无机盐粉末。使用时,加入适量水,调成流动状浆体,灌入炮孔中,经过10~24h(最快1~4h),由于SCA与水反应,生成膨胀性的结晶体,体积增大到原来的2~3倍,在炮孔中产生30~50MPa的膨胀压力。这种膨胀压力施加在被爆破的岩土上时,可使岩土产生的拉应力大大超过岩土的抗拉强度或抗剪强度,从而使岩土在无噪声、无飞石、无有害气体扩散等情况下被破碎。因此,采用静态爆破法,即可达到爆破的目的,又可保证施工安全,并且不污染环境。


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