CN101140154A

CN101140154A - 用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法

Info

Publication number: CN101140154A
Application number: CNA2007100503405A
Authority: CN
Inventors: 李安洪; 张继春; 李海光; 褚宇光; 郭学彬; 曹孝君
Original assignee: China Railway Eryuan Engineering Group Co Ltd CREEC
Current assignee: China Railway Eryuan Engineering Group Co Ltd CREEC
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2008-03-12

Abstract

本发明公开了一种用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，包括如下步骤：①在路堑开挖断面上划分出主开挖区(11)，主开挖区(11)与开挖边界(13)之间预留有保护层(12)；②对主开挖区(11)进行深孔爆破；③在对主挖区(11)进行开挖后，对保护层(12)进行小台阶光面爆破清理。本发明的有益效果是，防止顺层岩质边坡在爆破过程中失稳滑坡或爆破层裂缝过深而影响边坡的稳定，用于缓倾角及中等倾角的顺层岩质边坡的爆破施工，能有效地控制爆破层裂缝的生成、保持边坡的自稳能力，确保边坡施工安全，降低边坡加固和维护费用。

Description

用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法

技术领域

本发明涉及道路边坡开挖工程中的爆破施工方法，特别涉及用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法。

背景技术

顺层岩质边坡系指在天然层状岩体中开挖路堑所形成的边坡，此时边坡坡面与岩层层面二者倾向相同但走向小角度相交，交角一般小于35°。当在缓倾角及中等倾角的层状岩体中开挖边坡时，边坡角都大于层面倾角，将切断岩层而形成不稳定的边坡。

目前，开挖顺层岩质边坡多采用中深孔或深孔台阶爆破方法一次成形出路堑。这些方法由于爆破地震的作用，很可能造成顺层岩质路堑边坡岩体发生局部或整体层裂，破坏原岩的完整性，使岩体的自稳能力降低(边坡抗滑力减小)，甚至可能导致已形成的路堑滑坡或坍塌。这不仅影响施工的顺利进行，而且使支挡防护施工难度增大，工程费用增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，该方法能有效地控制爆破产生的地震效应，从而降低以至消除爆破地震对路堑边坡自稳能力的危害。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，包括如下步骤：在路堑开挖断面上划分出主开挖区，主开挖区与开挖边界之间预留有保护层；对主开挖区进行深孔爆破；在对主挖区进行开挖后，对保护层进行小台阶光面爆破清理。

本发明的有益效果是，防止顺层岩质边坡在爆破过程中失稳滑坡或爆破层裂缝过深而影响边坡的稳定，用于缓倾角及中等倾角的顺层岩质边坡的爆破施工，能有效地控制爆破层裂缝的生成、保持边坡的自稳能力，确保边坡施工安全，降低边坡加固和维护费用。

附图说明

本说明书包括如下五幅附图：

图1是本发明减震爆破方法的用于顺层岩质路堑开挖的施工示意图；

图2是本发明减震爆破方法中深孔爆破的炮孔平面布置方式示意图；

图3是本发明减震爆破方法中深孔爆破的炮孔纵断面布置方式示意图；

图4是本发明减震爆破方法中小台阶光面爆破的炮孔平面布置方式示意图；

图5是本发明减震爆破方法中光面爆破的装药结构与起爆方法示意图。

图中零部件、部位名称及所对应的标记：主开挖区11、保护层12、开挖边界13、主爆破孔20、炮孔间距a₁、炮孔排距b₁、台阶高度H、炮孔超深h、钻孔倾角α、缓冲爆破孔21、炮孔间距a₃、小台阶爆破孔30、炮孔间距a₂、炮孔排距b₂、前排炮孔31、后排炮孔32、光面爆破孔33、炮孔间距a₄、主传导爆索40、起爆导爆索41、起爆雷管42、药卷43。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1，本发明用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，包括如下步骤：在路堑开挖断面上划分出主开挖区11，主开挖区11与开挖边界(13)之间预留有保护层12；对主开挖区11进行深孔爆破；在对主挖区11进行开挖后，对保护层12进行小台阶光面爆破清理。由于在主开挖区11进行深孔爆破时，预留保护层12可以起到隔震作用，能够有效地削弱爆破震动对边坡稳定的影响，从而确保施工的顺利进行，并有利于控制和降低工程费用。

保护层12的厚度可根据边坡设计所允许的岩体层裂范围和单孔装药量确定。按照岩体爆破可能形成的层裂范围和主开挖区的深孔爆破方案，当允许的层裂范围为2.5m时，保护层12的厚度可取为3.9m；当允许的层裂范围为4.0m时，保护层12的可取为2.5m。

深孔爆破的台阶高度H取为5～7m，爆破孔孔径90mm。爆破孔采用沿路堑走向的矩形布置方式，其平面布置和纵断面布置(沿路堑纵向)分别参照图2和图3。参照图1和图与保护层12相邻的一列爆破孔为缓冲爆破孔21，其余的爆破孔为主爆破孔20。

参照图3，所述深孔爆破的通常可采用如下的爆破参数：

主爆破孔20：

前排孔底盘抵抗线w＝2.8～3.0m；

炮孔间距a₁＝3.0～3.4m；

炮孔排距b₁＝2.5m；

炮孔超深h＝0.8～1.0m；

钻孔倾角α＝75°～80°；

炸药单位消耗量q＝0.30～0.40kg/m³；

单孔装药量：前排孔Q_前＝16～24kg，后排孔Q_后＝15～22kg；

缓冲爆破孔21：

炮孔间距a₃＝2.4～2.6m；

单孔装药量相对于主爆破孔(20)减小约30％。

在路堑主开挖区11，所述主爆破孔20、缓冲爆破孔21均采用间隔装药结构。通常，可在主爆孔20内分为上、下2个装药段，其装药量分别为单孔装药量的25～30％、70～75％；在缓冲爆破孔21内分为上、中、下3个装药段，各段的装药量依次为单孔装药量的20％、30％和50％；各间隔装药段之间的堵塞长度为1.0～1.5m，炮孔口的堵塞长度不小于2.5m。所述主爆破孔20、缓冲爆破孔21采用孔间顺序微差起爆，孔间顺序微差时间为25～50ms；并且在同一炮孔内的各装药段之间也采用微差起爆方式，孔内微差时间为25ms。

参照图4，所述小台阶光面爆破是指采用爆破孔孔径40mm、台阶高度H约2.5m的小台阶爆破和光面爆破相结合的爆破方式，光面爆破孔33布置在边坡的开挖边界13上。所述小台阶爆破根据保护层12的厚度布置1排或2排炮孔，当保护层12厚度为3.5～4.0m时，可在保护层12上布置2排小台阶爆破孔30，即前排炮孔31和后排炮孔32；而当保护层12厚度为2.5m左右时，则可只布置1排小台阶爆破孔30。

所述小台阶爆破通常可采用如下的爆破参数：

前排孔底盘抵抗线w＝1.4～1.6m；

炮孔间距a₂＝1.6～1.8m；

炮孔排距b₂＝1.2～1.4m；

炮孔超深h＝0.25～0.35m；

钻孔倾角α＝75°；

炸药单位消耗量q＝0.18～0.20kg/m³；

单孔装药量：前排孔Q_前＝1.1～1.4kg，后排孔Q_后＝0.9～1.3kg。

所述光面爆破孔(33)的孔径为40mm，炮孔深度为2.5m，通常可采用如下的爆破参数：

炮孔间距a₄一般孔径的10～18倍，对于节理裂隙不很发育的岩体，炮孔间距a₄＝55～60cm；

最小抵抗线w为0.9～1.0m；

单孔装药量Q按照线装药密度ρ＝100～200g/m(全孔长度平均值)和孔深计算确定。

图5示出了光面爆破孔装药结构。参照图5，所述光面爆破采用Φ22～25×200的乳化炸药或2岩石铵梯炸药，药卷43每卷100g；所有光面爆破孔33都采用导爆索起爆，即将药卷43均匀分布地捆绑在起爆导爆索41，在炮孔口下50cm处开始堵塞；各光面爆破孔33的起爆导爆索41与孔口的主传导爆索40相连，起爆雷管42设置在主传导爆索40上。

所述小台阶爆破同样采用微差起爆，对同一排小台阶爆破孔30可将相邻的4个炮孔作为一组用同段雷管起爆，各组间的微差时间为25～50ms；若有2排小台阶爆破孔30，则前排炮孔31和后排炮孔32的微差时间为50ms；小台阶爆破孔30与其后的光面爆破孔33同次起爆，光面爆破孔33在所有小台阶爆破孔30起爆后延迟100ms起爆，且所有小台阶爆破孔30用导爆索起爆。

本发明的减震爆破方法能有效地控制爆破层裂缝的生成、保持边坡的自稳能力，确保边坡施工安全，降低边坡加固和维护费用。本申请人成功地将本发明的减震爆破方法运用于渝怀铁路DK375工点的施工中，该工点是典型的白云质灰岩、硬性结构面的顺层边坡，岩层产状N10～15°W/NE＜29.5～31.5°，边坡开挖高度16.5m，坡率1∶0.5，属于不稳定的边坡。采用本发明的方法进行施工，对顺层岩体的扰动小，开挖边坡没有在爆破过程中和爆破后出现失稳滑坡等安全事故。

Claims

1.用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，包括如下步骤：

①在路堑开挖断面上划分出主开挖区(11)，主开挖区(11)与开挖边界(13)之间预留有保护层(12)；

②对主开挖区(11)进行深孔爆破；

③在对主挖区(11)进行开挖后，对保护层(12)进行小台阶光面爆破清理。

2.如权利要求1所述用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，其特征是：所述保护层(12)的厚度按如下方法确定：

当允许的层裂范围为2.5m时，保护层(12)的厚度为3.9m；

当允许的层裂范围为4.0m时，保护层(12)的厚度为2.5m。

3.如权利要求1所述用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，其特征是：所述主开挖区(11)采用的是爆破孔孔径90mm、台阶高度H为5～7m的深孔爆破，爆破孔采用沿路堑走向的矩形布置方式，其中与保护层(12)相邻的一列爆破孔为缓冲爆破孔(21)，其余的爆破孔为主爆破孔(20)。

4.如权利要求3所述用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，其特征是：所述深孔爆破的爆破参数如下：

主爆破孔(20)：

前排孔底盘抵抗线w＝2.8～3.0m；

炮孔间距a₁＝3.0～3.4m；

炮孔排距b₁＝2.5m；

炮孔超深h＝0.8～1.0m；

钻孔倾角α＝75°～80°；

炸药单位消耗量q＝0.30～0.40kg/m³；

单孔装药量：前排孔Q_前＝16～24kg，后排孔Q_后＝15～22kg；

缓冲爆破孔(21)：

炮孔间距a₃＝2.4～2.6m；

单孔装药量相对于主爆破孔(20)减小约30％。

5.如权利要求3或4所述用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，其特征是：所述主爆破孔(20)、缓冲爆破孔(21)采用间隔装药结构，即在主爆孔(20)内分为上、下2个装药段，其装药量分别为单孔装药量的25～30％、70～75％；在缓冲爆破孔(21)内分为上、中、下3个装药段，各段的装药量依次为单孔装药量的20％、30％和50％；各间隔装药段之间的堵塞长度为1.0～1.5m，炮孔口的堵塞长度不小于2.5m。

6.如权利要求5所述用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，其特征是：所述主爆破孔(20)、缓冲爆破孔(21)采用孔间顺序微差起爆，孔间顺序微差时间为25～50ms；并且在同一炮孔内的各装药段之间也采用微差起爆方式，孔内微差时间为25ms。

7.如权利要求1所述用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，其特征是：所述小台阶光面爆破是指采用爆破孔孔径40mm、台阶高度H约2.5m的小台阶爆破和光面爆破相结合的爆破方式，光面爆破孔(33)布置在边坡的开挖边界(13)上。

8.如权利要求7所述用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，其特征是：所述小台阶爆破根据保护层(12)的厚度布置1排或2排炮孔，当保护层(12)厚度为3.5～4.0m时，在保护层(12)上布置2排小台阶爆破孔(30)，即前排炮孔(31)和后排炮孔(32)；而当保护层(12)厚度为2.5m左右时，则只布置1排小台阶爆破孔(30)。

9.如权利要求8所述用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，其特征是：所述小台阶爆破的爆破参数如下：

前排孔底盘抵抗线w＝1.4～1.6m；

炮孔间距a₂＝1.6～1.8m；

炮孔排距b₂＝1.2～1.4m；

炮孔超深h＝0.2 5～0.35m；

钻孔倾角α＝7 5°；

炸药单位消耗量q＝0.18～0.20kg/m³；

单孔装药量：前排孔Q_前＝1.1～1.4kg，后排孔Q_前＝0.9～1.3kg。

10.如权利要求8所述用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，其特征是：所述光面爆破孔(33)的孔径为40mm，炮孔深度为2.5m，其爆破参数如下：

炮孔间距a₄一般为孔径的10～18倍，对于节理裂隙不很发育的岩体，炮孔间距a₄＝55～60cm；

最小抵抗线w为0.9～1.0m；

单孔装药量Q按照线装药密度ρ＝100～200g/m和孔深计算确定。

11.如权利要求10所述用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，其特征是：所述光面爆破采用Φ22～25×200的乳化炸药或2岩石铵梯炸药，药卷(43)每卷100g；所有光面爆破孔(33)都采用导爆索起爆，即将药卷(43)均匀分布地捆绑在起爆导爆索(41)，在炮孔口下50cm处开始堵塞；各光面爆破孔(33)的起爆导爆索(41)与孔口的主传导爆索(40)相连，起爆雷管(42)设置在主传导爆索(40)上。

12.如权利要求10或11所述用于顺层岩质路堑开挖的减震爆破方法，其特征是：所述小台阶爆破采用微差爆破，对同一排小台阶爆破孔(30)可将相邻的4个炮孔作为一组用同段雷管起爆，各组间的微差时间为25～50ms；若有2排小台阶爆破孔(30)，则前排炮孔(31)和后排炮孔(32)的微差时间为50ms；小台阶爆破孔(30)与其后的光面爆破孔(33)同次起爆，光面爆破孔(33)在所有小台阶爆破孔(30)起爆后延迟100ms起爆，且所有小台阶爆破孔(30)用导爆索起爆。