CN102818486B

CN102818486B - 一种城镇石方中深孔精确控制爆破方法

Info

Publication number: CN102818486B
Application number: CN201210293246.3A
Authority: CN
Inventors: 孟祥栋; 汪龙; 陈代耘; 李利平; 黄明军; 汪小艳
Original assignee: Chongqing Urban Construction Holdings Group Co Ltd; CHONGQING BLASTING CONSTRUCTION CO LTD
Current assignee: Chongqing Urban Construction Holdings Group Co Ltd; CHONGQING BLASTING CONSTRUCTION CO LTD
Priority date: 2012-08-17
Filing date: 2012-08-17
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2032-08-17
Also published as: CN102818486A

Abstract

本发明公开了一种城镇石方中深孔精确控制爆破方法，包括以下步骤：（1）爆破参数设计与计算，根据爆破对象确定孔网参数、布孔方式、钻孔深度、装药结构、堵塞长度、起爆网路、微差时间、起爆顺序、炸药单耗量、飞石距离验算和冲击波的安全距离计算；（2）爆破前的布置，包括布孔、钻孔、成孔验收、装药、堵塞、联网和安全警戒；（3）爆破以及爆破效果检查；所述爆破方法中的起爆器材是数码电子雷管；炮孔内设有至少两层药包，同排同层上的药包在同一水平面上，相邻排间药包层错开设置；起爆时采用“V”型顺序从孔底向孔顶，从下往上起爆。本发明通过应用数码电子雷管自身的特性以及特定的装药结构和起爆顺序实现了对城镇石方的精确爆破。

Description

一种城镇石方中深孔精确控制爆破方法

技术领域

本发明属于爆破技术领域，具体涉及一种城镇石方中深孔精确控制爆破方法。

背景技术

通常情况下，土石方开挖施工方法有两种：城镇石方浅孔控制爆破和城镇石方中深孔控制爆破。城镇石方浅孔控制爆破的方法普遍存在施工效率较低，扰民时间长，政府各个相关部门保障施工压力大；而城镇石方中深孔控制爆破的方法，由于其爆破次数少，可以采用最高级别的爆破安全保卫和警戒措施，类似拆除爆破的安全保卫和警戒措施，对警戒范围内所有人员和机械进行清场警戒，确保爆破施工安全，所以能较好的解决扰民时间长、政府协调保障压力大的问题。

城镇石方中深孔控制爆破可根据使用的爆破器材（主要为起爆器材：雷管）的品种不同，包括城镇石方中深孔微差电雷管控制爆破和城镇石方中深孔微差非电导爆管雷管控制爆破，其中：城镇石方中深孔微差电雷管控制爆破由于起爆网路采用的电雷管网路，对现场杂散电流、感应电流等要求极其严格，一般不能用于附近有高压线、发电厂、电讯发射塔、广播电视发射塔等能产生杂散电流、感应电流的施工工地，并且受天气影响大，雷雨天气不能施工；目前，微差电雷管存在系列少、质量差、段别误差大、延期时间不够等问题，无法满足近程存在保护建筑物的现场需求，无法解决近程爆破振动危害问题；城镇石方中深孔微差非电导爆管雷管控制爆破的非电导爆管网路虽有效的解决了电雷管网路受场地周边电力环境和天气的影响，但大网路可靠性低，仍然不能解决近程爆破振动危害问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种爆破精确、安全可靠、用于近程爆破的城镇石方中深孔精确控制爆破方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种城镇石方中深孔精确控制爆破方法，包括以下步骤：

（1）爆破参数设计与计算，根据爆破对象确定孔网参数、布孔方式、钻孔深度、装药结构、堵塞长度、起爆网路、微差时间、起爆顺序、炸药单耗量、飞石距离验算和冲击波的安全距离计算；

（2）爆破前的布置，包括布孔、钻孔、成孔验收、装药、堵塞、联网和安全警戒；

（3）爆破以及爆破效果检查；

所述爆破方法中的起爆器材是数码电子雷管；炮孔内设有至少两层药包，同排同层上的药包在同一水平面上，相邻排间药包层错开设置；起爆时采用“V”型顺序从孔底向孔顶，从下往上起爆。

本发明中所提到的“V”型顺序起爆，即前后排孔同段相连，其起爆顺序似V字型，起爆时，先从爆区中部爆出一个V字形的空间，为后段炮孔的爆破创造自由面，然后两侧同段起爆。数码电子雷管的使用流程如下：①雷管注册，②设置雷管延期，③将雷管对号入孔，④网路连接，⑤网路测试，⑥进入起爆流程；所述起爆流程包括，雷管点名、雷管状态测试、充电、起爆。数码电子雷管使用流程可规范地控制和管理雷管；数码电子雷管的使用流程为爆后的检查起到了很好的监控作用，孔间时间间隔、排间时间间隔以及层间时间间隔的设置，使得整个爆破呈从下向上的模式进行，减小了飞石距离、很好的保护了周边的建筑物。本发明所述同层药包的孔间和排间起爆延期时隔根据爆破振动时波峰与波谷相互叠加干扰减震的原则计算所得。

本发明通过对各个参数的设计、计算和安全核算，以及特定的装药结构和起爆顺序，结合数码电子雷管自身的特性精确控制孔内、孔外时间微差，从而有效控制最大段单响起爆药量，达到控制爆破振动、噪声等有害效应；同时，通过精确控制炸药能量释放，改变爆破作用机理，从而控制根底和爆渣大块率。

具体实施方式

本发明提供一种城镇石方中深孔精确控制爆破方法，包括以下步骤：

（3）爆破以及爆破效果检查；

实施例一：

基于现有技术中的种种不足，我们做了如下模拟爆破试验，具体实施方案如下：

1、爆破参数设计与计算

中深孔台阶控制爆破要取得良好的爆破效果，必须根据工地爆区及周边环境、现场实际情况和投入的钻孔设备等情况。合理的确定孔网参数、布孔方式、钻孔深度、装药结构、堵塞长度、起爆网路、微差时间、起爆顺序和炸药单耗等参数。

采用孔径为80mm进行爆破参数设计

1.1、孔径、孔深

孔径：80mm

孔深：L₂=H+h。（台阶高度H=5m～15m；超深h=1m）

1.2、台阶高度H和超深h

（1）台阶高度：H=15m

（2）超深：h=8～12d=0.8～1.8m。（岩石松软时取小值，岩石坚硬时取大值）

本工程爆破施工台阶高度一般取15m。

1.3、底盘抵抗线W_底和孔网参数

（1）底盘抵抗线

W_底=(30～45)d=2.4m～3.6m；（W_底—底盘抵抗线，m；d—孔径mm），该试验取大值，W_底=3.6m

（2）孔网参数

1）、孔距a=mW_底=4.2m

2）、排距b=（0.7～0.9）a=3.0m

3）、单孔控制面积A=ab=12.6m²

1.4、堵塞长度L_堵

堵塞长度：L_堵≥0.75W_底≥3.0m

1.5、炸药单耗q

岩石坚固性系数f	0.8-2	3-4	5	6	8	10	12	14	16	20
											q/kg.m-3	0.40	0.45	0.5	0.55	0.61	0.67	0.74	0.81	0.88	0.98

单位炸药消耗量q值表

本试验中炸药单耗：q=0.45kg/m³

1.6、单孔装药量Q

单孔装药量：Q_{第一排以后}=qaW_底H=102.06kg

Q_{第一排以后}=qabH=85.05kg

2、装药结构

装药结构有连续装药和分段装药，本试验采用分段装药结构。

3、布孔方式

中深孔台阶控制爆破的布孔一般从爆区自由面由外向内、从一端向另一端布孔。根据爆区具体情况采用三角形和矩形两种布孔方式，钻孔根据实际情况采用垂直钻孔。孔网密集系数m取1.4～1.6。潜孔钻80mm孔径，采用3.0×4.2m孔网参数。

4、钻孔布置

钻孔根据山体情况采取垂直或倾斜孔。本试验中根据实际情况采用垂直钻孔和倾斜钻孔。

5、施工流程图及关键技术数码电子雷管使用流程

（1）施工流程：布孔→钻孔→成孔验收（做好记录、标号）→装药→堵塞→联网→安全警戒→起爆→爆破效果检查

（2）数码雷管使用流程

雷管注册→设置雷管延期→将雷管对号入孔→网路连接→网路测试→进入起爆流程（雷管点名→雷管状态测试→充电→起爆）

①雷管注册

依据爆破方案设计布孔方式，按所需雷管数量，对雷管依次进行注册（相当于人口普查中的核名造册，就是用专用设备读取爆破所用的雷管身份信息——核名，在设备内部按顺序将雷管身份信息存储——造册，雷管注册以为后续的延期设置及网路检测服务）。

②延期设置

利用专业爆破网路设计软件对每发雷管进行延期设置。首先利用该软件在电脑上设计布孔图，然后将雷管对号入座，再依爆破方案分别设置每孔雷管延期，完成后对爆破序列进行预演，检查无误后将延期时间等数据下载到起爆设备。

③雷管装填

爆破工作面打孔完毕后，由工作人员按照布孔图，将雷管对号入孔，装填过程与普通雷管相同。

④网路连接

炸药装填完毕，用起爆设备检测网路的正确性及雷管是否缺失。检查无误后，把相邻区域的雷管脚线以并联方式接入通信支线，同时把各区域的通信支线并联汇总接入通信总线，进入起爆流程。

⑤起爆流程

放总线到起爆点，总线连接起爆设备，检测网络是否正常。打开充电开关，选择进入起爆流程功能。

6、起爆网络

采用数码电子雷管，并联起爆。

网路为“V”型顺序起爆，微差延时顺序按排为孔内自下向上，孔间由东向西、南北走向由两侧向中心进行。本试验根据爆破振动时波峰与波谷相互叠加干扰减震的原则计算出孔间延期间隔为2ms，排间延期间隔为5ms；层间延期间隔25ms，最后一排孔为光爆孔，危岩爆破完成后100ms起爆。

7、单响允许的最大装药量。

最大装药量按下式计算：

Q_m=R³(V/K)^3/α

式中：Q_m—单响允许的最大装药量，kg；

R—爆破安全距离，m，选取危岩后方砖结构民房，m；

V—安全振速，cm/s，v=1.0cm/s；

K、α—与爆破地质、地形等条件有关系数和衰减指数，取K=250，α=1.5，故各种距离下最大段单响药量如下表所示：

安全距离（m）	10	20	30	40	50	60	70	80	90
										装药量（kg）	0.016	0.128	0.432	1.024	2	3.456	5.488	8.192	11.664
安全距离（m）	100	110	120	130	140	150	160	170	180
										装药量（kg）	16	21.296	27.648	35.152	43.904	54	65.536	78.068	93.312

由上表可以看出，20m处最大段单响药量为0.128kg，不超过一条药卷；30m处为0.432kg，不超过2条药卷；40m处为1.024kg，不超过5条药卷；故装药时应精确确定距离需保护建筑物和设施的距离，根据上述表格中最大段装药量进行确定单段药包的装药量，以确保施工安全。

8、爆破安全校核

（1）、飞石距离验算

采用较多的是下面两种。

（a）前苏联经验公式

R _F=20K _A n ² W

式中：R _F—飞石距离，m；

K _A—与地形地质、药包埋置深度以及风速等有关的安全系数，通常取1～1.5，当顺风且风速大时取1.5～2，山间地形取1.5～2；

n—爆破作用指数；

W—最小抵抗线，m。

（b）弹道学公式

由于地形和高差的影响，沿山坡爆破的飞石向下坠落的距离R可以按下式计算：

式中：v ₀———飞石的初速度，m/s；

α———抛射的角度。

如果H ₀=H=0，地面是平坦的，上式可改为

。

从弹道学公式可以看出，控制飞石距离的关键是控制初速度v ₀和抛射的角度α。

本试验应用前苏联经验公式对飞石距离进行验算得到：

本试验安全警戒距离取200m。

飞石对附近建筑物形成较大威胁，需进行可靠的安全防护。为此，在易发生爆破飞石的装药位置用棕垫或废旧轮胎编制的覆盖材料进行覆盖。

（2）、冲击波的安全距离计算

由此计算可知，对爆区周围房屋距离小于20.1m，均应采取打开门窗，并用彩条布遮挡覆盖措施。

9、爆破施工所需主要器材、设备和材料

民爆器材数量

2号岩石乳化炸药	50吨
		数码电子雷管	20000发
普通电雷管	500发

施工设备和材料

设备	数量	设备	数量
				潜孔钻	2台	挖掘机	2台
12m³空压机	2台	风动凿岩机	5台
				钢管	5000m	出渣车	5辆
铱钵起爆器	2个	警报器	1个
				铱钵表	50个	安全带	50套
安全绳	500m	竹笆	1000张

10、爆破施工要点

（1）采用城镇石方浅孔控制爆破方式进行削顶、捡底和修便道。

（2）钻孔机械选择

为加快施工进度，根据现场实际情况，采用潜孔钻进行钻孔。

（3）钻孔

爆破采用潜孔钻钻孔。在钻孔作业时一定按照施工技术人员的书面交底和现场的孔位布置来施钻，并准确控制好平面位置和角度。

（3）装药

炸药的装填密实度、炮孔填塞质量、雷管的安放都对爆破效果产生不同程度的影响；为保证炸药完全爆轰，装填炸药要按照以下要求进行操作：

a、所有的爆破都采用人工装药，作业时一定要严格按照技术交底中的药量和要求进行操作，数码雷管必须按照炮孔编号装填，并由专人进行检查，同时要做好记录。

b、间隔装药：每间隔1.05m安放一药包，药包装药量根据安全距离进行校核确定。

c、反向装药：即设置雷管的炸药包，放置在药包底部，雷管的聚能穴朝向炮孔口部。

（4）堵塞

炮孔回填要用粘性好、干湿适中并掺有少量粉砂的泥土堵塞。与炸药密切接触的回填炮泥，不能用猛力狠冲狠压猛挤；一是防止药卷的最佳密度发生“压死”现象，二是防止用力太猛冲坏雷管脚线。回填炮泥厚度接近炮口部，应将炮泥填紧、填实。

11、安全措施

（1）爆破施工采用封闭式施工，爆破施工区域东侧和南侧靠建筑物侧采用高6m、宽2m的双排脚手架满挂竹笆进行封闭，同时能防护少量飞石对建筑物造成的危害。

（2）炮孔孔口要严格堵塞，确保堵塞长度≥W，堵塞质量要符合规程要求，以控制飞石的距离。

（3）确实控制单响药量，防止爆破振动和飞石等有害效应。

（4）施工前会同居委会和派出所一起，走访周边居民各家，特别最靠近爆点的居民，查清原来房屋墙体的情况，对已有裂纹的作出记录，必要的摄像和拍摄，以防日后发生纠纷。

（5）此次爆破的警戒范围为可视距离200m，200m范围内，撤离所有人员和车辆。

（6）危险区边界设岗警戒，并插上红旗。

（7）放炮前按规定发出警报信号，警报信号要先告示周围居民。

（8）雷雨天、夜晚、能见度差的雾等不得放炮。

（9）爆破起爆时间确定周末或国家法定休息日等学校放假期间，避免警戒清场工作量大。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims

1.一种城镇石方中深孔精确控制爆破方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)爆破参数设计与计算，根据爆破对象确定孔网参数、布孔方式、钻孔深度、装药结构、堵塞长度、起爆网路、微差时间、起爆顺序、炸药单耗量、飞石距离验算和冲击波的安全距离计算；

(2)爆破前的布置，包括布孔、钻孔、成孔验收、装药、堵塞、联网和安全警戒；

(3)爆破以及爆破效果检查；

所述爆破方法中的起爆器材是数码电子雷管；炮孔内设有至少两层药包，同排同层上的药包在同一水平面上，相邻排间药包层错开设置；起爆时采用“V”型顺序从孔底向孔顶，从下往上起爆，即先从爆区中部爆出一个V字形的空间，为后段炮孔的爆破创造自由面，然后两侧同段起爆；所述数码电子雷管的使用流程如下：①雷管注册，②设置雷管延期，③将雷管对号入孔，④网路连接，⑤网路测试，⑥进入起爆流程；所述起爆流程包括，雷管点名、雷管状态测试、充电、起爆；同层的药包孔间和排间起爆延期时隔根据爆破振动时波峰与波谷相互叠加干扰减震的原则计算所得，孔间延期间隔为2ms，排间延期间隔为5ms；层间延期间隔25ms，最后一排孔为光爆孔，危岩爆破完成后100ms起爆。