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1、一 课题资料（1）开挖部位为三峡临时船闸下航道左边坡(如下图)，高程78.00-60.00m，开挖宽度为23m，开挖边坡为1:0.2，岩石为闪云斜长花岗岩。 （2）本人学号为2005101418，故根据老师的要求，开挖部位的范围为桩号5+9706+018 m，岩石的坚固系数为10。（3） 在桩号6+000处的边坡外侧20m为长江大桥的混凝土桥墩及基础。二 主爆破、缓冲爆破设计（一）台阶要素、钻孔形式与布孔方式1台阶要素深孔台阶爆破的要素下图所示。2钻孔形式深孔爆破钻孔形式一般为为垂直钻孔和倾斜钻孔两种，也有个别情况采用水平钻孔。垂直深孔和倾斜深孔的使用条件和优缺点列于下表。垂直深孔与倾斜深孔的
2、比较钻孔形式适用情况优点缺点垂直钻孔在开采工程中大量采用（1） 适用于各种地质条件的深孔爆破；（2） 钻垂直深孔的操作技术比倾斜也容易；（3） 钻孔速度比较快（1） 爆破后大块率比较高，常留有根底；（2） 台阶顶部经常发生裂缝，台阶面固性比较差倾斜钻孔在软质岩石的开采工程中应用比较多，随着新型钻机的发展，应用范围会广泛增加（1） 抵抗线颁布比较均匀，爆后不易产生大块和残留根底；（2） 台阶比较稳固，台阶坡面容易保持，对下一台阶面破坏小；（3） 爆破软质岩石进，能取得很高效率；（4） 爆破后岩堆的开关比较好（1） 钻孔技术操作比较复杂，容易发生夹钻事故；（2） 在坚硬岩石在不采用；（3） 钻孔速
3、度比垂直孔慢从表在可以看出，斜孔比垂直孔具有更多的优点，但由于钻凿斜孔的技术操作比较复杂，孔的长度相应比垂直孔长，而且装药过程易发生堵孔，所以垂直孔仍然用得比较广泛，同时，本设计中的地质条件为闪云斜长花岗岩，属于比较坚硬的岩石，故经过综合考虑，本设计也采用垂直钻孔。3布孔方式根据开挖工程的要求，炮孔布置形式通常分为：单排布孔和多排布孔两种。当开挖工作面较长或较多、台阶高度较大、单排孔爆破能确保有一定的方量且满足装运要求时，在安全允许条件下可采用单排布孔。在工作面少、台阶高度较低、单排孔爆破的爆落方量不能满足挖掘要求时，多采用多排布孔形式。多排布孔又分为矩形和三角形（或称梅花形）两种形式，如图3
4、所示。从能量均匀分布的观点看，以等边三角形最为理想，本设计中也采用三角形布孔形式。（二）炮孔布置参数的确定1台阶高度台阶高度是深孔爆破设计的重要参数。值的选取应综合考虑地质与岩性，开挖强度与进度要求，钻孔、装渣和运输设备的性能及合理配套等条件确定。我国水利水电工程基坑开挖中采用的深孔爆破台阶高度一般为，以居多。本设计中总的爆破高度为，而且之间还要爆破出一个台阶，所以为了方便，分成两次爆破，即第一次为上层取，第二次为下层取。2钻孔直径在水工建筑物基础开挖中，钻孔直径一般不超过；大多取为，在临近建基面、设计边坡轮廓处；孔径一般不大于。本设计中上层取为，下层取为。3底盘抵抗线为了克服爆破时的最大阻力
5、，避免台阶底部出现“根底”，在深孔爆破中，一般都采用底盘抵抗线作为爆破参数设计的依据，而不是用最小抵抗线。式中：为岩石硬度影响系数，一般取，硬岩取小值，软岩取大值；为台阶高度影响系数，参见下表确定。 高度影响系数的确定10121517202225273010085074067060056052047042上层，取，下层，取本设计中的地质条件为闪云斜长花岗岩，属于比较坚硬的岩石，故上层取，下层取代入数值可得： 4超钻深度超深是钻孔超过台阶的部分。超深的作用在于克服底盘阻力，避免残埂，获得符合设计标高且较平整的底盘。如果岩石坚硬、可爆性差，超深应加大；如果岩石松软，超深则小。超深可按下式确定：其中
6、在台阶高度大、岩石坚硬时取大值。此处上层取，下层取，上层，取；下层。5钻孔倾斜角因本设计采用垂直钻孔，故。6孔长可由计算，此处： 7孔距与排距同一排炮孔中相邻两也中心线之间 的距离称为孔距。相邻两排炮孔中心线之间的距离称为排距。合理的孔距和排距是保证形成平整的新台阶面及爆后岩块均匀的前提。一般有：此处上层取，下层取，则： 8堵塞长度确定合理的堵塞长度和保证堵塞质量，对改善爆破效果和提高炸药能量利用率具有重要的作用。深孔台阶爆破的堵塞长度可参考以下综合确定：（1）（2）（3）由（1）：上层：下层： 由（2）：上层：下层：由（3）：上层：下层：综合考虑取：上层：，下层：（三）装药参数的确定1炸药种
7、类本工程采用2号岩石铵梯炸药，即采用的是标准炸药。其爆力为，猛度为，殉爆距离。临界直径为，直径为、处于最佳密度时的药卷爆速约，贮存有效期为6个月。2炸药单耗根据地质岩石为花岗岩，岩石的确坚固系数按学号的倒数第三位加6取得，即取10，查下表：（现代爆破技术第113页、北京理工大学出版社）岩石坚固系数f0.82345681012141620q(kg/m3)04043046050530560606406707可得炸药单耗3每排孔的装药量上层：前排炮孔的单孔药量为： 后排炮孔的单孔药量为：下层：前排炮孔的单孔药量为：后排炮孔的单孔药量为：因为最终确定的装药量必须满足药量平衡原理，即每个炮孔爆除其所承担
8、的一定体积岩石所需的药量必须与最佳堵塞条件下孔内所装入的药量相等，所以此处还要进行对装药密度进行验算。上层：炮孔的单孔装药密度为：下层：炮孔的单孔装药密度为：从而可知：上、下层的装药密度在最佳密度的范围内，满足要求。上层：每排炮孔的装药量为：下层：每排炮孔的装药量为：4总装药量上层：总装药量为：下层：总装药量为：（四）主爆破参数表三 缓冲爆破设计（一）缓冲爆破布置参数1孔径目前，孔径一般工程以为宜。本工程上层和下层的缓冲孔均采用孔径为。2孔距孔距与岩石特性、炸药性质、装药情况、开挖壁面平整度要求和孔径大小有关。孔距一般为预裂孔径的倍，本工程采用3孔长孔长应根据岩石性质确定钻孔超深值，倾斜孔的钻
9、孔长度按下式计算：式中：超深值，台阶坡面角，根据经验则有：，其中为主爆炮孔的直径，。从而上层此处可取，下层可取，代入钻孔长度公式可算得：（二）缓冲爆破装药参数1炸药种类缓冲爆破仍采用2号岩石铵梯炸药，即采用的是标准炸药。2装药不耦合系数缓冲爆破采用不耦合装药结构，其目的是降低炸药爆炸的初始压力，使孔壁周围的岩石不受压缩破坏。不耦合系数随着岩石极限抗压强度的增加而减小。不耦合系数指炮孔半径与药卷半径的比值，该值一般取，此处取为2，即药卷直径为。3装药量上层：缓冲炮孔的单孔药量为：下层：缓冲炮孔的单孔药量为：上层：缓冲炮孔的总装药量为：下层：缓冲炮孔的总装药量为：4.缓冲爆破参数表四 预裂爆破设计
10、（一）预裂爆破布置参数1孔径目前，孔径主要是根据台阶高度和钻机性能来决定。对于质量要求高的工程，采用较小的钻孔。一般工程直径以为宜。本工程采用孔径为。2孔距孔距与岩石特性、炸药性质、装药情况、开挖壁面平整度要求和孔径大小有关。孔距一般为孔径的倍。质量要求高、岩质软弱、裂隙发育者取小值。本工程采用3孔长孔长应根据岩石性质确定钻孔超深值，倾斜孔的钻孔长度按下式计算：式中：超深值，台阶坡面角，一般预裂孔的超深应大于主爆炮孔底部的垂直向破坏半径，根据经验则有：，其中为主爆炮孔的直径，。从而上层此处可取，下层可取，代入钻孔长度公式可算得：（二）预裂爆破装药参数1炸药种类预裂爆破仍采用2号岩石铵梯炸药，即
11、采用的是标准炸药。2装药不耦合系数预裂爆破均采用不耦合装药结构，其目的是降低炸药爆炸的初始压力，使孔壁周围的岩石不受压缩破坏。不耦合系数随着岩石极限抗压强度的增加而减小。不耦合系数指炮孔半径与药卷半径的比值，该值一般取。此处取为。3线装药密度单位长度炮孔的平均装药量。影响预裂爆破参数的因素复杂，很难从理论上推导出严格的计算公式，以经验公式为主。随岩性的不同，预裂爆破的线装药密度一般取为，此处取为。4装药结构（1）堵塞段。堵塞段的作用是延长爆生按气体的作用时间，且保证孔口段只产生裂隙缝而不出现爆破漏斗，对深孔爆破该段长一般取。此处取。（2）孔底加强段。段长大体等于堵塞段。由于孔底受岩石夹持作用，
12、故需用较大的线装药密度。此处与堵塞段长度取一样，即为。（3）均匀装药段。该段一般为轴向间隔不耦合装药，并要求沿孔轴线方向均匀分布。轴向间隔装药须用导爆索串联各药卷起爆。为保证孔壁不被粉碎，药卷应尽量置于的中心。国外一般用炮也中心定位器定位，国内一般是将药及导爆索绑于竹片进行定位。5预裂爆破参数表四、起爆网络设计（一）爆破起爆网络参数1起爆材料炸药仍采用标准炸药。起爆器材包括各种雷管、用来引爆雷管或传递轰波的各种材料。本工程主要有电雷管、导爆索。其中电雷管采用毫秒延迟电雷管。电雷管是由电气点火装置点火引爆正起爆药雷水汞或迭氮铅，再激发副起爆药产生爆轰。正起爆药外用金属加强帽封盖。导爆索的爆速不低
13、于，线装药密度为。2连接方式本工程采用电力起爆的连接方式。即对群药包一次赋能起爆，并根据工程要求，达到准爆、齐爆或微差起爆的目的。采用的基本形式为串联法和并联法。3起爆方式采用起爆，即电源通过电线输送电能激发电雷管，继而起爆炸药的方法。起爆网络图如下图所示： 五、安全控制设计（一）爆破地震波验算衡量爆破地震强度的参数包括位移、速度、加速度等，实践表明质点峰值震动速度与建筑物的破坏程度具有较好的相关性，因此国内普遍采用质点峰值震动速度安全判据，我国GB6722-2003爆破安全规程对某些建（构）筑物的允许质点峰值震动速度作了具体规定，质点峰值震动速度用下式计算：式中：为质点峰值震动速度，；为药包
14、形状系数，欧美等国家的值通常取，我国和前苏联一般取为；为最大单响药量，；为爆心距，即测点到爆源中心距离，；、为与地质条件、爆破类型及爆破参数有关的系数，可按下表取值：有同岩性的、值岩性坚硬岩石中等坚硬岩石软弱岩石本工程验算对象为大桥基础混凝土和桥墩，取为50，为3，爆心距取最小的20m.代入数据可得：值在范围内，故上层爆破满足要求，从而下层爆破也满足要求。（二）爆破空气冲击波的防护GB6722-2003爆破安全规程规定，为确保作业人员安全，由下式确定爆炸空气冲击波对掩体内避炮作业人员的安全距离：式中：为空气冲击波对掩体内人员的最小安全距离，m；为一次爆破装药量，kg，秒延迟爆破时，按各延迟段中最大药量计算，当采用毫秒延迟爆破时，按一次爆破的总药量计算。本工程中：上层中一次爆破最大的总药量为：下层中一次爆破最大的总药量为：故：（三）爆破飞石的防护爆破飞石对临近爆区的长江大桥混凝土及基础等设施会产生危害性的影响，为使爆破飞石得到安全控制，采取下述措施：1对钻孔爆破，目前尚无公式计算飞石安全距离。GB672-2003爆破安全规程对飞石安全距离仅规定了最小值，深孔爆破个别飞石对人员最小安全距离是不小于300m。2在爆破飞石最小安全距离内布设的现场固定生产设施，进行可靠的防飞石的安全防护。3按批准的最小爆破安全距离，划定爆破安全竟警戒线，并埋设警戒线标识牌。
