坚硬岩石的薄层爆破开挖.pdf

·302· 土岩爆破 坚硬岩石的薄层爆破开挖 TheExcavationofThin in HardRock LayerBlastingSpecial 郭峰张志毅邓志勇 (中国铁道科学研究院，北京100081) 摘要：在硬岩中使用浅孔爆破，如果每个炮孔的装药量太小，则不能破岩；而采用略大的炮 孔装药量就会造成大量的飞石，这是工程爆破中一个难题。实践证明，只有运用合理的爆破参 数和安全防护措施才能很好地将矛盾化解。 关键词：特硬岩；爆破；浅孔 1引言 在深圳市深云村经济适用房基坑的石方爆破工程遇到了既没有受到风化作用又没有受到扰 动的花岗岩岩床，岩石致密完整、坚固性好，f_-15～16，岩石中的石英颗粒中粗坚实，硬度 大，岩石可钻性和可爆性都很差。 在坚硬岩中采用浅孔爆破，需要面对爆破质量和爆破飞石这一难以克服的困难。针对孔 浅、岩石硬，在施工中采用了增加装药、同时起爆、良好填塞、强力防护的爆破技术手段，以 实现爆破破碎和周围环境安全的有机结合。 2增加装药 在特坚硬岩石的条件下，炸药破碎岩石主要作用在于爆炸应力波，因此应该根据爆炸应力 波理论考虑爆破参数。 爆破开挖的高度小，需要的炮孔深度也小，如果每个炮孔的装药量太小，就不能破岩。如 果采用较大的炮孑L装药量就会造成大量的飞石，但在实际操作时必须要保证岩石的有效破碎， 达到爆破破岩的目的，这就不得不增加单位岩石消耗量，相应地将每个炮孑L的装药增加到一定 量，使之在岩石中能够产生足够大的爆炸应力和反射拉应力，将岩石破碎。 特坚硬岩石浅孔爆破钻爆参数的设计计算如下： (1)单耗，参照类似岩石爆破的施工经验，单个小药包、在没有侧向自由面，单耗需达到 石破碎——达到预期的爆破目的。经过分析比较，在现场实际选择单耗q=0．6k∥m3。 药，爆速D／3200m／s，猛度f≥12mm，作功能力V≥260mL。 (3)钻孔直径，采用手风钻凿岩，钻孑L直径为由=38ram。 (4)钻孑L深度，既要考虑超爆不能太多，又要考虑如果炮孔太浅，致使装药量过小，在这 种岩石中难以取得爆破效果。因此选择钻孔深度Z=0．9m。 (5)填塞长度，出于安全考虑和类似控制爆破积累的经验，仍选填塞长度￡。=0．7m。 坚硬岩石的薄层爆破开挖 ·303· 相应的钻爆参数设计计算结果见表1。 表1特坚硬岩石浅孔爆破参数表 Table1 hardrockshallowholedemolition list Special parameter 开挖深度／m 钻孔深度／m 孔距／m 排距／m 填塞长度／m 装药量／kg 单彩kg·m一3 O．7 0．9 O．7 O．6 O．7 0．2 0．6 与同一工程的微风化花岗岩的爆破参数相对比，在坚硬岩石爆破中，孔距和排距比中硬岩 各缩小了15％，而每个炮孔的装药量增加了33％，炸药单耗增加了1倍，达到了0．6kg／m3。 根据同类岩石的爆破经验，这一参数虽然不算很大，但能够把岩石破碎。 3同时起爆 炮孔浅，每个炮孔的装药量仅2009，单独爆炸对于特坚硬岩石来说，爆炸应力波的作用太 小，单个炮孔爆破不能有效地破碎岩石。 针对这一情况，在第1段的设计中采用3—4排几十个炮孔同时起爆，由多个药包(药包 的长径比为6，具有球形药包的特征)一起构成了平面药包点阵，爆炸应力波在介质中相互干 涉，使爆炸应力波的强度超过了岩石的破碎所需的动应力，从而达到了岩石破碎的目的，同时 完成了掏槽的任务。 同时起爆的一个要点是必须使用低段雷管，才能达到爆炸应力波的有效干涉。在比例距离 r0=20的范围内，岩石中爆炸应力波的压应力作用时间在1哪的数量级，包括卸载波也不过 4-35ms)，远远大于应力波作用