課題1.4　控制爆破

1.4.1　預裂爆破

進行石方開挖時,在主爆區爆破之前沿設計輪廓線先爆出一條具有一定寬度的貫穿裂縫,以緩沖、反射開挖爆破的振動波,控制其對保留巖體的破壞影響,使之獲得較平整的開挖輪廓,此種爆破技術為預裂爆破。

在工程施工中,預裂爆破不僅在垂直、傾斜開挖壁面上得到廣泛應用,在規則的曲面、扭曲面以及水平建基面等也采用預裂爆破。

1.預裂爆破的要求

(1)預裂縫要貫通且在地表有一定開裂寬度。對于中等堅硬巖石,縫寬不宜小于1.0cm;堅硬巖石縫寬應達到0.5cm左右;但在松軟巖石上縫寬達到1.0cm以上時,減振作用并未顯著提高,應多做些現場試驗,以利于總結經驗。如圖1.28所示。

(2)預裂面開挖后的不平整度不宜大于15cm。預裂面不平整度通常是指預裂孔所形成的預裂面的凹凸程度,它是衡量鉆孔和爆破參數合理性的重要指標,可依此驗證、調整設計數據。

(3)預裂面上的炮孔痕跡保留率應不低于80%,且炮孔附近巖石不出現嚴重的爆破裂隙。

2.預裂爆破主要技術措施

(1)炮孔直徑一般為50～200mm,對深孔宜采用較大的孔徑。

(2)炮孔間距宜為孔徑的8～12倍,堅硬巖石取小值。

(3)不耦合系數(炮孔直徑d與藥卷直徑d0的比值)建議取2～4,堅硬巖石取小值。

(4)線裝藥密度一般取250～400g/m。

(5)藥包結構形式,目前較多的是將藥卷分散綁扎在傳爆線上(圖1.29)。分散藥卷的相鄰間距不宜大于50cm和不大于藥卷的殉爆距離。考慮到孔底的夾制作用較大,底部藥包應加強,約為線裝藥密度的2～5倍。

(6)裝藥時距孔口1m左右的深度內不要裝藥,可用粗砂填塞,不必搗實。填塞段過短,容易形成漏斗,過長則不能出現裂縫。

1.4.2　光面爆破

光面爆破也是控制開挖輪廓的爆破方法之一,如圖1.30所示。它與預裂爆破的不同之處在于光面爆孔的爆破是在開挖主爆孔的藥包爆破之后進行。它可以使爆裂面光滑平順,超欠挖均很少,能近似形成設計輪廓要求的爆破。光面爆破一般多用于地下工程的開挖,露天開挖工程中用得比較少,只是在一些有特殊要求或者條件有利的地方使用。

光面爆破的要領是孔徑小、孔距密、裝藥少、同時爆。

光面爆破主要參數的確定:

(1)炮孔直徑宜在50mm以下。

(2)最小抵抗線W通常采用1～3m,或用下式計算

(3)炮孔間距a,用下式計算

(4)單孔裝藥量。用線裝藥密度Qx表示,即

1.4.3　微差控制爆破

微差控制爆破是一種應用特制的毫秒延期雷管,以毫秒級時差順序起爆各個(組)藥包的爆破技術。其原理是把普通齊發爆破的總炸藥能量分割為多數較小的能量,采取合理的裝藥結構、最佳的微差間隔時間和起爆順序,為每個藥包創造多面臨空條件,將齊發大量藥包產生的地震波變成一長串小幅值的地震波,同時各藥包產生的地震波相互干涉,從而降低地震效應,把爆破振動控制在給定水平之下。爆破布孔和起爆順序有成排順序式、排內間隔式(又稱V形式)、對角式、波浪式、徑向式等(圖1.31),或由它組合變換成的其他形式,其中以對角式效果最好,成排順序式最差。采用對角式時,應使實際孔距與抵抗線比大于2.5以上,對軟石可為6～8;相同段爆破孔數根據現場情況和一次起爆的允許炸藥量而定,裝藥結構一般采用空氣間隔裝藥或孔底留空氣柱的方式,所留空氣間隔的長度通常為藥柱長度的20%～35%。間隔裝藥可用導爆索或電雷管齊發或孔內微差引爆,后者能更有效降震,爆破采用毫秒延遲雷管。最佳微差間隔時間一般取(3～6)W(W為最小抵抗線,單位為m),剛性大的巖石取下限。

一般相鄰兩炮孔爆破時間間隔宜控制在20～30ms,不宜過大或過小;爆破網絡宜采取可靠的導爆索與繼爆管相結合的爆破網絡,每孔至少一根導爆索,確保安全起爆;非電爆管網絡要設復線,孔內線腳要設有保護措施,避免裝填時把線腳拉斷;導爆索網絡聯結要注意搭接長度、拐彎角度、接頭方向,并捆扎牢固,不得松動。

微差控制爆破能有效地控制爆破沖擊波、震動、噪音和飛石;操作簡單、安全、迅速;可近火爆破而不造成傷害;破碎程度好,可提高爆破效率和技術經濟效益。但該網絡設計較為復雜;需特殊的毫秒延期雷管及導爆材料。微差控制爆破適用于開挖巖石地基、挖掘溝渠、拆除建筑物和基礎,以及用于工程量與爆破面積較大,對截面形狀、規格、減震、飛石、邊坡后面有嚴格要求的控制爆破工程。