蔣英
摘要:預(yù)裂爆破是一種常用于大劈坡和開(kāi)挖深槽控制設(shè)計(jì)邊線的爆破。其特點(diǎn)是在開(kāi)挖區(qū)爆破前,沿設(shè)計(jì)開(kāi)挖線先炸開(kāi)一條寬1~4cm的裂縫面,從而將爆破開(kāi)挖區(qū)傳來(lái)的能量消減70%,減輕保留區(qū)的震動(dòng),切斷爆區(qū)裂縫向保留區(qū)擴(kuò)展,保證設(shè)計(jì)邊坡的穩(wěn)定和平整。文章根據(jù)在日常生活中經(jīng)常遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析和研究,闡述了影響預(yù)裂爆破效果的因素以及爆破的參數(shù)設(shè)置、質(zhì)量的控制標(biāo)準(zhǔn),以解決在不同的復(fù)雜條件下爆破技術(shù)的順利運(yùn)用。
關(guān)鍵詞:土石方開(kāi)挖;預(yù)裂爆破;爆破參數(shù);質(zhì)量控制;預(yù)裂縫
1 預(yù)裂縫形成的機(jī)理及預(yù)裂爆破施工的技術(shù)要點(diǎn)
1.1 預(yù)裂縫形成的機(jī)理。預(yù)裂爆破是一種不偶合裝藥結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是孔壁和藥包間留有環(huán)狀的間隙,這個(gè)間隙的存在一是消減了爆壓峰值,二是為孔與孔之間提供了聚能的空穴。這樣,由于巖石的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其抗拉強(qiáng)度(其比值約為20~40),故削減后的爆壓峰值,不會(huì)使孔壁產(chǎn)生明顯的壓縮破壞,只有切向拉力使炮孔四周形成裂紋。
1.2 預(yù)裂爆破施工的技術(shù)要點(diǎn)。(1)炮孔直徑與不偶合系數(shù)的控制:孔徑通常為50mm~200mm。淺孔爆破用較小的孔徑,深孔爆破用較大的孔徑??讖脚c藥包之比稱不偶合系數(shù),其值一般選用2.0~4.0為宜。(2)炮孔孔距與巖石特性、裝藥情況、縫壁平整度要求和孔徑大小相關(guān)??拙喑H】讖降?~12倍為宜??讖叫∪≥^大的倍數(shù),孔徑大取較小的倍數(shù)。巖石均勻完整取較大的倍數(shù),反之取較小的倍數(shù)。當(dāng)然對(duì)十分破碎的巖石,孔距和孔徑比可能要小于8才會(huì)得到滿意的預(yù)裂效果,而對(duì)十分均勻完整的巖石,孔距和孔徑比可能取大于12時(shí)才會(huì)得到滿意的預(yù)裂效果,孔距的大小要根據(jù)具體情況并經(jīng)爆破試驗(yàn)來(lái)確定其最佳值.(3)線狀分散裝藥,藥包結(jié)構(gòu)采用間隔裝藥(見(jiàn)圖1),為克服孔底巖石的夾制作用,孔底藥包一般采用線裝藥密度的3~5倍。用于預(yù)裂爆破的單位長(zhǎng)度的裝藥量稱為線裝藥密度,通常取250~420g/m,或用下式估算:
2 預(yù)裂爆破過(guò)程中影響其效果的主要原因
2.1 工程所需要爆破的巖石的物理屬性和所處的地質(zhì)特點(diǎn)。 爆破參數(shù)的取得與所要爆破的巖石的物理性質(zhì)和地質(zhì)條件有很大的關(guān)系,所以,在進(jìn)行預(yù)裂爆破設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該取得所要爆破巖石的確切的物理性質(zhì)參數(shù),這樣才能取得準(zhǔn)確的預(yù)裂爆破技術(shù)參數(shù)。
2.2 不耦合的作用因素。說(shuō)到的不耦合的作用,就是利用在進(jìn)行工程裝藥時(shí),藥和炮孔壁的縫隙,這樣可以降低在炸藥爆炸時(shí),它作用于炮孔壁上的剛開(kāi)始的壓力。通常來(lái)講,這個(gè)系數(shù)在2~4之間,作用都會(huì)不錯(cuò)。如果可允許的線裝藥密度處在一個(gè)適當(dāng)范圍內(nèi),那么不耦合系數(shù)也可以隨著炮孔距的減少,而適當(dāng)加大一些。
2.3 裝藥的形態(tài)。為了保證細(xì)長(zhǎng)藥卷之間間隔裝藥起爆的可靠性,炮孔內(nèi)沿著全部長(zhǎng)度必須都要覆蓋導(dǎo)爆索,考慮到炮孔底部的夾制,一般來(lái)講,炮孔底部的藥量適當(dāng)加到2~3倍。
2.4 進(jìn)行預(yù)裂時(shí)的炮孔和主要炮孔在起爆時(shí)間上間隔的時(shí)間。確保起到減震的作用,預(yù)裂孔應(yīng)該超前于主爆孔的時(shí)間起爆,預(yù)裂孔和主炮孔起爆時(shí)間的間隔應(yīng)該大于等于100ms,如果巖石含水量高或者比較松軟,預(yù)裂孔的起爆時(shí)間可提前50~100ms。
2.5 所鉆孔的質(zhì)量高低。鉆孔要求鉆到一個(gè)平面上,垂直于鉆孔的平面偏差應(yīng)該小于20cm。在孔底部分,要求在一條直線,上下的偏差應(yīng)該小于等于15cm。
2.6 預(yù)裂孔的深度。預(yù)裂孔的作用是削弱應(yīng)力波的作用,并且減輕地震的效應(yīng)對(duì)巖壁的影響,所以,預(yù)裂孔的深度一定要超過(guò)主裂孔的深度。
2.7 孔口堵塞時(shí)的長(zhǎng)度。如果我們堵塞的長(zhǎng)度很短或者裝藥時(shí)裝得過(guò)多,就會(huì)造成孔口變成為類似于漏斗那樣的形狀;如果我們堵塞時(shí)的長(zhǎng)度太長(zhǎng)或者裝藥時(shí)裝得過(guò)少,又會(huì)造成在頂部很難產(chǎn)生一條完整的預(yù)裂縫,所以一般來(lái)說(shuō),我們把堵塞的長(zhǎng)度控制到孔徑的12~20倍。
3 爆破參數(shù)
3.1 中深孔爆破??籽壑睆揭〉?0mm??籽鄣纳顪\和臺(tái)階的高低有很大關(guān)系,一般來(lái)講,我們把臺(tái)階的高度取到5~7m,那么孔眼深度就是是1.1×臺(tái)階高度,通??拙嗳〉?.0w。
3.2 淺眼爆破。孔眼直徑要取到40mm;孔眼的深淺和臺(tái)階的高低有很大關(guān)系,一般來(lái)講,我們把臺(tái)階的高度取到5~7m,那么孔眼深度是0.2×臺(tái)階高度,通??拙嗳〉?w。
3.3 布孔方式。中孔和深孔采用梅花形的布孔,淺眼采取均勻原則分散布孔,相鄰排在深孔之間。
4 裝藥結(jié)構(gòu)與起爆
4.1 裝藥階段
4.1.1堵塞段參數(shù)。我們堵塞炮筒的目的是為了加大爆裂氣體所作用的時(shí)間,而且可以保證在孔口段只產(chǎn)生裂縫,而不會(huì)出現(xiàn)漏斗狀,通常情況下,選取0.5~1.5m。
4.1.2孔底加強(qiáng)段的參數(shù)。這個(gè)段長(zhǎng)要基本和堵塞段的段長(zhǎng)一樣。因?yàn)榭椎讜?huì)受到巖石的一個(gè)加持作用,所以線裝藥密度會(huì)需要加大。
4.1.3均勻裝藥段的參數(shù)。一般是沿著軸向間的不偶合的裝藥,而且是沿著孔軸的方向均勻的一個(gè)分布。軸向之間,間隔裝藥必須嚴(yán)格用導(dǎo)爆索來(lái)把各藥卷串聯(lián)起來(lái),這樣才可以達(dá)到起爆的目的。在國(guó)外,經(jīng)常采用的是炮孔中心定位器來(lái)定位,在我國(guó),一般是把藥卷和導(dǎo)爆索一起綁在竹片上來(lái)進(jìn)行藥卷定位。
4.2 起爆階段。通常情況下,都用導(dǎo)爆索進(jìn)行起爆,而且采取的方法是分段并聯(lián)法。預(yù)裂孔如果與主爆孔在同一網(wǎng)路起爆的話,那么預(yù)裂孔應(yīng)該超前第一排主爆孔85~100ms起爆。
4.3 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。在預(yù)裂面上形成的地表裂縫的寬度,新壁面的平整程度,預(yù)留的孔痕的百分比和減震效應(yīng)的百分比,都可以來(lái)判斷預(yù)裂爆破的效果。
4.3.1預(yù)裂面上的地表裂縫寬度應(yīng)該大于等于1cm。
4.3.2新壁面的上下的起伏差,允許為最大上下15cm。
4.3.3預(yù)留的孔痕的比例,如果在硬巖上,允許大于等于80%,如果在軟巖上,允許大于等于50%。
4.3.4在預(yù)裂爆破時(shí),所產(chǎn)生的地震效應(yīng),必須要達(dá)到在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)其降震的百分率的要求。
5 爆破效果
通過(guò)大量的模擬爆破實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)爆破的經(jīng)驗(yàn),可以確定工地的爆破時(shí)采用的參數(shù),節(jié)省了很多財(cái)力,取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益,也不浪費(fèi)人員和設(shè)備,并保證了他們的安全。
6 結(jié)語(yǔ)
采用預(yù)裂爆破技術(shù),可以很好地解決爆破強(qiáng)度和人員安全的矛盾,滿足土石方開(kāi)挖中對(duì)爆破的技術(shù)要求。但是隨著開(kāi)采深度在以后的工程中還會(huì)加大,我們需要對(duì)所有因素都考慮周全。
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(作者單位:大連安業(yè)爆破工程有限公司)