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宽大沟槽爆破的快速施工设计

【摘 要】本文主要讲述4.6m和4.8m两种宽沟槽爆破的设计、施工经验,并通过单位体积爆破成本分析和控制试验,优先选取阿特拉斯D7液压凿岩机钻孔爆破的方法,并在整个项目推广,进行了沟槽爆破,最后,沟槽爆破成本得到了有效控制,取得很好的爆破效果,保证了工期要求。 
【关键词】沟槽爆破;成本分析 
  1 工程概况 
  该区属于辽西低山丘陵的东南边缘,东、南濒临辽东湾,岩性主要以安山岩为主,局部为安山质角砾岩、安山质凝灰岩,属安山岩岩相变化。沟槽爆破开挖岩体分类为Ⅲ类。 
  2 沟槽爆破参数设计 
  钻机选用阿特拉斯140mm高风压潜孔钻机和阿特拉斯D7液压凿岩机,钻孔直径分别为140mm、120mm、102mm和76mm。 
  由于工期紧张,只在小面积沟槽处理时使用手持风动凿岩机做辅助,本文不做讨论。 
  2.1 掏槽爆破设计 
  由于沟槽长度大和工期要求,沟槽不能做正常的顺序爆破,要进行沟槽分段爆破,在每段上分别进行沟槽掏槽爆破后再进行正常沟槽爆破以加快进度保证工期。 
  (1)炮孔直径选取(d) 
  为了加快工程进度,我们采用穿孔速度快的潜孔钻穿孔,采用135mm的钻头,成孔孔径140mm。 
  (2)炮孔钻孔深度和超钻深度 
  掏槽爆破必须一次到位,就要选择较大的超深,设计中心炮孔的超深为2.0m,紧邻中心炮孔的炮孔超深为1.5m。 
  (3)炮孔间距(a) 
  紧邻中心炮孔的炮孔孔距为a=1.5m; 
  (4)单位炸药消耗量(q) 
  由于掏槽爆破没有自由面,炸药单耗远大于正常爆破炸药单耗,现场岩石为Ⅲ类,爆破单耗根据经验暂定为2.0Kg/m3。 
  2.2 孔网参数 
  沟槽宽度为4.8m、深度为5.1米时: 
  设计a=2.4m,b=2.7m,h=0.7m,L=5.8m,炮孔延米方量为V1=4.8×5.1×2.7/(5.8×3)=3.799m3。 
  沟槽宽度为4.6m、深度为3.8m时: 
  设计a=2.3m,b=2.6m,h=0.5 m,L=4.3m,炮孔延米方量为V2=4.6×3.8×2.6/(4.3×3)=3.523m3。 
  设计布孔方式分别使用矩形布孔方式和三角形布孔方式,具体详见图1――沟槽炮孔设计图。 
  3 药量及网络设计 
  Ф140mm和Ф120mm孔径使用乳化炸药时选用Ф110mm药卷,Ф102mm孔径使用乳化炸药时选用Ф90mm药卷,Ф76mm孔径使用乳化炸药时选用Ф60mm药卷。 
  孔深小于5.0m的使用单发雷管,孔深大于5.0m的使用双发雷管。使用的雷管为1~15段的普通等间隔毫秒延期雷管,等间隔延期时间为25ms,每天的沟槽爆破长度必须在150m以上,即使进行分段施工,也必须采用孔外延期+孔内延期的综合延期方式做起爆设计,设计采用两种方式,具体设计见图2。 
  4 积水排放 
  由于爆区积水造成沟槽爆破的钻孔、装药和挖装工作困难,故设计以下3个排水方案以降低生产成本。 
  (1)靠近挖填分界的,从分界位置向内爆破以便爆区积水向填方区自排; 
  (2)从沟底高程低的位置进行掏槽爆破,爆区积水向此集中,待爆碴清出后使用水泵排水; 
  (3)分段施工时从已爆区域使用水泵排水。 
  5 应用分析 
  5.1 孔网参数 
  在试验段使用设计的孔网参数时,在四种孔径下沟槽的单侧超爆宽度如下: 
  5.2 网络设计 
  在施工中先使用图2中左、右两种设计网络进行试验,使用图2右的设计时对沟壁的破坏较小,超爆工程量少,岩石块度利于挖装,可以有效的降低生产成本。 
  5.3 成本分析 
  对两种沟槽施工中四种孔径的各项成本进行分析,确定最佳孔径。 
  以每排3个炮孔为一循环单位计算得出单位工程量成本,单发10m脚线雷管成本以7.5元计。 
  通过成本分析发现,在生产中使用Ф76mm孔径进行沟槽爆破,爆破成本得到了有效控制,同时降低了挖装工程量,取得很好的效果。 
  6 建议与总结 
  本项目沟槽多,长度大,工期紧张,通过本项目的沟槽爆破,得出以下几点总结在以后类似工程中加以借鉴: 
  (1)为保证沟槽爆破效果,炮孔要进行倾斜钻孔,角度为70°~80°,孔底朝向与起爆顺序相反。 
  (2)工期紧张时要进行分段施工,以提高设备和人员效率,降低运营成本; 
  (3)质量控制要求高,要及时处理不合格部位,保证质量; 
  (4)爆区含水时要考虑排水,先从沟底高度低的一端或是挖填界面开始爆破,便于排水以降低钻孔成本、方便挖装,降低生产成本; 
  (5)沟槽爆破首先作试验处理,根据处理效果和成本控制,然后推广应用比较合适的处理方法。 
  参考文献: 
  [1]汪旭光.主编.爆破手册.冶金工业出版社,2010年版, 
  [2]刘殿中,杨仕春.主编.工程爆破实用手册.北京:冶金工业出版社,2003. 
  [3]安徽理工大学弹药工程与爆炸技术教研室.爆炸技术基础.淮南:安徽理工大学出版社,2006. 

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