深孔臺階爆破大塊率較高的原因及控制措施淺析

蒙征江

（貴州新聯爆破工程有限公司， 貴州貴陽 550000）

深孔臺階爆破大塊率較高的原因及控制措施淺析

蒙征江

（貴州新聯爆破工程有限公司， 貴州貴陽 550000）

針對遵義湘江工業園區場平工程3＃山開挖施工過程中，爆破大塊率高，影響土石方開挖施工效率、增加施工成本的問題，分析了設計、施工過程中存在的問題，并針對性提出了分區爆破、加強施工過程管理、根據爆區巖性選取合理的爆破參數、調整裝藥結構等管理和技術措施。實踐表明，所提出的管理和技術措施成功把大塊產生率控制在4%以下，并改善了中深孔臺階爆破效果，提高了爆碴挖裝效率，降低了施工成本同，可為類似工程提供借鑒。

深孔臺階；爆破大塊率；施工管理；分段裝藥

遵義湘江工業園區場平工程3＃山開挖工程位于貴州省遵義市紅花崗區忠深大道旁。設計爆破開挖總量約為230萬m3，最高處開挖深度近70m，業主要求的施工工期為3個月。西側大部分巖體為薄層泥巖、泥灰巖，巖性較軟；靠東側部分巖體為厚層中風化－弱風化白云巖、白云質灰巖，巖性較硬，溶洞較多。

1 爆破施工中存在的問題

遵義湘江工業園區場平開挖工程采用深孔臺階爆破進行施工，鉆孔直徑為90mm，設計的臺階高度為10m。因工期緊、施工任務重，爆破規模都比較大，每次爆破的面積也很寬，經常在跨越兩種不同巖體的區域進行爆破作業，挖裝過程中發現東側區域的爆渣大塊較多，需要挖掘機在裝車時進行篩選，裝車效率較低，而且由于大塊不能直接用于回填，需要進行二次破碎，既影響整體的施工進度，又增加了爆破施工成本。

2 爆破產生大塊的原因分析

2.1 爆破設計相關參數選擇的因素

（1）抵抗線設計和實際施工的差別。爆破設計一般按照理想狀態進行，但在現場的具體操作中有時由于臨空面附近巖石因上次的爆破拉裂作用比較破碎，鉆機無法鉆孔成形，施工人員往后調整鉆機后第一排孔離臨空面距離較設計遠，造成底盤抵抗線過大；施工人員沒有認真測量爆破作業臨空面的臺階坡面角，由于臨空面臺階坡面角與設計不一致，造成底盤抵抗線發生改變（多數是變大）。底盤抵抗線過大時，爆破后第一排孔前的巖體不能完全推出去，對之后的炮孔起到阻礙作用，在這種情況下，爆破就會產生較多大塊。

（2）爆破起爆網絡設計不合理。起爆網絡設計延期時間過大或過小，起爆順序、起爆方向及孔排間起爆方式等不合理都能導致爆破大塊過多。

（3）炮孔排距不合理。由于爆破區域存在兩種不同巖性的巖層，布孔時如果沒有根據不同巖性選取不同孔網參數，容易造成孔排距選取過大，使得單孔負擔的面積過大，導致爆破產生較多的大塊。

（4）炮孔上部填塞段過長或填塞質量不好。施工中如果孔口填塞長度過長或填塞質量不好，將會使得炮孔炸藥能量不足，造成炮眼上部填塞段產生較多的大塊。

2.2 施工質量的影響因素

（1）鉆孔施工質量問題。在擬爆破區域因表層爆破石渣清理不干凈，留下過厚的浮渣，或因地質原因，如鉆孔區域巖體中存在溶洞、裂隙、泥槽、斷裂帶等影響鉆機鉆孔作業，使得有些地方無法鉆孔成形，施工工人人為調整孔位，造成炮孔偏移，炮孔分布不均勻，個別炮孔因間距過大導致爆破后產生較多大塊。

（2）鉆孔深度過深。根據經驗，孔徑為90mm的炮孔，深度為10～12m時爆破效果最好。在孔排距和孔徑確定的情況下，如鉆孔深度過深，在炮孔深部的巖體受到的夾制作用增大，爆破時所獲得的能量不夠導致大塊增多。

（3）盲炮的產生。盲炮在爆破施工中不可避免，是產生大塊從而影響爆破效果的一個重要因素。

2.3 其他影響因素

其他影響因素主要有炸藥因素。

為降低爆破施工成本和加快施工進度，爆破施工采用的主裝炸藥是現場混裝銨油炸藥，起爆藥柱是Φ70mm乳化炸藥。如果孔徑d和裝藥方式、炸藥品種不變，鉆孔深度越深，其深部巖體要實現充分破碎需獲得更大的爆炸能量，在其他參數不變的情況下，根本無法達到這一要求，因此在炮孔中、下部會產生較多的大塊。

3 解決辦法

3.1 施工管理措施

（1）分區域實施爆破。按不同巖性把爆破區域劃分為東西側兩個施工區，每個區域根據巖性特征選擇適合的爆破參數，并嚴格按照爆破設計進行布孔、鉆孔、裝藥、填塞、聯網爆破施工，有效地避免了因爆破參數不合理而產生較多大塊。

（2）加強施工過程管理。在爆破作業中加強現場施工質量管理，爆破技術人員做好技術交底，要求挖運隊伍清理干凈爆渣，提供一個良好的鉆孔作業環境，施工工人要嚴格按照設計的孔網參數進行布孔、鉆孔。此外還要在鉆完孔后仔細檢查孔深是否合格，炮孔有無堵塞，對不合格的炮孔要求重新補鉆，保證每個孔都符合設計要求。裝藥填塞時，不允許發生堵塞的情況存在。

3.2 技術措施

（1）選定合理的爆破參數。根據不同爆區巖性選取適合的抵抗線和孔排距等孔網參數。西側爆區巖性較軟，孔排距適當調大，而東側爆區巖性較硬，且有溶洞，孔排距相應小些。

（2）采用淺孔爆破輔助的技術。在表層輔以淺孔爆破使炸藥爆炸的能量較為均勻的作用于表層巖體，加大表層巖體的破碎程度，能夠有效減少大塊。

（3）在上部填塞段加裝小藥包。在工期緊、施工任務重的情況下可采用在上部填塞段中部加裝小藥包，使上部填塞段巖體充分破碎（見圖1）。

（4）合理增加炸藥單耗。增加炸藥單耗是降低爆破大塊非常有效的手段之一，但是加大炸藥單耗會增加爆破成本，因此應根據開采要求合理調整炸藥單耗，在確保經濟效益的同時獲得良好的巖石破碎效果。

圖1 在上部填塞段加裝小藥包

（5）采用現場混裝炸藥和調整裝藥結構。針對炮孔各段巖體受到的夾制作用不同，在炮孔上、中下部裝各種不同的炸藥，中上部裝普通爆速、低密度現場混裝多孔粒狀銨油炸藥，中下部裝高威力、高爆速、高密度現場混裝乳化炸藥，在不改變其他參數的情況下，有效加大炮孔中下部的炸藥能量，避免炮孔中下部因炸藥能量不足而產生的大塊石。

4 結 論

深孔臺階爆破大塊產生較多有多方面的原因，既有爆破方案設計及現場施工管理方面的原因，也有爆區巖石自身物理性質的原因，因此要綜合分析爆破產生大塊較多的原因，并采取相應措施。

經過對遵義湘江工業園區場平工程3＃山石方深孔臺階爆破產生大塊較多原因的綜合分析，在之后爆破作業中進行有效技術調整，綜合采用加強爆破施工過程管理、調整爆破設計相關孔網參數、采用現場混裝炸藥和調整裝藥結構等技術，成功地把大塊產生的比率控制在4%以下，并且在爆破施工中取得了很好的巖石破碎效果，加快了爆碴挖裝速度，降低了施工成本。

［1］徐玉勝，張 偉.實用深孔爆破采石技術的應用［J］.爆破，2001，12（4）.

［2］翁春林，葉加冕.工程爆破［M］.北京：冶金工業出版社，2004.

［3］饒輝燦，李宏兵，黃琴英.混裝乳化炸藥不耦合裝藥爆破技術的研究和應用［J］.工程爆破，2002，8（4）：79－84.

［4］汪旭光，等.爆破手冊［M］.北京：冶金工業出版社，2010.

2012－05－08）

蒙征江（1975－），男，工程師，從事工程爆破技術及管理工作，Email：mengzhengjiang＠126.com。