路基石方露天爆破孔布置有關問題研究

李增藝

摘要：在高速公路施工項目中，為加快施工進度，多采用露天爆破的方式對路基石方進行處理，然而，由于高速公路施工沿線巖石種類較多，在爆破孔的布置方面需要結合工程項目的實際需要，對等角三角網布孔的優勢加以分析，并根據巖石的不同進行孔距與孔徑的測算，以提高路基石方露天包括效果。

【關鍵詞】路基石方；露天爆破；爆破孔

1. 路基石方露天爆破概述

對于路基石方的露天爆破，相關參數的確定直接影響到巖體破碎程度與飛石、震動、沖擊波的影響范圍，針對以上幾個方面的假設，則需要做好三個方面的保障措施：首先，對巖石的具體特性加以分析，從而確定炮孔的實際分布與參數；其次，根據爆破孔的布置設定藥量裝填劑量與裝藥結構；最后，選擇合適的起爆方式。

2. 路基石方露天爆破的多排等邊三角炮孔布置

通常來講，巖石爆破孔的布置有多種形式，主要以單排孔和多排孔較為常見，其中，為保證爆破過程中的能量均衡分布，在實際爆破中則多使用多排方形布孔、多排矩形布孔、多排三角布孔等方式。相對比來看，多排等邊三角布孔方式的效果和優點較為明顯，首先，多排等邊三角布孔方式能夠實現對炸藥能量的充分利用，由此形成的欠爆區面積最小，具體與下圖所示：

根據圖1中的布孔要求，在炮孔周圍依次向外鉆孔，孔距為a，由此計算，則多排等邊三教布孔的排距則為則為（√3 a）/2，如此計算，則屬于欠爆區的陰影部分面積則利用集合計算的方法可以求得其結果為0.04a^2。

然而，當采用多排矩形布孔方式時，如圖2所示，在孔距依然設定為a的情況下，排距同樣為（√3 a）/2，在相同情況下，單獨一個孔的欠爆區的面積大小依然為0.063a^2。

由此計算，在爆破對象相同的情況下，采取多排等邊三角布孔方式所形成的欠爆區面積要小于多排矩形布孔，該布孔方式能夠保證布孔更加均勻，并同時保證欠爆區和過爆區的面積都較小。

3. 炮孔布置的孔排距分析

在路基石方露天爆破項目施工過程中，孔徑大小需要根據鉆機的大小和巖石特性來確定，例如，在使用潛孔鉆機時，所設定的孔徑多為10cm～20cm，不同孔徑的選擇，將直接影響到爆破效果及爆破所需成本。

首先，在綜合考慮炮孔裝藥量和能量損失的情況下，爆破孔的堵塞長度應大于孔深的1/3，當堵塞深度不足時，將導致爆炸產生的能量無法充分作用于欠爆區，進而造成嚴重的空氣沖擊波、噪聲，爆破產生的碎石直徑偏大，爆破效果較差。根據實踐經驗可以確定爆破孔炸藥裝填量與孔徑、孔深的關系如下：

其次，針對潛孔鉆機在路基石方爆破施工中的裝藥問題，當在炸藥裝填量小于1/4孔深時，將導致爆破目標的斷裂長度較短，大塊度明顯增加，甚至無法實現巖石的碎化。在這種情況下，進行二次爆破產生飛石等安全隱患的可能性大大增加，只能夠采取機械破碎的方式進行處理，這不僅造成了超額的成本支出，也影響了施工工期。因此，為保證路基石方露天爆破的效果，則需要對其孔徑與最低炸藥裝填量加以計算，具體如以下公式所示：

根據Q_m與Q_n的公式可以看出，單孔炸藥裝填量的多少，直接取決于路基石方打孔深度與孔的實際布置情況。例如，通過減少孔排距，可以實現巖石硬度較高、整體性好、單孔炸藥量較多的孔。

4. 常見巖石的孔距與孔徑關系

針對目前高速公路路基石方爆破工程中常見的石灰巖、花崗巖等巖石類型，其孔距與孔徑的關系則存在著一定的差異。

4.1石灰巖的孔距與孔徑關系

作為我國普遍存在的巖石類型，石灰巖的硬度較高，整體性較好，根據Q_m與Q_n的計算結果，在單孔用藥量為0.4kg/m3的情況下，其孔徑a∈[27.345*（D-0.01），44.67（D-0.01）]，計算結果如下表所示：

4.2花崗巖的孔距與孔徑關系

與石灰巖相似，花崗巖同樣具有較高的硬度，以及較好的整體性，因此，單位體積上的用藥量約為0.45kg/m3，由此也可以看出，即便具有相類似的巖石結構，其單位體積上的用藥量也有著一定的差異。根據Q_m與Q_n的計算結果，其孔徑a∈[25.792*（D-0.01），42.113（D-0.01）]，在孔徑設定為7～11cm時，其孔距的對應值應滿足表2中的數據指標。

5. 結束語

路基石方露天爆破普遍采用的多排等邊三角、多排矩形布孔方式，保證了爆破后石塊的破碎度，并且，孔徑與排距的合理設定，能夠有效避免爆破過程中的飛石現象，提高了爆破工作的安全性。然而，根據以往經驗，路基石方露天爆破巖石的多樣性，以及巖石斷層、節理等特殊情況的存在，則需要根據實際情況加以分析，選擇科學的爆破孔布置方案。

【參考文獻】

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