宽孔距深孔微差控制爆破施工工法

'宽孔距深孔微差控制爆破施工工法*************公司申报时间:目录一、该工法与小孔距浅孔台阶爆破相比有如下特点和效益:2二、宽孔距深孔爆破原理2三、爆破参数选择3四、爆破网路设计5五、施工工艺6六、工程实例8 宽孔距深孔爆破施工工艺，是在深孔爆破技术的基础上，采用加大布孔间距及钻孔深度，合理的装药结构(间隔分段装药)应用非电起爆系统，以非电导爆管的特点，只用2━3个段别，组成孔内、孔外延期起爆网路，一次可起爆多排甚至几十排的爆破工艺。该爆破工艺在沪宁高速公路及南京友谊路路堑石方开挖推广应用中取得了较好的经济效益和社会效益，改变了过去在大型石方爆破中沿用的小孔距、浅孔小台阶爆破的作业方法。一、该工法与小孔距浅孔台阶爆破相比有如下特点和效益:1、钻孔凿岩时间减少,一次起爆量大(一次能起爆多排，甚至几十排炮孔)，爆堆集中且利于装运。2、工效明显提高，与小孔距浅眼小台阶爆破相比工效提高40%。3、大大改善了石方破碎效果，减少二次解小工作量约50%，保证了工程质量,降低成本约35%。4、控制了爆破飞石，确保了施工安全，减少一些不必要的安全防护工作。5、能在有杂散电流、静电、射频电或雷电干扰的爆区环境无法进行电爆起爆的情况下正常安全施爆，加快了工程进度。6、采用非电导管爆管起爆系统网路，提高传爆可靠性，安全性好，瞎炮率大大降低。7、经测试微差爆破的地震效应比齐发爆破降低三分之一至三分之二，因而大大降低爆破副作用对周围环境的影响。二、宽孔距深孔爆破原理㈠基本要求我们通常将孔径在50mm以上及深度在5m以上的钻孔称为深孔，一般是在台阶上或事先平整的场地上进行钻孔作业，并在深孔中装入延长药包进行爆破。宽孔距深孔爆破必须满足不同开挖的工程技术要求，即能全面改善爆破质量,又要改善爆破技术经济指标，降低工程成本基本上无不合格的大块，无根底，爆堆集中和具有一定松散度，能满足铲装设备高效率装载的要求，并且降低爆破的有害效应，减少后冲、后裂和侧裂，降低爆破地震、噪声、冲击波和飞石的危害。改善爆破技术经济指标(指提高延米爆破降低炸药单耗)，并在改善破碎质量的前提下，使钻孔、装载运输和机械破碎等后续工序发挥高效率，使其工程综合成本达到最低，采用宽孔距深孔微差爆破工艺能保证上述施工要求的同时，使其工程的综合成本达到最低。㈡原理从布孔方式看，多排布孔一般有方形、矩形及三角形(即梅花形)三种布孔方式，从能量均匀分布的观点看，以等边三角形布孔最为理想，为了改善爆破质量而且可以增大爆破规模以满足大规模开挖的需要，目前多采用为了增加一次爆破量广泛推广大区多排孔微差爆破技术。采用宽孔距深孔布孔，与过去沿用的小孔距、浅孔小台阶爆破工艺相比，由于合理的加大孔间距(根据公式a=mw1，a━孔距，m━密集系数，w1━底盘抵抗线)一次起爆相同的工程量，大大的降低了钻孔工作量，并且减少重复超深钻孔和造成根底岩石得不到有效的破碎，从而提高了工效，使其工程的综合成本达到最低，但要注意:过大的底盘抵抗线会造成根底多，大块率高，后冲作用大；过小则不仅浪费炸药，增大钻孔工作量而且岩块易抛散和产生飞石危害。因此，在考虑上述因素的同时，尤其是大区多排孔微差爆破，第一排孔往往由于底盘抵抗线过大，应选用较小的密集系数，以克服底盘的岩石阻力。 合理的孔深在保证堵塞质量的前提下，对改善爆破效果和提高炸药量利用率具有重要作用，过去沿用的小孔距浅孔小台阶爆破，钻孔的有效利用率(减去堵塞长度)只占1/3～2/3，堵塞长度过长将会降低延米爆破量，增加钻孔费用，而且炸药集中在底部，因而造成中部和上部的岩石得不到有效的破碎，大块率高且易产生飞石。合理的堵塞长度能降低爆炸气体能量损失和尽可能增加钻孔装药量。合理的装药结构是改善和提高爆破破碎的有效途径，尤其是多排孔微差爆破和宽孔距效果更好，当孔深不大于18米时，采取分段间隔装药(一般2━3段为宜)，中间用空气或炮泥隔开。以避免炸药过于集中在深孔下部，从而使炮孔中部和上部岩石获得良好的破碎效果，减少由于塌落而形成的大块，深孔最下一段装药量可占总装药量的50%━70%。由于宽孔距深孔微差爆破工艺，创造性的开发应用，并以四通为联接件的环形起爆网路，楔形微差爆破网路等以非电导爆管雷管起爆系统，经过合理的孔内和孔外微差设计，延期间隔时间是十几毫秒到几十毫秒，由于前后相邻药包爆炸起爆时间间隔极短，致使各药包造成的能量相互发生影响而产生一系列良好的效果:①加强了入射波(压缩波和反射拉伸波)在自由面方向的破碎岩石的作用)。使爆破能量充分利用破碎岩石，从而减少二次解小工作量，提高工效40%。②后起爆的岩体朝向新形成的补充自由面飞散产生相互碰撞，充分利用动能产生补充破碎效果，降低工程成本35%，并可使爆堆比较集中而不产生飞散较远的碎块，从而避免了飞石，确保爆破安全，提高了装铲能力。③由此产生的震波能量是分散的，经测试微差爆破比齐发爆破的地震效应可降低1/3～2/3，因而大大降低爆破副作用对周围环境的影响，有利于生态环境保护。三、爆破参数选择H为台阶梯段高度；W1为前排钻孔的底盘抵抗线；L为钻孔度；L1为装药长度；L2为堵塞长度；L3为装药间距长度；h为超深；α为台阶坡面角；b为排距；B为台阶上眉线至前排孔口的距离；W为炮孔的最小抵抗线，W1为底盘抵抗线。图1台阶要素示意图 选择爆破孔网参数，要结合爆破的目的和技术要求，并根据岩石的性质及现场实际情况合理正确的选用，并在现场试爆后调整到最佳效果。㈠钻孔形式:深孔爆破钻孔形式分为垂直钻孔和倾斜钻孔，从爆破的效果看以倾斜钻孔为宜。㈡布孔方式:从能量均匀分布的原理看，以等边三角形布孔最为理想。㈢深孔爆破参数a、台阶梯段高度H:台阶高度主要考虑为钻孔、爆破和铲装创造安全和高效率的作业条件，一般情况下选用梯段高度在12～18米为宜；b、钻孔直径d:选用CLQ-15潜孔钻机钻孔直径d=100～150mm；c、钻孔角度:选用α=75°；d、孔深L:按经验公式L=H/sinα+h米；e、超深h:0.5米～1米，(平台不得超深)，当岩石松软时取小值，岩石坚硬时取大值。f、底盘抵抗线W1或排距b:①根据钻孔作业的安全条件W1≤Hctgαa+β(H≥2.5～3m)②按台阶高度W1=(0.6～0.9)H根据经验和公式取4～4.5米；g、孔距a:①按公式a=MW底，M━密集系数，通常M值大于1.0，在宽孔距爆破中更大一些，根据经验取a=4.5米。②根据排距与孔距的关系，b=a·sinα60°=0.866a;h、单位耗药量q:根据经验和查表可得q=0.45～0.6kg/。风化岩石取小值，坚硬岩石取大值；i、装药量Q:多排孔爆破的第一排孔的每孔装药量按下式计算Q=q·a·W底·H；多排孔爆破的第二排孔起，以后各排的每孔装药量Q=k·q·a·b·H，K━━考虑受前排各排孔的岩体阻力作用的增加系数，一般取1.1～1.2；j、堵塞长度L2:合理的堵塞长度应能降低爆炸气体产物能量损失和尽可能增加钻孔装药量，对改善爆破效果和提高炸药能量利用具有重要作用，一般堵塞长度不小于W底的0.75倍或20～40倍孔径，根据经验取4.5～5.0米；K、间隔长度L3:为避免装药过于集中在深孔的底部，改善炮孔中部和上部的岩石破碎效果采取间隔装药，根据经验L3取2.5～4.5为宜。岩石松软时取大值，岩石坚硬时取小值。L、微差时间:合理的微差爆破间隔时间对改善爆破效果与降低地震效应具有重要作用。微差间隔时间过长则可造成先爆孔破坏后爆孔的起爆网路，过短则后爆孔可能因先爆孔未形成新的自由面而影响爆破质量。 ①按公式△t=KpW底(24-f)，式中:△t━━微差间隔时间ms;kp━━岩石裂隙系数，一般取0.5～0.9，对于裂隙少的取小值，裂隙发育的岩石取大值。f━━岩石坚固性系数。②根据经验:一般微差间隔时间取25～50ms。四、爆破网路设计㈠起爆方法:采用非电导爆管雷管起爆系统，三角形(梅花形)布孔对角起爆法或V型起爆法，以形成小抵抗线宽孔距爆破，使深孔实际密集系数增大到3-8，以确保岩石破碎质量。图2三角形布孔对角微差起爆法图3:三角形布孔V型微差起爆法㈡爆破网路:除上述布孔和起爆方法外，也可采用矩形布孔，形微差爆破网路。图4楔形微差爆破网路a━网路形式b━起爆方法采用上述网路设计有以下特点:1、一般情况下，在同样孔数的微差爆破中，它的微差分段数要超过其它联接方法的分段数，可以降低爆破震动效应，改善爆破破碎质量。2、它相当于实现了各排的孔间微差爆破，后冲小，向自由面抛掷作用较小，有利于下一循环的穿爆作业。3、结合采用四通联接的环形起爆网路(见图5)图5:采用四通连接的环形起爆网路 省去大部分爆破现场的地表雷管，提高传爆可靠性，安全性好，但要求操作人员技术熟练程度高。另外选择微差间隔时间还需注意下列因素:1、岩石的性质包括岩石的致密程度，裂隙的发育程度。在硬岩中宜采用较短的间隔时间，软岩中采用较长的间隔时间。2、最小抵抗线、孔距、排距等孔网参数越大，所取间隔时间也应越长。3、注意起爆方式孔间微差的间隔时间应比排间微差的短。4、要慎重考虑导爆管的附加延期时间，由于导爆管的爆速不大于2000m/s，即导爆管的每米传爆时间在0.5ms以上，应注意微差爆破的首段时间，当首段药包爆破后将产生飞石、空气冲击波和地震等，一般爆破飞石速度小于100m/s，冲击波速度不大于1400m/s。均小于导爆管的爆速，但地震波传播速度可高达5000m/s，远大于导爆管的爆速，这就可能导致由于地震波的作用使尚未传播的导爆管网路受损而影响稳定传爆从而引起瞎炮，为防止这一情况的发生，应保证在首段药包起爆前，导爆管已传爆了网路最远点雷管，这就需要选择恰当的首段雷管的段数，确保爆破网路的安全稳定传爆。5、由于目前厂家生产的导爆管、非电毫秒雷管都有一定的段差，而且各不一样，所以说间隔时间不能任意选择。应在现场进行小范围试爆后，然后调整到最佳效果。6、在选择孔网参数时，微差爆破第二排及以后各排孔采用小排距，大孔距更能增加岩石的破碎程度，降低大块率。在变化排距和孔距时，应尽使每孔承担的爆破岩体体积不变，即:W底×a=常数。五、施工工艺(一)、施工工序宽孔距深孔微差控制爆破的施工作业程序可参照图表1进行。图中作业项目的内容是必须做到的，实际施工作业可视爆破工程的重要性、作业地点，爆区周围环境的复杂程度和施爆对象的爆破难易程度等具体情况作必要的增减。(二)宽孔距深孔微差控制爆破一般作业程序图(表1)。 (三)、施工机具设备该工法应用的机具设备有:潜孔钻机、空气压缩机、经纬仪、水准仪，起爆器。(四)、劳动组织单机跟班作业人员(一台潜孔钻、一台空压机)由10～15人组成。 爆破总指挥1人。负责爆破工作的组织领导及安全工作。爆破副指挥兼技术负责人1人。负责爆破施工组织设计，施工技术措施、安全防护措施等工作。测量放线工3人。负责炮孔布置、钻孔角度、孔位标高及装药长度、间隔长度和堵塞长度测量及警戒等工作。凿孔爆破工6人。负责钻孔、药包加工、炸药和起爆材料领取及检测、起爆网路连接与检查，炸药填塞等工作。力工3人，负责填塞炮孔，协助凿孔爆破工凿岩钻孔及做好安全警戒工作。六、工程实例(一)、高等级公路路堑石方开挖该工法在沪宁高速公路G2标段7个石方开炸区的推广应用中，仅对该标段的K264+156～500(石门堰水库)和K265+240～720(珠山)两个爆区为例:该爆区的石方均为风化岩，其中软岩石占58%，次坚岩占29.8%，坚岩占12.2%，软质岩主要为粉砂质泥岩，次为泥岩及粘土岩。硬质岩除有灰岩石英砂岩等沉积岩外，尚有粗安岩，花岗闪长斑岩及闪长玢岩。最大开挖高度47.2米。珠山爆区距宁杭公路最近点约150m，距南京电子管厂仓库最近点约20米，离高压输电线(1.1万伏)最近点不足20米，爆区环境较为复杂，另外根据沪宁高速公路《技术规范》要求，对用于填筑路基的石方粒径不得大于每层填厚的1/3，即石方爆破粒径控制在15厘米以内。根据该爆区的实际情况，采用了宽孔距深孔微差控制爆破工艺，三角形和矩形布孔，非电导爆管微差起爆系统，楔形微差爆破网路，孔网参数选择见下表:宽孔距深孔微差控制爆破参数表:宽孔距深孔微差控制爆破参数表序号项目符号单位参数备注1梯段高度HM12～162钻孔直径dM1503钻孔角度a度754孔深LMH/sina+h平台不得超深5超深hM岩石松软时取小值，岩石坚硬时取大值6最小抵抗线或WbM4-4.57孔距dM4．5～5.58单位耗药量qkg／m30.45-0.6岩石松软时取小值，岩石坚硬时取大值9装药量QkgQ=qaw底H第二排以后每孔增加系数K=1.0--1.210堵塞长度L堵M4.5-511间隔堵塞长度L堵M2.5一4.512微差时间tM25-50该爆区爆后石方粒径控制达到了设计和规范要求，爆破地震波、冲击波及爆破飞石得到了有效控制，匀达到设计要求，并在保证安全的前提下，提前开工一个月。(二)、经济效益和社会效益 在沪宁高速公路G2标段推广应用，取得了较好的经济效益和社会效益，该标段石方爆破工程量约92万方，占全段路基工程量的85%。对全段工程能否顺利完成至关重要，采用该工法后，与过去沿用的小孔距浅孔小台阶爆破工艺相比:①在不拆除高压线的情况下，提前工期30天；②有效地控制了石方爆破粒径，确保工程质量,降低工程成本约72万元；③控制了爆破飞石，确保了施工安全；④提高工效40%，加快了施工进度；⑤减少了地震波对周围环境的影响，确保沿线企事业单位、居民生活工作正常;⑥为国家节约能源(节约炸药36吨，导火索1.8万米，钢材1.6吨)；该工程质量得到了交通部及沪宁高速公路专家评审组的高度评价，评语为“国际先进，国内第一。”该工艺技术1994年度获中建八局机械化施工公司科技推广一等奖，中建八局二等奖，中建总公司QC成果三等奖，南京市科技二等奖。“论文”编入《中建总公司“八五”科技汇编》中。注:主要完成者人数最多不得超过五人；表中内容填写不下的，可另加附页。经济效益或社会效益:在沪宁高速公路G2标段应用中，这在我公司石方爆破施工中尚属首次，该段石方爆破工程量占路基工程量的85%，对全段工程能否顺利完成至关重要，采用该工法后:①在不拆除高压线的情况下提前工期30天。②有效地控制了石方粒径，确保工程质量,降低成本约72万元。③控制了爆破飞石，确保了施工安全。④提高工效40%，加快了施工进度。⑤减少地震波对周围环境的影响，确保沿线企事业居民生活和工作正常。⑥为国家节约能源(节约炸药36吨，导火索1.8万米，钢材1.6吨)。⑦培养了一批爆破工程技术人员，填了这方面的空白，提高了企业的知名度，为以后承担大型复杂的石方工程奠定了良好的基础。⑧该工程质量得到了交通部的高度评价，评语为:“国际先进，国内第一。”工程应用情况及推广应用前景:该工艺技术在沪宁高速公路92万路堑石方爆破和南京友谊路路堑开挖石方爆破中工程先后推广应用。我局承担的沪宁高速公路G2标段，全长8KM，路基开挖石方约92万，且所有石方用于路基填筑，根据沪宁高速公路《技术规范》要求，对用于填筑路基的石方粒径不得大于每层填厚的1/3(即石方粒径控制在15cm以内)，沿线经过地段地形复杂，且多处穿过3.5万伏，1.1万伏高压输电线，沿线7个石方爆破区，离民房最近点不足30m，针对该标段石方爆破技术要求高和爆区环境的复杂性，我们推广应用该工法爆破工艺，解决了工程中的实际问题:①解决了高压线无法拆除的情况下不能电破作业的难题，在保证安全的前提下提前开工一个月。②了减少石方爆破二次破碎工作量，提高工效40%。③避免了爆破地震波对周围环境的影响，受到了省、市高速公路指挥部和当地政府、沿线居民的一致好评。④降低工程成本约35%(石方爆破部分)。该工艺技术推广前景广阔，已在南京友谊路和福建三明机场石方开挖工程中推广应用，并取得了很好的经济效益。工法内容简述:该工艺是在深孔爆破技术的基础上，应用非电起爆系统，以非电导爆管的特性，组成孔内，孔外延期起爆网路，一次可起爆多排的爆破工艺，采用该爆破工艺后，工效明显提高（与原来的小孔距浅孔小台阶爆破相比工效提高40%），大大改善了石方破碎效果，大块率降低10%，控制了爆破飞石，确保施工安全。不仅加快了施工进度，而且取得了较好的经济效益。该工艺适用于对石方爆破开挖高度大于６米，掌子面低于18米的大型石方整平工程,道路路堑石方开挖工程。尤其在有杂散电流、静电、射频电或雷电干扰的地区无法进行电爆起爆的情况下能正常施工。对爆破后粒径有特殊要求(如石方路基填筑)的工程能有效的控制石块粒径，从而保证石方填筑路基的石方级配良好，确保压实质量。 关键技术及保密点(有专利权的，请注明专利号):1、非电起爆系统导爆管起爆网路的联接方法，起爆网路设计。2、爆破参数的选择和设计。3、各个施工中的工艺流程及重点环节。4、不同爆区和岩质、岩性及对爆破石块粒径有特殊要求的处理方法。5、主要技术环节及技术保证措施。技术水平和技术难度(包括与国外同类技术水平比较):该工艺技术处于国内领先水平，技术难度较高，掌握该工艺技术必须有一定的专业知识，适用于大型石方爆破工程施工。导爆管非电起爆系统微差控制爆破中建八局机械化施工公司[内容提要]本文根据爆破工程的特点，对大型土石方爆破工程施工中采用导爆管非电起爆系统微差控制爆破的工艺技术措施，结合工程实例作了比较详细的经验介绍，并对微差控制爆破的工艺技术采用导爆管非电起爆系统在爆破领域取得了新的进展。一、前言随着国民经济的加快发展，建筑科学技术发展很快，工程爆破技术在建筑业发挥着巨大的作用。近年来，我国尤其在能源、交通基础工业的发展可谓日新月异。由于国家建设发展的需要，使国家的耕地面积也在逐年减少，对此，我国为了最大限度地保留耕地，诸多基建项目的选址趋向于山区或丘陵荒地，尽量不占用耕地。同时，为了降低工程造价，尽量减少已建建筑物的拆迁。综上原因，使得爆破技术在工程施工中充分发挥着巨大的作用，同时，对爆破工艺技术也提出了很高的要求。例如在高压线下爆破作业、公路和居民集中居住区实施爆破；公路工程及基础开挖工程施工石方爆破对石方粒径有特殊要求的，如何尽量减少石方爆破的二次爆破作业量，避免爆破飞石等这些在爆破作业中很难解决的老大难问题，确保工程施工安全；减少爆破冲击波、地震波对周围环境的影响等。常规的爆破工艺技术已远远不能满足工程需要。我们在工程施工中采用了导爆管非电起爆系统微差控制爆破新工艺技术，不仅解决了爆破作业中的疑难问题，满足了工程需要，还取得了很好的经济效益和社会效益，并为在高压线下进行爆破作业和道路工程路基路堑边坡一次成型石方爆破工艺技术探索了一条新路。二、基本概念导爆管非电起爆系统的组成是以起爆网路的形式在爆破作业中使用。网路组成的基本单元是导爆管、雷管(组合雷管)。实际施爆中的联网视施爆物体及工程要求而进行，联接网路形式多采用串联和并串联网路。原理:合理的孔内和孔外微差延期间隔时间是十几毫秒到几十毫秒，由于前后相邻药包爆炸时间间隔级短，致使各药包造成的能量相互发生影响产生一系列良好的效果。先起爆的炮孔相当于单孔漏斗爆破，在压缩波和反射拉伸波以及爆破气体的作用下，在漏斗体内生成较多的交叉裂隙。接着第二组微差延发的炮孔接着起爆，后起爆的炮孔的最小抵抗线和爆破作用方向都有所改变，加强了入射波(压缩波和反射拉伸波)在自由面方向的破碎岩石的作用，使爆破能量充分利用于破碎岩石。两组炮孔爆破产生的应力波相互叠加，增加了应力波的作用，加强了破碎效果。当第一组炮孔爆落的岩石体产生位移，接着第二组炮孔爆下的岩体朝向新形成的补充自由面飞散产生相互碰撞，充分利用动能产生补充破碎效果，并可使爆堆比较集中而不产生飞散较远的碎块，提高了装铲能力。由于前后两组药包起爆顺序是相间布置的起爆间隔时间极短(几毫 秒到几十毫秒)，这样由此产生震波能量是分散的。经测试微差爆破的地震效应比齐发爆破降低三分之一至三分之二，因而大大降低爆破副作用对周围环境的影响。三、导爆管非电起爆系统微差爆破网路工艺技术。工程实例:我局承建的沪宁高速公路南京段G-2标段，起讫桩号为K259+500～K267+500，主线设计里程8km。路线穿过地带属宁镇山脉南坡，多为丘陵坡地。沿线基岩岩性变化较大，软质主要为粉砂质泥岩，泥质沙岩及两者互层，次为泥岩及粘土岩。硬质岩除有灰岩、石英砂岩外，尚有花岗闪长斑及闪长玢岩等岩体。岩层总体都有不同程度的风化且软硬类风化差异明显。最大开挖高度37.8m，路基宽26m，路堑边坡坡率分别为1:0.5、1:0.75、1:1.0、1:1.25、1:1.5等不同坡率，一般按5m分级，各级间设置平台及平台截水沟。石方爆破工程总量约为90.2万立方米，且所有石方用于路基填筑。根据沪宁高速公路《技术规范》要求，对用于填筑路基的石方粒径不大于每层填厚的三分之一，即石爆破粒径控制在15cm以内，经过压实后的压度不得小于94%(重型击实)。该段工程沿线经过地段地形复杂，且多处穿过3.5万伏、1.1万伏、7000伏高压输电线。沿线共有7个石方开炸区，离民房最近点不足25m，离高压输电线最近点不足20m，距南京电子管厂危险仓库房不足10m。本工程是国家重点建设工程项目，是我局在高等级公路建设工程中开拓创新、上台阶起步的关键。搞不好，不仅会影响我公司的信誉，而且有损我局的信誉。由于拆迁工作进展迟缓，给我们石方爆破带来很多困难，加之该工程的质量要求很高，这本身就对爆破工艺新技术提出了很高的要求。如果在不拆除高压线，民房及危险品仓库的前提下实施爆破作业，就能提前开工一个月。该段的石方爆破工程量占路基工程量的85%，对全段工程能否顺利完成至关重要，石方爆破是该段关键的关键。<一>导爆管非电起爆系统微差爆破参数及网络设计。由于微差爆破是随着爆破器材的发展而出现的一种深孔爆破新技术。它是利用微差爆破器材，把一次爆破分成若干段，每段之间以毫秒级的时差进行控制。根据爆破的目的和要求并结合现场实际情况来选择合理的爆破参数。由于导爆管非电起爆系统是以导爆管、雷管为基础，以一定的形式互联结而组成的爆破网路来使用的。随着爆破对象和要求的不同，爆破网路也各种各样。该标段K261+960～K262+338处的施爆区有石方爆破工程量9.7万立方米，爆区距张肖庄最近点不足25米。由于我们合理地设计采用这项爆破工艺技术，该区提前开工一个月。我们在该区段的爆破设计中主要考虑了以下几个方面的问题。1、微差间隔时间的选择我们在该爆区采用的是浅孔减弱松动爆破，非电导爆管、雷管微差起爆系统。确定合理的微差时间和准确地控制它，是关系到爆破效果的关键问题，合理的微差时间应能得到良好的爆破效果和最大限度地降震效果。从以前爆破观测研究的结果是，从起爆到岩体被破坏和发生位移的时间，大约是应力波传到自由面所需时间的5至10倍，即岩石的破坏和移动时间同最小抵抗线的大小成正比:根据瑞典朗格福尔斯提出的Δt=K×W(ms)式中Δt----微差间隔时间(ms)W----最小抵抗线(m)K----系数根据试验资料和经验K=3至6ms/m,露天台阶爆破条件下K=2至5ms/m，岩石硬时取小值，软时取大值。 公式计算的结果进行微差控制，爆破后块度均匀，大块率较少。另外选择微差间隔时间还需注意下列因素:(1)岩石的性质包括岩石的致密程度，裂隙的发育程度。在硬岩中宜采用较短的间隔时间，软岩中采用较长的间隔时间，裂隙越发育，选取的间隔时间应越长。(2)最小抵抗线、孔距、排距等孔网参数孔网参数越大，所取间隔时间也应越长。(3)注意起爆方式孔间微差的间隔时间应比排间微差的短。(4)网路的安全问题爆破时岩石产生的抛散位移，如果岩石移动速度大于爆破网路中爆破传递速度，有可能因岩石的移动使爆破网路切断而引起瞎炮。一般情况下，微差爆破时前排爆破碎的岩块只会向上抛散，向后和水平抛散的机会不大。尽管岩石移动的速度(每秒几十到几百米)小于导爆管的爆破速度(每秒1700至1950米)，但是由于前者是从爆炸点直接顺岩体传播，而后者是顺爆破网路传播的，且网路中还有段时间间隔，故仍有可能前者越过后者破坏网路。而且要注意地震波引起的岩石位移更容易产生这种情况。(5)由于目前厂家生产的导爆管，非电毫秒雷管都有一定的段差，而且各不一样，所以说间隔时间不能任意选择。我们是根据现场施爆区条件比较合理的选取，首先进行小范围的试爆后，得出数据，然后调整到最佳效果。2、孔网参数的选择我们在该区采用的是多排孔微差控制爆破。第一排是按深孔爆破选择参数的方法决定，第二排和以后各排可不考虑岩石的夹制作用，仍然可以采用单排孔爆破时的计算方法略加修正。经过我们的多次试爆表明，微差爆破第二排及以后各排孔采用小排距，大孔距更能增加岩石的破碎程度，降低大块率。在变化排距和孔距时，应尽量使每孔承担的爆破岩体体积不变，即:W底×a=常数式中W底----排距a----孔距从密集系数m=a/w底看，国外最大m值达8，我们已用到m=3至5，并取得了很好的爆破效果和经济效益。3、微差爆破起爆网路设计导爆管非电起爆系统网路时，要慎重考虑导爆管的附加延期时间。由于导爆管的爆破速度不大于2000m/s，即导爆管的每米传爆时间在0.5ms以上，应注意微差爆破的首段时间，当首段药包爆破后将产生飞石、空气冲击波和地震波，一般爆破飞石速度小于100m/s，冲击波速度不大于1400m/s，均小于导爆管的传爆速度，但地震波传播速度可高达5000m/s，远大于导爆管的爆速，这就可能导致由于地震波的作用使尚未传播的导爆管网路受损而影响稳定传爆，从而引起瞎炮。为防止这一情况发生，应保证在首段药包起爆前，导爆管已传爆了网路最远点雷管，这就需要选择恰当的首段雷管的段数。根据该爆区的特点，我们采用楔形微差爆破网络，并收到很好的效果。采用此网路设计有以下一些特点:(1)一般情况下，在同样孔数的微差爆破中，它的微差分段数要超过其它联接方法的分段数，可以降低爆破振动效应，改善爆破破碎质量。 (2)它相当于实现了各排的孔间微差爆破，后冲小，向自由面抛掷作用转小，有利于下一循环的穿爆作业。(3)结合采用四通联接的环形起爆网路，省去大部分爆破现场的地表雷管，提高传爆可靠性，安全性好，但要求操作人员技术熟练程度高。(二)导爆管非电起爆系统微差爆破应用于路堑边坡一次成型一般情况下道路工程路堑边坡石方爆破，多采用电爆起爆网路，预裂或光面爆破工艺，但由于我们K265+450至K265+650处有3.5万伏高压线穿过，右侧有南京电子管厂危险品仓库距开炸点不足20米，且路基石方开挖高度达37.8米，为保证在高压线下安全施爆和危险品仓库的安全，我们采用导爆管非电起爆微差爆破这项工艺技术，采用中深孔外，孔内合理的微差技术，满足了爆区施工要求，并采用预裂爆破工艺对路堑边坡爆破一次成型，解决了深孔爆破中仍需大量人力施工的边坡清刷问题，使刷坡也能实现机械化施工。我们采用上述爆破工艺技术主要考虑以下几个方面的问题:1、选择合理的预裂爆破参数(1)炮孔直径过去一般认为，露天台阶预裂爆破的预裂孔直径以50至75mm较适宜，但我们的实践表明在路堑边坡施工中，采用与主爆孔一样的100至150mm钻孔直径，比小直径孔更有利于预裂爆破。它有下列特点:可以采用较大的孔间距，有利于提高钻孔精度；大直径孔的凿岩机械工效高，成孔率高，能保证较好的预裂爆破效果；大直径孔能在中深孔深度上保持孔径的正确性，采用大直径孔可以增加孔径与普通药卷直径的比值(即不偶合装药系数)，减少炸药对孔壁的冲击作用，在没有专用药卷的情况下成功地进行预裂爆破工艺。(2)不耦合系数据国内外资料一般以2至5为宜。我们认为，不耦合系数可随孔距的减少而适当增大，岩体抗压强度大时，应选择较小的不耦合系数值。(3)孔间距过去认为，孔间距小一点，多钻孔其效果可能会好一些，实际上，这种观点是错误的，因为过小的孔间距，会加强爆炸气体在两孔岩体上的作用力而产生过多的裂缝，如岩体内有固有的薄弱面，还会引起这些固有面的裂开，造成坡面不平整。另外，孔距过小不仅增加钻孔成本，而且不利于控制钻孔精度。由于预裂时预裂孔的孔距与孔径有关，即孔距系数n=a/d，一般取值范围h=8～12，岩石坚硬完整时取大值。(4)线装药密度q"和计算单位用药量c它对预裂爆破的效果有很大影响，如果线装药密度过大，预裂空隙在炸药爆破时会受到过分破坏，孔壁会产生超挖；线装药密度过小又会使岩石或爆不下来，或孔与孔之间形成坎，造成坡面不平整。一般用C=q"/(a×a)(Kg/)式中C----单位用药量(Kg/)a----孔间距(米)C值取值范围C=0.1～0.9Kg/。这里要注意的是，C值取值大小与岩石性质有关，对坚硬、完整的岩体C取大值；对软岩，结构发育的岩体取小值。(5)预裂孔深原则上考虑在确立预裂孔深度是确保不留根底和不破坏台阶底部岩体的完整性，以预估孔底爆破效果来确定超深值。(6)起爆网路 为了确保降震作用，必须使预裂超前于主爆破孔起爆，超前时间一般来说应不少于100ms，根据我们的实践经验，只要不会发生预裂爆破破坏主爆破孔的起爆现象，应尽可能加大间隔时间。间隔时间太短，可能在预裂缝还未完全形成前，主爆破孔的爆破作用就在预裂缝引起破坏，造成边坡损坏。岩石越软，间隔时间应越长；坚硬岩中，间隔时间应不小于75ms，在软岩石应大于150ms。根据该爆区的实践情况，我们采用非电导爆系统配用导爆索与继爆管组成微差爆破网路，满足了工程的需要，在不拆除高压线的情况下该区提前开工，为确保总工期的实现奠定了良好的基础。确保了工程质量和危险品仓库的安全，爆后的石方块度填筑路基级配合理，压实后的密度均达到94%以上，并使该工艺技术开拓性用于道路工程的路堑边坡石方爆破领域，在该工艺技术的网路设计方面有所创新。我们采用以四通为联接件的环形起爆网络，节省了大部分爆破现场的地表雷管，它有以下特点:传爆可靠性高，不仅大量节省导爆管，还会提高网路起爆的可靠性，提高网路的安全性。目前这项工艺技术已在全标段的七个爆区得到了推广应用，总结出了我们自己的微差控制爆破一般作业程序指导施工，并取得了很好的社会经济效益。表1微差控制爆破的一般作业程序四、社会经济效益我用开发应用的导爆管非电起爆微差爆破工艺技术，开拓性地应用于道路工程的大型石方爆破领域和路堑边坡石方爆破工程，在我局石方爆破施工中尚属首次。在沪宁高速公路的建设中，石方爆破工程量占路基工程量的85%，对全段工程能否顺利完成至关重要。采用这项工艺技术后，有如下社会经济效益:1、在不拆除高压线的情况下，提前工期35天，保证了工程总工期。2、2、由于有效控制了石方块度的粒径，减少了二次解小工程量约9万立方米，降低工程成本约65万元。3、有效地控制爆破飞石，避免了爆破对周围建筑物及人员的危害，确保了施工安全。4、为国家节约了能源(炸药23.5吨、钢材2.2吨)。5、确保了工程质量，用于石方填筑路基的压实度一次交验合格均达到优良。6、减少了爆破地震波对周围环境影响，使沿线单位，居民能够正常地生活和工作，南京市公安局多次到爆区检查验收中均达到规范要求，受到江苏省、南京市、交通部领导及省市高速公路指挥部和沿线企事业单位、居民的一致好评。省市电视台先后三次现场实况录像；新华社先后两次进行了报道采访，提高了企业的知名度，为我局、我公司以后承担大型、复杂的石方工程奠定了很好的基础。该工艺技术荣获中建总公司94年度科技成果优秀奖，荣获南京市94年度科技成果二等奖。执笔:吴同昌徐建如戴光荣胡文明'