聚能爆破与光面爆破联合控制爆破法

摘要

本发明涉及一种聚能爆破与光面爆破联合控制爆破法，该方法包括以下步骤：(1)对爆破开挖区划定周边轮廓线，并在主体爆破开挖区内布置微差爆破孔；(2)沿爆破开挖区周边轮廓线布置光面爆破孔；(3)在爆破开挖区周边轮廓线之内预留光面层靠主体爆破开挖区的一侧待切割以形成贯穿裂缝平面岩体的上方或前方布置线形聚能爆炸切割器，并布设低段雷管；(4)对主体爆破开挖区内的微差爆破孔进行爆破装药，并布设微差爆破雷管；(5)对光面爆破孔进行爆破装药，并布设雷管；(6)对微差爆破孔和光面爆破孔进行堵塞；(7)连接起爆网路，实施爆破；(8)出渣；(9)重复上述步骤直至开挖完毕。本发明在减小对保留岩体的损伤破裂的同时改善开挖区周边壁面成形质量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制爆破技术，尤其涉及聚能爆破与光面爆破联合控制 爆破法。

背景技术

光面爆破是一种典型的控制爆破技术，它通过对开挖工程周边轮廓线上 实施正确的钻孔和装药，爆除主体爆破开挖区的岩体后，再起爆布置在周边 轮廓线上的光面爆破孔爆破装药，将预留光面层炸除，达到控制爆破的作用 范围和方向，使岩体开挖面轮廓符合设计要求，形成平整光滑壁面的一种爆 破技术。

通过利用爆轰产物运动方向与装药表面垂直或大体垂直的规律，可做成 特殊形状的装药，使爆轰产物聚集起来朝着一定方向运动，提高能流密度， 增强爆破效应，此为聚能爆破效应，相应地这种装药称为聚能装药；线形聚 能装药是聚能装药的一种，它通过将线形聚能装药置于待切割以形成贯穿裂 缝的岩体面前，线形装药爆破即线形聚能爆破所形成的线形高速射流如快刀 一般切割岩体形成裂缝，使主体爆破开挖区的岩体与需保留的岩体之间通过 形成的贯穿裂缝隔离开来，但聚能爆破本身不对岩体产生直接破坏和爆破地 震效应，因而保留岩体得到保护。

光面爆破和线形聚能爆破均具有使壁面平整，并减小对岩体扰动，减小 爆破影响深度，有利保留岩体稳定，从而实现安全、经济开挖的作用。但随 着工程建设对爆破技术要求的提高，例如精密机器墩台的部分拆除、特种地 下工程的开挖、永久隧道的掘进、重大边坡工程的切坡等，必须采取十分严 格的保护措施，不容许对保留岩体产生破坏，均要求加强对保留岩体的保护， 而单独采用光面爆破或聚能爆破已经不能适应保留岩体及周围环境需严格保 护的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在最大限度地减小对保留岩体的 损伤破裂的同时改善开挖区周边壁面成形质量的聚能爆破与光面爆破联合控 制爆破法。

为解决上述问题，本发明所述的聚能爆破与光面爆破联合控制爆破法， 包括以下步骤：

(1)根据微差爆破设计要求对爆破开挖区划定周边轮廓线，并在主体爆破 开挖区内布置微差爆破孔；

(2)沿所述爆破开挖区周边轮廓线布置光面爆破孔；

(3)在长条形带有空腔的线形聚能药包中嵌入线形药型罩，制成线形聚能 爆炸切割器；在所述爆破开挖区周边轮廓线之内预留光面层靠所述主体爆破 开挖区的一侧待切割以形成贯穿裂缝平面岩体的上方或前方布置所述线形聚 能爆炸切割器；所述线形聚能爆炸切割器的所述线形药型罩指向待切割岩体， 其对称平面应与将要形成的所述贯穿裂缝平面重合；在所述线形聚能药包内 布设低段雷管；所述预留光面层的厚度为：所述爆破开挖区周边将要形成的 保留岩体壁面与聚能爆破将形成的贯穿裂缝平面之间的距离，亦即光面爆破 的最小抵抗线；

(4)根据微差爆破设计要求对所述主体爆破开挖区内的微差爆破孔进行爆 破装药，并比所述聚能爆破起爆雷管高二段开始隔段布设微差爆破雷管；

(5)根据岩体的类型对所述光面爆破孔按不耦合系数1.5～2.5进行爆破装 药，并比所述主体爆破开挖区最高段高二段布设雷管；其中所述岩体属于软 岩时线装药密度为70～120g/m，所述岩体属于中硬岩时线装药密度为 120～300g/m，所述岩体属于硬岩时线装药密度为300g/m～350g/m；

(6)对所述主体爆破开挖区内的微差爆破孔和所述光面爆破孔进行堵塞；

(7)连接起爆网路，实施一次起爆，进行微差爆破，即先所述线形聚能药 包的低段雷管起爆，接着所述主体爆破开挖区内的微差爆破孔起爆，最后所 述光面爆破孔起爆；

(8)出渣；

(9)重复上述步骤(1)～(8)，直至开挖完毕。

所述步骤(2)中光面爆破孔的直径为38～42mm，且所述光面爆破孔的孔间 距为所述预留光面层厚度的0.6～0.9倍。

所述步骤(2)中预留光面层厚度为10～20倍的所述光面爆破孔直径。

用下述方法代替权利要求1中所述步骤(7)：连接起爆网路，先起爆所述 线形聚能药包，接着起爆所述主体爆破开挖区内的微差爆破孔，最后起爆所 述光面爆破孔。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过在长条形带有空腔的线形聚能药包中嵌入线形药型罩，制 成线形聚能爆炸切割器。沿爆破开挖区周边轮廓线预留光面层布置聚能爆炸 切割器于待切割岩体之外，实施线形聚能爆破切割形成预裂缝，接着爆除主 体爆破开挖区的岩体，最后对预留光面层实施光面爆破，通过聚能爆破与光 面爆破联合运用，实施对保留岩体的四重保护：①聚能爆破本身不对岩体产 生直接破坏和爆破地震效应；②借助线形聚能爆破形成的贯穿裂缝有效减少 主体爆破开挖区爆破对保留岩体的破坏和扰动；③利用预留光面层作为主体 爆破开挖区爆破作用的缓冲区，对保留岩体实施保护；④借助光面爆破控制 超欠挖，改善成形质量。

2、本发明聚能爆破先于主体爆破开挖区爆破孔起爆，线形聚能药包爆炸 后，推动线形药型罩运动，聚能作用使爆炸能量向线形药型罩汇聚，将线形 药型罩压垮，尔后向聚能爆炸切割器的对称面运动，并在对称平面内发生高 速碰撞，形成高速运动的片状射流，集中很高的能量，如快刀一般以几百万 个大气压高速、高效地切割岩体，使岩体破裂，并形成具有一定宽度的贯穿 裂缝，将主体爆破开挖区与预留光面层的岩体分离开，从而借助所形成的贯 穿裂缝和预留光面层阻隔主体爆破开挖区爆破对保留岩体的损伤破坏，待主 体爆破开挖区爆破后，利用光面爆破使预留光面层岩体沿预定轮廓面爆落。

3、本发明与其它爆破方式不同，聚能爆破本身不对岩体产生直接破坏和 爆破地震效应，加之光面爆破使保留岩体壁面平整，因而爆破对保留岩体损 伤破坏得到极大的控制，有利于保留岩体的稳定，并减少超欠挖，从而减少 支护工作量，节约支护材料，降低工程成本，提高工程质量，并加快工程进 度。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明的线形聚能装药结构示意图。

图2为本发明的爆破开挖区示意图。

图3为本发明的爆破开挖区A-A剖视图。

图中：1-线形聚能药包    2-线形药型罩    3-主体爆破开挖区 4-贯穿裂缝平面    5-预留光面层    6-保留岩体壁面。

具体实施方式

实施例1聚能爆破与光面爆破联合控制爆破法(参见图2、图3)，包 括以下步骤：

(1)根据微差爆破设计要求对爆破开挖区划定周边轮廓线，并在主体爆破 开挖区3内布置微差爆破孔。

(2)沿爆破开挖区周边轮廓线布置光面爆破孔。

其中：光面爆破孔的直径为38～42mm。

(3)在长条形带有空腔的线形聚能药包1中嵌入线形药型罩2，制成线形 聚能爆炸切割器(参见图1)。在爆破开挖区周边轮廓线之内预留光面层5靠 主体爆破开挖区3的一侧待切割以形成贯穿裂缝平面4岩体的上方或前方布 置线形聚能爆炸切割器；线形聚能爆炸切割器的线形药型罩2指向待切割岩 体，其对称平面应与将要形成的所述贯穿裂缝平面4重合；在线形聚能药包 1内布设低段雷管；预留光面层5的厚度为：爆破开挖区周边将要形成的保 留岩体壁面6与聚能爆破将形成的贯穿裂缝平面4之间的距离，亦即光面爆 破的最小抵抗线。

其中：光面爆破孔的孔间距为预留光面层5厚度的0.6～0.9倍。预留光面 层5厚度为10～20倍的光面爆破孔直径。

(4)根据微差爆破设计要求对主体爆破开挖区3内的微差爆破孔进行爆破 装药，并比聚能爆破起爆雷管高二段开始隔段布设微差爆破雷管。

(5)根据岩体的类型对光面爆破孔按不耦合系数1.5～2.5进行爆破装药，并 比主体爆破开挖区3最高段高二段布设雷管；其中岩体屈于软岩时线装药密 度为70～120g/m，岩体属于中硬岩时线装药密度为120～300g/m，岩体属于硬 岩时线装药密度为300g/m～350g/m。

(6)对主体爆破开挖区3内的微差爆破孔和光面爆破孔进行堵塞。

(7)连接起爆网路，实施一次起爆，进行微差爆破，即先线形聚能药包1 的低段雷管起爆，接着主体爆破开挖区3内的微差爆破孔起爆，最后光面爆 破孔起爆。

(8)出渣。

(9)重复上述步骤(1)～(8)，直至开挖完毕。

实施例2聚能爆破与光面爆破联合控制爆破法，包括以下步骤：

(1)根据微差爆破设计要求对爆破开挖区划定周边轮廓线，并在主体爆破 开挖区3内布置微差爆破孔。

(2)沿爆破开挖区周边轮廓线布置光面爆破孔。

其中：光面爆破孔的直径为38～42mm。

(3)在长条形带有空腔的线形聚能药包1中嵌入线形药型罩2，制成线形 聚能爆炸切割器(参见图1)。在爆破开挖区周边轮廓线之内预留光面层5靠 主体爆破开挖区3的一侧待切割以形成贯穿裂缝平面4岩体的上方或前方布 置线形聚能爆炸切割器；线形聚能爆炸切割器的线形药型罩2指向待切割岩 体，其对称平面应与将要形成的所述贯穿裂缝平面4重合；在线形聚能药包 1内布设低段雷管；预留光面层5的厚度为：爆破开挖区周边将要形成的保 留岩体壁面6与聚能爆破将形成的贯穿裂缝平面4之间的距离，亦即光面爆 破的最小抵抗线。

其中：光面爆破孔的孔间距为预留光面层5厚度的0.6～0.9倍。预留光面 层5厚度为10～20倍的光面爆破孔直径。

(4)根据微差爆破设计要求对主体爆破开挖区3内的微差爆破孔进行爆破 装药，并比聚能爆破起爆雷管高二段开始隔段布设微差爆破雷管。

(5)根据岩体的类型对光面爆破孔按不耦合系数1.5～2.5进行爆破装药，并 比主体爆破开挖区3最高段高二段布设雷管；其中岩体屈于软岩时线装药密 度为70～120g/m，岩体属于中硬岩时线装药密度为120～300g/m，岩体属于硬 岩时线装药密度为300g/m～350g/m。

(6)对主体爆破开挖区3内的微差爆破孔和光面爆破孔进行堵塞。

(7)连接起爆网路，先起爆线形聚能药包1，接着起爆主体爆破开挖区3 内的微差爆破孔，最后起爆光面爆破孔。

(8)出渣。

(9)重复上述步骤(1)～(8)，直至开挖完毕。