孔内聚能爆破与光面爆破联合控制爆破法

摘要

本发明涉及一种孔内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布置孔内聚能爆破孔；(4)将带有V形槽的孔内聚能爆破药柱进行孔内聚能爆破孔装药，并在药柱中布设低段雷管；(5)对微差爆破孔进行爆破装药，并布设微差爆破雷管；(6)对光面爆破孔进行爆破装药，并布设雷管；(7)对爆破孔进行堵塞；(8)连接起爆网路，实施爆破；(9)出渣；(10)重复上述步骤直至开挖完毕。本发明在最大限度地减小对保留岩体损伤破裂的同时改善保留岩体壁面成形质量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制爆破技术，尤其涉及孔内聚能爆破与光面爆破联合 控制爆破法。

背景技术

光面爆破是通过对爆破开挖区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爆破孔药包，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。

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，做成特殊形 状的装药，就能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，相应地这利装药称为聚能装药；线型聚能 装药是聚能装药的一种，沿圆柱状装药轴线在圆柱截面直径的两端制造两个 聚能穴，或在穴内嵌入金属药型罩的线型聚能药柱置于预裂爆破孔中，两个 聚能穴对准设计的贯穿裂缝方向，利用聚能高速射流和药柱的爆破能共同作 用形成贯穿裂缝，称为孔内聚能爆破。

与普通爆破方法相比，光面爆破和孔内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孔内聚能爆破与光面爆破联 合控制爆破法。

为解决上述问题，本发明所述的孔内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 的一侧布置孔内聚能爆破孔；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所述孔内聚能爆破孔轴线构成的平面之间的距 离，也就是与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)浇铸或压制沿轴线方向在直径两端分别带有V形槽的药柱，或沿轴线 方向在直径两端分别挖出带有V形槽的药柱，并在所述药柱中布设低段雷管； 然后将所述药柱置于所述孔内聚能爆破孔中，使所述药柱的V形槽处在将形 成的所述贯穿裂缝平面内；所述药柱装药为岩石炸药；所述孔内聚能爆破孔 按装药不耦合系数为1.5～2.5、线装药密度为100～330g/m进行爆破装药；

(5)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，并比所述孔内聚能爆破孔高二段开始隔段布设微差爆破雷管；

(6)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；

(7)对所述主体爆破开挖区内的微差爆破孔、所述孔内聚能爆破孔和所述 光面爆破孔进行堵塞；

(8)连接起爆网路，实施一次起爆，进行微差爆破，即所述孔内聚能爆破 孔中布设的低段雷管最先爆破，接着所述主体爆破开挖区内的微差爆破孔隔 段起爆，最后所述光面爆破孔起爆；

(9)出渣；

(10)重复上述步骤(1)～(9)，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。

所述步骤(3)中孔内聚能爆破孔的直径与所述光面爆破孔的直径相同，且 所述孔内聚能爆破孔的孔间距为所述孔内聚能爆破孔直径的10～35倍。

用下述方法代替权利要求1中所述步骤(4)：浇铸或压制沿轴线方向在直 径两端分别带有V形槽的药柱，或沿轴线方向在直径两端分别挖出带有V形 槽的药柱，并在所述药柱中布设低段雷管；接着在所述药柱的V形槽内分别 嵌入药型罩，形成带两个V形药型罩的药柱；然后将所述药柱置于所述孔内 聚能爆破孔中，使所述药柱的V形槽处在将形成的所述贯穿裂缝平面内；所 述药柱装药为TNT和黑索金；所述孔内聚能爆破孔按装药不耦合系数为 1.5～2.5、线装药密度为100～330g/m进行爆破装药。

用下述方法代替权利要求1中所述步骤(4)：浇铸或压制沿轴线方向在直 径两端分别带有V形槽的药柱，或沿轴线方向在直径两端分别挖出带有V形 槽的药柱，并在所述药柱中布设低段雷管；接着将所述药柱置于带有两个V 形药型罩的圆筒中；然后将所述装药圆筒置于所述孔内聚能爆破孔中，使所 述药柱的V形槽处在将形成的所述贯穿裂缝平面内；所述药柱装药为TNT 和黑索金；所述孔内聚能爆破孔按装药不耦合系数为1.5～2.5、线装药密度为 100～330g/m进行爆破装药。

用下述方法代替权利要求1中所述步骤(8)：连接起爆网路，先起爆所述 孔内聚能爆破孔，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：

本发明通过孔内聚能爆破孔先于主体爆破开挖区爆破孔起爆，在预留光 面层与主体爆破开挖区之间，通过带两个V形槽的药柱的聚能爆破形成的聚 能流，在V形槽所对的爆破孔壁面上使岩体破裂成缝，接着爆轰产物进一步 作用，从而控制裂缝开裂方向，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，从而借助孔内聚能爆破形成的贯穿裂 缝有效减少爆破对保留岩体的破坏和扰动的同时，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，待主体爆破开挖区爆 破后，采用光面爆破使预留光面层岩体沿预定轮廓面爆落，留下平整壁面， 并使保留岩体损伤破坏得到有效控制，有利保留岩体的稳定。

因此，通过联合应用孔内聚能爆破与光面爆破技术，不仅借助光面爆破 控制超欠挖，改善成形质量，而且减少支护工作量，节约支护材料，降低工 程成本，同时提高了工程质量，加快了工程进度。

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为本发明的带有两个V形槽的药柱示意图。

图2为本发明的带有两个V形药形罩的药柱示意图。

图3为本发明的带有两个V形药形罩的装药圆筒示意图。

图4为本发明的孔内聚能爆破孔装药示意图。

图5为本发明的爆破开挖区示意图。

图6为本发明的爆破开挖区A-A剖视图。

图中：1-药柱    2-V形槽    3-药形罩    4-圆筒    5-孔内聚能爆破孔 6-贯穿裂缝平面    7-主体爆破开挖区    8-预留光面层    9-保留岩体壁 面    10-光面爆破孔。

具体实施方式

实施例1孔内聚能爆破与光面爆破联合控制爆破法(参见图1～2、图 4～6)，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7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10。

其中：光面爆破孔10的直径为38～42mm。

(3)在爆破开挖区周边轮廓线之内预留光面层8靠主体爆破开挖区7的 侧布置孔内聚能爆破孔5；预留光面层8的厚度为：爆破开挖区周边将要形 成的保留岩体壁面9与孔内聚能爆破孔5轴线构成的平面之间的距离，也就 是与将形成的贯穿裂缝平面6之间的距离，亦即光面爆破的最小抵抗线。

其中：光面爆破孔10的孔间距为预留光面层8厚度的0.6～0.9倍，预留 光面层8厚度为10～20倍的光面爆破孔10直径。

孔内聚能爆破孔5的直径与光面爆破孔10的直径相同，且孔内聚能爆破 孔5的孔间距为孔内聚能爆破孔5直径的10～35倍。

(4)浇铸或压制沿轴线方向在直径两端分别带有V形槽2的药柱1，或沿 轴线方向在直径两端分别挖出带有V形槽2的药柱1，并在药柱1中布设低 段雷管；然后将药柱1置于孔内聚能爆破孔5中，使药柱1的V形槽2处在 将形成的贯穿裂缝平面6内；药柱1装药为岩石炸药；孔内聚能爆破孔5按 装药不耦合系数为1.5～2.5、线装药密度为100～330g/m进行爆破装药。

(5)根据微差爆破设计要求对主体爆破开挖区7内的微差爆破孔进行爆破 装药，并比孔内聚能爆破孔5高二段开始隔段布设微差爆破雷管。

(6)根据岩体的类到向光面爆破孔10内按不耦合系数1.5～2.5进行爆破装 药，并比主体爆破开挖区7最高段高二段布设雷管。

其中岩体属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。

(7)对主体爆破开挖区7内的微差爆破孔、孔内聚能爆破孔5和光面爆破 孔10进行堵塞。

(8)连接起爆网路，实施一次起爆，进行微差爆破，即孔内聚能爆破孔5 中布设的低段雷管最先爆破，接着主体爆破开挖区7内的微差爆破孔隔段起 爆，最后光面爆破孔10起爆。

(9)出渣。

(10)重复上述步骤(1)～(9)，直至开挖完毕。

实施例2孔内聚能爆破与光面爆破联合控制爆破法(参见图1～2、图 4～6)，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7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10。

其中：光面爆破孔10的直径为38～42mm。

(3)在爆破开挖区周边轮廓线之内预留光面层8靠主体爆破开挖区7的 侧布置孔内聚能爆破孔5；预留光面层8的厚度为：爆破开挖区周边将要形 成的保留岩体壁面9与孔内聚能爆破孔5轴线构成的平面之间的距离，也就 是与将形成的贯穿裂缝平面6之间的距离，亦即光面爆破的最小抵抗线。

其中：光面爆破孔10的孔间距为预留光面层8厚度的0.6～0.9倍，预留 光面层8厚度为10～20倍的光面爆破孔10直径。

孔内聚能爆破孔5的直径与光面爆破孔10的直径相同，且孔内聚能爆破 孔5的孔间距为孔内聚能爆破孔5直径的10～35倍。

(4)浇铸或压制沿轴线方向在直径两端分别带有V形槽2的药柱1，或沿 轴线方向在直径两端分别挖出带有V形槽2的药柱1，并在药柱1中布设低 段雷管；接着在药柱1的V形槽2内分别嵌入药型罩3，形成带两个V形药 型罩3的药柱1；然后将药柱1置于孔内聚能爆破孔5中，使药柱1的V形 槽2处在将形成的贯穿裂缝平面6内；药柱1装药为TNT和黑索金；孔内聚 能爆破孔5按装药不耦合系数为1.5～2.5、线装药密度为100～330g/m进行爆 破装药。

(5)根据微差爆破设计要求对主体爆破开挖区7内的微差爆破孔进行爆破 装药，并比孔内聚能爆破孔5高二段开始隔段布设微差爆破雷管。

(6)根据岩体的类型向光面爆破孔10内按不耦合系数1.5～2.5进行爆破装 药，并比主体爆破开挖区7最高段高二段布设雷管。

其中岩体属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。

(7)对主体爆破开挖区7内的微差爆破孔、孔内聚能爆破孔5和光面爆破 孔10进行堵塞。

(8)连按起爆网路，先起爆孔内聚能爆破孔5，接着起爆主体爆破开挖区7 内的微差爆破孔，最后起爆所述光面爆破孔10。

(9)出渣。

(10)重复上述步骤(1)～(9)，直至开挖完毕。

实施例3孔内聚能爆破与光面爆破联合控制爆破法(参见图1、图 3～6)，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7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10。

其中：光面爆破孔10的直径为38～42mm。

(3)在爆破开挖区周边轮廓线之内预留光面层8靠主体爆破开挖区7的 侧布置孔内聚能爆破孔5；预留光面层8的厚度为：爆破开挖区周边将要形 成的保留岩体壁面9与孔内聚能爆破孔5轴线构成的平面之间的距离，也就 是与将形成的贯穿裂缝平面6之间的距离，亦即光面爆破的最小抵抗线。

其中：光面爆破孔10的孔间距为预留光面层8厚度的0.6～0.9倍，预留 光面层8厚度为10～20倍的光面爆破孔10直径。

孔内聚能爆破孔5的直径与光面爆破孔10的直径相同，且孔内聚能爆破 孔5的孔间距为孔内聚能爆破孔5直径的10～35倍。

(4)浇铸或压制沿轴线方向在直径两端分别带有V形槽2的药柱1，或沿 轴线方向在直径两端分别挖出带有V形槽2的药柱1，并在药柱1中布设低 段雷管；接着将药柱1置于带有两个V形药型罩3的圆筒4中；然后将装药 圆筒4置于孔内聚能爆破孔5中，使药柱1的V形槽2处在将形成的贯穿裂 缝平面6内；药柱1装药为TNT和黑索金；孔内聚能爆破孔5按装药不耦合 系数为1.5～2.5、线装药密度为100～330g/m进行爆破装药。

(5)根据微差爆破设计要求对主体爆破开挖区7内的微差爆破孔进行爆破 装药，并比孔内聚能爆破孔5高二段开始隔段布设微差爆破雷管。

(6)根据岩体的类型向光面爆破孔10内按不耦合系数1.5～2.5进行爆破装 药，并比主体爆破开挖区7最高段高二段布设雷管。

其中岩体属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。

(7)对主体爆破开挖区7内的微差爆破孔、孔内聚能爆破孔5和光面爆破 孔10进行堵塞。

(8)连接起爆网路，实施一次起爆，进行微差爆破，即孔内聚能爆破孔5 中布设的低段雷管最先爆破，接着主体爆破开挖区7内的微差爆破孔隔段起 爆，最后光面爆破孔10起爆。

(9)出渣。

(10)重复上述步骤(1)～(9)，直至开挖完毕。

实施例4孔内聚能爆破与光面爆破联合控制爆破法(参见图1、图 3～6)，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7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10。

其中：光面爆破孔10的直径为38～42mm。

(3)在爆破开挖区周边轮廓线之内预留光面层8靠主体爆破开挖区7的一 侧布置孔内聚能爆破孔5；预留光面层8的厚度为：爆破开挖区周边将要形 成的保留岩体壁面9与孔内聚能爆破孔5轴线构成的平面之间的距离，也就 是与将形成的贯穿裂缝平面6之间的距离，亦即光面爆破的最小抵抗线。

其中：光面爆破孔10的孔间距为预留光面层8厚度的0.6～0.9倍，预留 光面层8厚度为10～20倍的光面爆破孔10直径。

孔内聚能爆破孔5的直径与光面爆破孔10的直径相同，且孔内聚能爆破 孔5的孔间距为孔内聚能爆破孔5直径的10～35倍。

(4)浇铸或压制沿轴线方向在直径两端分别带有V形槽2的药柱1，或沿 轴线方向在直径两端分别挖出带有V形槽2的药柱1，并在药柱1中布设低 段雷管；接着将药柱1置于带有两个V形药型罩3的圆筒4中；然后将装药 圆筒4置于孔内聚能爆破孔5中，使药柱1的V形槽2处在将形成的贯穿裂 缝平面6内；药柱1装药为TNT和黑索金；孔内聚能爆破孔5按装药不耦合 系数为1.5～2.5、线装药密度为100～330g/m进行爆破装药。

(5)根据微差爆破设计要求对主体爆破开挖区7内的微差爆破孔进行爆破 装药，并比孔内聚能爆破孔5高二段开始隔段布设微差爆破雷管。

(6)根据岩体的类型向光面爆破孔10内按不耦合系数1.5～2.5进行爆破装 药，并比主体爆破开挖区7最高段高二段布设雷管。

其中岩体属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。

(7)对主体爆破开挖区7内的微差爆破孔、孔内聚能爆破孔5和光面爆破 孔10进行堵塞。

(8)连接起爆网路，先起爆孔内聚能爆破孔5，接着起爆主体爆破开挖区7 内的微差爆破孔，最后起爆所述光面爆破孔10。

(9)出渣。

(10)重复上述步骤(1)～(9)，直至开挖完毕。