特殊地形条件下爆破网络的优化设计实践

2016-04-21陈述可中国水利水电第十一工程局有限公司

河南水利与南水北调 2016年2期

□陈述可（中国水利水电第十一工程局有限公司）

特殊地形条件下爆破网络的优化设计实践

□陈述可（中国水利水电第十一工程局有限公司）

摘要：文章针对博茨瓦纳迪克戈洪粘土心墙堆石坝开挖工程中遇到特殊的地形地势特点，结合现场地形条件及对爆破料的质量要求，采用“先孔后网”的设计思路，随着爆破钻孔的形成，即时调整优化爆破网络设计，达到有效控制各级粒径的产量，保证爆破级配料达到要求。通过“先孔后网”的实例应用，总结出了地势高低起伏大、施工道路布置困难等特殊地形条件下“先孔后网”钻爆的成功经验，为类似工程提供了一定的借鉴作用。

关键词：复杂地形；爆破网络；优化设计

1　引言

迪克戈洪大坝项目北采石场负责为大坝提供上下游护坡料，为骨料破碎站提供半成品料，粒径范围介于5 cm～150 cm之间。采石场岩石岩性为花岗岩，具有硬、脆、碎特点，可爆破性好；地面以下5 m内，地质缺陷频繁，基本是土夹层大孤石等；地面下5 m后节理裂隙不发育，整体性好。

在经过简单的表层覆盖层和孤石处理后，显现的工作面为高低起伏大、地势转折大、工作面不平整、施工道路布置困难等不利条件，现场只能先依靠地形地势进行爆破孔布置，然后再进行爆破网络优化设计，有效控制各级粒径的产量，保证爆破级配料达到要求。

2　钻爆参数确定及爆破网络优化设计

结合爆破试验性，采用深孔微差爆破，爆破台阶高度采用10 m，钻孔采用D7液压钻机，钻孔孔径89 mm，单耗取为0.60 kg/m3。

钻孔前先初步进行钻爆参数及爆破网络设计，然后根据现场实际地形地势情况，调整确定每个钻孔的实际布置位置、钻孔深度及单孔装药量，最后在爆破前，结合现场实际钻孔情况，遵循“主线明，干线清，支线简；顺地势，创临空”的原则，进行爆破网络优化设计。

采石爆破采用排间微差、孔内延时微差起爆网络，孔内统一采用500 ms延期非电导爆雷管，排间统一采用67 ms延期非电导爆雷管，同排间采用3.50 g/m导爆索连接，如图1。

3　应用阐述

3.1主线明，干线清，支线简

所谓主线，就是结合已造孔区域、爆破意图、地形地势、地质条件、爆破环境确定爆破网络设计目的，爆破网络的设计主线必须符合总的爆破顺序要求。

图1　排间微差、孔内延时微差起爆网络示意图

笔者曾经碰到好几次这种情况，以正常的网络连接途径进行很难保证爆破效果，综合考虑影响因素对比后决定不按常规连线，在处理过某个爆破不利段后，从不利段开始，爆破后效果较好，如图2。主线确定后，干支线就比较明了。

图2　利用地质缺陷作为起爆临空面示意图

干线，就是结合总的爆破顺序，规划相应的网络干线设计。依据总的爆破顺序，确定干线的方向及数量，并避免干线交叉。

支线及连接在同一干线上的爆破孔，一般为同排爆破孔连线。支线简，要求连接支线设计简单明了，方便现场操作。

爆破网络设计不宜太复杂，避免和干线产生矛盾，乃至干支不分，网络纠缠不清，影响后续连接和检查。当一个支线太过复杂又不能和所处干线合并，已将该支线作为另一个干线单独设计，以保证整个爆破网络简洁明了。

3.2顺地势，创临空，综合用

顺地势，实则就是根据实际地形地貌及地质走向来找出最有利的爆破方向。这一点尤为重要。“先造孔，后连线”，主要是依托地形地势，合理规划设计爆破网络，才能有效达到爆破效果。“创临空”就是结合特殊地形地势及地质条件，在爆破网络设计中，在现场无合适的临空面条件下，应优先选择起爆顺序，创建最佳临空面，为后续的爆破孔有效产生破碎及岩体松动创造条件。

“综合用”是指同排连接和整体网络相一致。综合，是不要局限于某一种形式，比如“V”形，矩形，波浪形等，以实现理想爆破效果为目标，依据地形，这些形状可以混合使用。

3.3长短间，大包小，尾成圆

同排及排间联网时的实际操作，比较容易理解。“长短间”是指相邻排不要一样长，一长一短间开，有利于爆破；“大包小”实则就是大、长网路或排包裹小、短网路或排；“尾成圆”要求把最后一排形成闭合。

“长短间、大包小”可以充分释放空间,第一排长，第二排短，以此类推，每排边孔必然成半闭合状，有利于保留边坡的稳定。矩形布孔区域，采用“长短大小成圆”，无论爆破效果和对边坡的保护都较常规明显。

3.4散变聚，定微差，后挂石

这几个字实则是爆破网络的要求和注意点。

“散变聚”要求尽量让爆堆少占空间，以免影响其它区域的爆破，所以，爆堆集中很有必要；采用“长短大小成圆”网络很容易实现。

“定微差，后挂石”是指排数较多时，就要看中排间微差，以及不规则连线时相邻排的段别，结合计算排间微差时间及孔内延迟时间累计验算，避免爆破飞石砸断网络。

深孔爆破会产生一定数量的超径石，一次爆破排数较多时，既不能让超径石飞石破坏网络，也不能让网络飞石砸断超径石连线，建议不宜将超径石放在靠前位置。

以本文涉及火工材料为例，孔内为500 ms延期，排间为67 ms延期，超径石使用导爆索连接后和大网络某一支线相联。第一排爆炸时，干线方向传爆至第7排和第8排之间，因此，如果总排数在20排以下，且超径石不在网络抛掷范围内，宜将连接点放在网络最后一排。