三淅 高速路基浅孔 爆破方案及应用实例
一、工程概况
三淅高速公路LXTJ-3标ZK9+575～ZK9+619段挖方路基设计为三级边坡，路堑边坡坡比为1：0.5。该段总挖方量约2万方，挖方区岩性为加里东期（γ3）花岗岩，节理裂隙较发育，属中硬岩。地层岩性从地表往下依次为：第一层为全风化花岗岩（γ3）：厚约4.0m，第二层为强风化花岗岩（γ3）：分布地层为4～20m。这两层都不需爆破。第三层为中风化花岗岩（γ3）：该层为挖方区主要地层，厚度大，分布广，为较软～较硬岩岩体破碎～较破碎，岩体工程地质性质一般，岩石饱和抗压强度平均值Rc=57.8MPa，需要爆破开挖。
二、 爆破环境
该段爆破区右侧紧邻横涧乡瓦后组居民区。爆区距居民区最小距离仅25米左右，垂直高差30米，爆破控制不好极易引发伤人及爆损事故。因此施工中对爆破振动、爆破飞石等有害效应的控制提出了极高的要求（爆区距居民区平面布置见附图）。
三、控爆方案设计
根据本爆区的地形条件，周围环境，工程要求和施工要求，本工程采用浅眼控制爆破的爆破技术方案。钻机钻眼，人工装药，网络起爆。浅孔爆破方案具有破坏范围小，爆破地震强度和爆破冲击强度低，爆破个别飞石易控制等优点。
1. 爆破安全设计 ⑴爆破震动控制 爆破振动的控制是确定爆破参数和施工方案的前提，所有参数和方案的选择，必须满足爆破振动控制的要求。爆破方案设计时利用下面的公式计算单段最大安全装药量。
Q=R3﹙v/k﹚3/a
（kg）
式中：V——爆破地震安全速度，取 3.0cm/s；
R——爆破中心距被保护目标距离（m）；
K、α——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减系数。根据对该地区的地质情况，暂取K=150，α=1.7； Q——单段安全用药量（kg）。
根据上述公式可计算出对应距离的安全允许值下的最大单段药量见下表：
不同距离下安全允许值下的最大单段药量 R（m）
6 8 10 15 Q（kg）
0.22 0.52 1.02 3.45 鉴于以上结果，爆破设计和施工时，一定要根据被保护对象的距离计算单段最大装药量，取其中的最小值。施工时，还要根据爆破试验的结果及时合理地调整单段药量。
⑵空气冲击波控制 在保证装药量和填塞质量的前提下，浅孔爆破一般不考虑空气冲击波的危害。
W n k Rf f 220⑶个别飞石飞散距离
式中：fR—飞石的最大飞散距离，m； n —爆破作用指数取 n =1.0； W —最小抵抗线，其 W =1.3m； fk—系数，一般为 1.0～1.5，取 1.5。
上式计算：fR =39m 本控制爆破以控制飞石最大抛距为安全重点，浅孔爆破单位装药量小，便于控制飞石。为确保安全，警戒范围定为300米，飞石控制在安全范围内。为了有效控制飞石飞散距离，根据爆破条件的变化，合理确定炸药单耗和爆破参数，采用岩屑堵塞孔口并捣实，保证炮孔的堵塞长度和质量。
2. 爆破参数的选取 ⑴钻孔直径 D
根据实际情况及施工经验，D 选取 60mm； ⑵爆破（台阶）高度 H
H＝1.0～3.0m（本工点取 2m）
⑶最小抵抗线 W W＝（20～50）d，根据在该类型岩性中的施工经验，最小抵抗线取0.8～1.2m。
⑷钻孔深度钻与超钻深度 钻孔深度 L 与爆破高度 H，超钻深度 h 的关系由下式确定 L＝H＋h（垂直孔超深 0.3 米）
⑸炮孔间距 a 孔距a＝mW，式中m为炮孔密集系数，取1.3 ⑹炮孔排距 b
b＝(0.85 -1)a1
⑺单耗 q 根据经验和现场的实际情况，q 取 0.3kg/m3,在计算药量时，必须通过对岩石进行 1－2 次试爆，以试爆结果确定合理的单位耗药量q 值。
⑻单孔装药量 Q′
Q′＝qHaW（kg）
浅眼爆破设计参数汇总表
H（m）
h（m）
L（m）
a（m）
b（m）
q （kg/m3）
Q′（kg）
2 0.3 2.3 1.2 1.0 0.3 0.66 注：爆破参数根据现场作业试爆结果再进行调整。
3. 炮孔布置 见后附图 1：《炮孔平面布置图》 4. 炮孔口防护措施 装药后对炮孔进行填塞，要保持良好的质量和足够的长度，为防止爆破飞散物飞散过远，避免飞石产生危害，填塞后，在每个炮孔口上压沙袋，网路联接好后要在爆体上覆盖一层胶皮或铁皮，再用沙袋或竹笆进行有效覆盖。
炮孔防护措施示意图铁皮或胶皮炮孔沙袋沙袋
5. 起爆网路 为了减少外界杂散电流、感应电流、射频电流等可能引起的早爆或误爆事故，采用非电毫秒延期导爆管起爆网路，用多种段别雷管孔内微差延期起爆，各段延时时间≥50ms，排间用中继延期传爆。导爆管与导爆管之间用四通连接件相连。
三、应用实例
ZK9+575～ZK9+619 段第二级边坡，长 44m，边坡高度 8m。参考控爆方案选取炮孔距 1.2m，排距 1.0m 布置 6 排炮孔，共布置炮孔 220个，最小抵抗线 0.9m。
1 1 ． 钻孔
钻孔采用日本进口的古河 12DS 型潜孔钻机一台，钻孔直径 60mm，孔深 2.2m，孔距 1.2m，排距 1m。
钻孔布置 见 附图 图 1 1 ：炮孔平面布置图 根据现场量孔，各孔深度 见 附表 1 1 ：单孔装药记录表 钻孔完成后，使用高压风吹孔，吹孔后用土工布堵塞孔口防止堵孔。
潜孔钻机钻孔照片
钻孔布置立面图 2 2 ． 装药结构
本次爆破共用￠32 的乳化炸药 551 节，每节 330g，共使用炸药181.83kg。为达到浅孔爆破效果，每间隔 0.6~0.7m 装一卷，在炮孔口下 50cm 处开始堵塞。具体每孔装药 见 附表 1 1：
：
《 单孔 装药》 记录表》。
3 3 ． 起爆网络
起爆网络采用非电微差分段并联起爆网络，降低爆破振动，能确保临近建筑物安全。为尽可能缩小各爆破炮孔的起爆时差，所有光爆孔都采用导爆索起爆，即将乳化药卷捆绑在导爆索上，各光爆孔的起爆导爆索与孔口的主传导爆索采用传爆四通相连。其前面一排主爆孔必须先于光爆孔起爆，二者的起爆时差应大于 100ms，即当主爆孔采用 1 段瞬发雷管时，光爆孔的主传导爆索则用 5 段或 6 段雷管起爆。
起爆网络图 见附图 2 2 ：起爆网络图 4 4 ．第一次试爆效果及爆破参数调整
浅孔爆破在最小抵抗线方向形成了少量的爆破飞石，最大抛距达到了 22m，对周边居民安全造成了隐患。究其原因，在于前排个别主爆孔因主爆区形成的保护层坡面不平而使得最小抵抗线过小，有的仅为 0.7~0.9m。后将最小抵抗线调整为 1.1~1.2m。同时爆破后部分块石过大，主要原因是孔距偏小所致，在后续施工中将孔距加大到 1.3m（炮孔密集系数 1.08~1.18）。
5 5 ．参数调整后爆破效果
在不改变单孔装药量和装药结构情况下，通过以上爆破参数的调整，有效地控制了飞石距离，石料粒径也有所改善。满足了本次爆破设计要求。
预留光爆层1－1 1－2 1－3 1－4 1－5 1－6 1－7 1－8 1－9 1－10 1－27 1－28 1－29 1－30 1－31 1－32 1－33 1－34 1－35 1－36 1－262－1 2－2 2－3 2－4 2－5 2－6 2－7 2－8 2－9 2－10 2－28 2－29 2－30 2－31 2－32 2－33 2－34 2－35 2－36 2－27 2－113－1 3－2 3－3 3－4 3－5 3－6 3－7 3－8 3－9 3－10 3－27 3－28 3－29 3－30 3－31 3－32 3－33 3－34 3－35 3－36 3－264－1 4－2 4－3 4－4 4－5 4－6 4－7 4－8 4－9 4－10 4－27 4－28 4－29 4－30 4－31 4－32 4－33 4－34 4－35 4－365－1 5－2 5－3 5－4 5－5 5－6 5－7 5－8 5－9 5－10 5－27 5－28 5－29 5－30 5－31 5－32 5－33 5－34 5－35 5－36 5－266－1 6－2 6－3 6－4 6－5 6－6 6－7 6－8 6－9 6－10 6－27 6－28 6－29 6－30 6－31 6－32 6－33 6－34 6－35 6－36 6－112－374－376－37 6－38ZK9+575ZK9+619附图 1：炮孔平面布置图
预留光爆层爆破监空面爆破方向至起爆器传爆四通 导爆管炮孔 启爆雷管第1排第2排第3排第4排第5排第6排 附图 2：起爆网络图
附表 1：ZK9+575～ZK9+619 段单孔装药记录表
序号 孔号 孔径（mm）
孔深（m）
装药节数 雷管数量 单孔装药量（g）
1 1-1 60 2 2 1 660 2 1-2 60 2 2 1 660 3 1-3 60 2 2 1 660 4 1-4 60 2 2 1 660 5 1-5 60 2 2 1 660 6 1-6 60 2 2 1 660 7 1-7 60 2 2 1 660 8 1-8 60 2 2 1 660 9 1-9 60 2.1 2 1 660 10 1-10 60 2.1 2 1 660 11 1-11 60 2.2 2 1 660 12 1-12 60 2.1 2 1 660 13 1-13 60 2 2 1 660 14 1-14 60 2 2 1 660 15 1-15 60 2 2 1 660 16 1-16 60 2 2 1 660 17 1-17 60 2 2 1 660 18 1-18 60 2 2 1 660 19 1-19 60 2 2 1 660 20 1-20 60 2 2 1 660 21 1-21 60 2 2 1 660 22 1-22 60 2 2 1 660 23 1-23 60 2 2 1 660 24 1-24 60 2 2 1 660 25 1-25 60 2 2 1 660 26 1-26 60 2.2 2 1 660 27 1-27 60 2.2 2 1 660 28 1-28 60 2 2 1 660 29 1-29 60 2 2 1 660 30 1-30 60 2 2 1 660 31 1-31 60 2.1 2 1 660 32 1-32 60 2.1 2 1 660 33 1-33 60 2 2 1 660 34 1-34 60 2 2 1 660
序号 孔号 孔径 孔深 装药节数 雷管数量 单孔装药量（g）
35 1-35 60 2 2 1 660 36 1-36 60 2 2 1 660 37 2-1 60 2.1 2 1 660 38 2-2 60 2.1 2 1 660 39 2-3 60 2.1 2 1 660 40 2-4 60 2.1 2 1 660 41 2-5 60 2.1 2 1 660 42 2-6 60 2.1 2 1 660 43 2-7 60 2.1 2 1 660 44 2-8 60 2.1 2 1 660 45 2-9 60 2.1 2 1 660 46 2-10 60 2.1 2 1 660 47 2-11 60 2.1 2 1 660 48 2-12 60 2.1 2 1 660 49 2-13 60 2.1 2 1 660 50 2-14 60 2.1 2 1 660 51 2-15 60 2.1 2 1 660 52 2-16 60 2.1 2 1 660 53 2-17 60 2.1 2 1 660 54 2-18 60 2.1 2 1 660 55 2-19 60 2.1 2 1 660 56 2-20 60 2.1 2 1 660 57 2-21 60 2.1 2 1 660 58 2-22 60 2.1 2 1 660 59 2-23 60 2.1 2 1 660 60 2-24 60 2.1 2 1 660 61 2-25 60 2.1 2 1 660 62 2-26 60 2.1 2 1 660 63 2-27 60 2.1 2 1 660 64 2-28 60 2.1 2 1 660 65 2-29 60 2.1 2 1 660 66 2-30 60 2.1 2 1 660 67 2-31 60 2.1 2 1 660 68 2-32 60 2.1 2 1 660 69 2-33 60 2.1 2 1 660 70 2-34 60 2.1 2 1 660 71 2-35 60 2.1 2 1 660 72 2-36 60 2.1 2 1 660
序号 孔号 孔径 孔深 装药节数 雷管数量 单孔装药量（g）
73 2-37 60 2.1 2 1 660 74 3-1 60 2.2 2 1 660 75 3-2 60 2.2 2 1 660 76 3-3 60 2.2 2 1 660 77 3-4 60 2.2 2 1 660 78 3-5 60 2.2 2 1 660 79 3-6 60 2.2 2 1 660 80 3-7 60 2.2 2 1 660 81 3-8 60 2.2 2 1 660 82 3-9 60 2.2 2 1 660 83 3-10 60 2.2 2 1 660 84 3-11 60 2.2 2 1 660 85 3-12 60 2.2 2 1 660 86 3-13 60 2.2 2 1 660 87 3-14 60 2.2 2 1 660 88 3-15 60 2.2 2 1 660 89 3-16 60 2.2 2 1 660 90 3-17 60 2.2 2 1 660 91 3-18 60 2.2 2 1 660 92 3-19 60 2.2 2 1 660 93 3-20 60 2.2 2 1 660 94 3-21 60 2.2 2 1 660 95 3-22 60 2.2 2 1 660 96 3-23 60 2.2 2 1 660 97 3-24 60 2.2 2 1 660 98 3-25 60 2.2 2 1 660 99 3-26 60 2.2 2 1 660 100 3-27 60 2.2 2 1 660 101 3-28 60 2.2 2 1 660 102 3-29 60 2.2 2 1 660 103 3-30 60 2.2 2 1 660 104 3-31 60 2.2 2 1 660 105 3-32 60 2.2 2 1 660 106 3-33 60 2.2 2 1 660 107 3-34 60 2.2 2 1 660 108 3-35 60 2.2 2 1 660 109 3-36 60 2.2 2 1 660 110 4-1 60 2.3 3 1 990
序号 孔号 孔径 孔深 装药节数 雷管数量 单孔装药量（g）
111 4-2 60 2.3 3 1 990 112 4-3 60 2.3 3 1 990 113 4-4 60 2.3 3 1 990 114 4-5 60 2.3 3 1 990 115 4-6 60 2.3 3 1 990 116 4-7 60 2.3 3 1 990 117 4-8 60 2.3 3 1 990 118 4-9 60 2.3 3 1 990 119 4-10 60 2.3 3 1 990 120 4-11 60 2.3 3 1 990 121 4-12 60 2.3 3 1 990 122 4-13 60 2.3 3 1 990 123 4-14 60 2.3 3 1 990 124 4-15 60 2.3 3 1 990 125 4-16 60 2.3 3 1 990 126 4-17 60 2.3 3 1 990 127 4-18 60 2.3 3 1 990 128 4-19 60 2.3 3 1 990 129 4-20 60 2.3 3 1 990 130 4-21 60 2.3 3 1 990 131 4-22 60 2.3 3 1 990 132 4-23 60 2.3 3 1 990 133 4-24 60 2.3 3 1 990 134 4-25 60 2.3 3 1 990 135 4-26 60 2.3 3 1 990 136 4-27 60 2.3 3 1 990 137 4-28 60 2.3 3 1 990 138 4-29 60 2.3 3 1 990 139 4-30 60 2.3 3 1 990 140 4-31 60 2.3 3 1 990 141 4-32 60 2.3 3 1 990 142 4-33 60 2.3 3 1 990 143 4-34 60 2.3 3 1 990 144 4-35 60 2.3 3 1 990 145 4-36 60 2.3 3 1 990 146 4-37 60 2.3 3 1 990 147 5-1 60 2.3 3 1 990 148 5-2 60 2.3 3 1 990
序号 孔号 孔径 孔深 装药节数 雷管数量 单孔装药量（g）
149 5-3 60 2.3 3 1 990 150 5-4 60 2.3 3 1 990 151 5-5 60 2.3 3 1 990 152 5-6 60 2.3 3 1 990 153 5-7 60 2.3 3 1 990 154 5-8 60 2.3 3 1 990 155 5-9 60 2.3 3 1 990 156 5-10 60 2.3 3 1 990 157 5-11 60 2.3 3 1 990 158 5-12 60 2.3 3 1 990 159 5-13 60 2.3 3 1 990 160 5-14 60 2.3 3 1 990 161 5-15 60 2.3 3 1 990 162 5-16 60 2.3 3 1 990 163 5-17 60 2.3 3 1 990 164 5-18 60 2.3 3 1 990 165 5-19 60 2.3 3 1 990 166 5-20 60 2.3 3 1 990 167 5-21 60 2.3 3 1 990 168 5-22 60 2.3 3 1 990 169 5-23 60 2.3 3 1 990 170 5-24 60 2.3 3 1 990 171 5-25 60 2.3 3 1 990 172 5-26 60 2.3 3 1 990 173 5-27 60 2.3 3 1 990 174 5-28 60 2.3 3 1 990 175 5-29 60 2.3 3 1 990 176 5-30 60 2.3 3 1 990 177 5-31 60 2.3 3 1 990 178 5-32 60 2.3 3 1 990 179 5-33 60 2.3 3 1 990 180 5-34 60 2.3 3 1 990 181 5-35 60 2.3 3 1 990 182 5-36 60 2.3 3 1 990 183 6-1 60 2.4 3 1 990 184 6-2 60 2.4 3 1 990 185 6-3 60 2.4 3 1 990 186 6-4 60 2.4 3 1 990
序号 孔号 孔径 孔深 装药节数 雷管数量 单孔装药量（g）
187 6-5 60 2.4 3 1 990 188 6-6 60 2.4 3 1 990 189 6-7 60 2.4 3 1 990 190 6-8 60 2.4 3 1 990 191 6-9 60 2.3 3 1 990 192 6-10 60 2.3 3 1 990 193 6-11 60 2.3 3 1 990 194 6-12 60 2.3 3 1 990 195 6-13 60 2.4 3 1 990 196 6-14 60 2.4 3 1 990 197 6-15 60 2.4 3 1 990 198 6-16 60 2.4 3 1 990 199 6-17 60 2.5 3 1 990 200 6-18 60 2.5 3 1 990 201 6-19 60 2.5 3 1 990 202 6-20 60 2.5 3 1 990 203 6-21 60 2.4 3 1 990 204 6-22 60 2.4 3 1 990 205 6-23 60 2.4 3 1 990 206 6-24 60 2.4 3 1 990 207 6-25 60 2.4 3 1 990 208 6-26 60 2.5 3 1 990 209 6-27 60 2.5 3 1 990 210 6-28 60 2.4 3 1 990 211 6-29 60 2.4 3 1 990 212 6-30 60 2.4 3 1 990 213 6-31 60 2.4 3 1 990 214 6-32 60 2.3 3 1 990 215 6-33 60 2.3 3 1 990 216 6-34 60 2.3 3 1 990 217 6-35 60 2.3 3 1 990 218 6-36 60 2.4 3 1 990 219 6-37 60 2.4 3 1 990 220 6-38 60 2.4 3 1 990 合计（雷管数量已计入 1 个起爆雷管）
551 221 181830 开挖方量（m3）
616 炮眼密度（个/m2）
0.71
单位用药量（kg/m3）
0.30