低丘緩坡地帶露天中深孔爆破巖石大塊率的控制技術措施

汪強

（重慶市爆破工程建設有限責任公司，重慶 400020）

0 引言

目前在土石方平場工程中，采用臺階中深孔爆破是開挖巖石使用比較常用的施工方案。麗水產業聚集區低丘緩坡開發項目（蓮都組團1）土石方平整項目位于浙江省麗水市碧湖鎮高溪鄉，工程內容主要為土石方的開挖與回填平整項目，施工面積約64萬m2，土石方總挖方量約663萬m3，填方量約為300萬m3。所有回填量均利用開挖出的土石方，石方利用率100%。該工程是浙江省低丘緩坡開發試點項目，已列入浙江省及麗水市重點項目，為了保證工程回填質量，確保工程生產的安全、勞動生產率、作業成本以及各項技術經濟指標，為了樹立良好的企業形象，必須嚴格控制中深孔松動爆破的巖石大塊率。該工程總造價為1.03億，工期30個月[1]。

1 影響大塊率的因素[2]

1.1 爆破工程地質的復雜性

在低丘緩坡地帶進行爆破施工過程中，由于低丘緩坡地區存在大量較厚的土質夾層，且地質構造較為復雜，有大量的斷層、裂隙、節理等，嚴重影響爆破效果。

由于爆破沖擊波和爆生氣體受土質夾層和斷層、裂隙、節理等復雜地質環境的影響，迅速衰減，從而大大地減弱了爆破直接作用于巖石的能量作用，造成了爆破效果不好，達不到設計要求，尤其是產生了大量的孤石大塊，大塊率偏高。

1.2 爆破參數的影響[3]

爆破參數是影響爆破效果最直接的因素，通過合理的設計爆破參數，能有效地控制爆破效果，降低爆破大塊率。

爆破參數具體包括：孔網參數、最小抵抗線 （底盤抵抗線）、裝藥量、單耗、裝藥結構和爆破網路，其中孔網參數又是最基本的爆破參數。通過調節孔網參數，可以有效控制裝藥量和炸藥單耗，并根據爆破介質的工程地質環境和抵抗線的大小，采取合適的裝藥結構和爆破網路。

孔網參數設計不合理，極易造成爆破效果不好，產生大量的大塊。孔網參數設計偏小時，在炸藥單耗不變的情況下，裝藥藥柱集中在炮孔的下部，上部填塞過長，易上部產生大塊，而采用分段間隔裝藥，裝藥量又過小，無法實現爆破目的；孔網參數設計過大，造成單孔裝藥量嚴重不足，爆破單孔承擔的爆破體量過大，使得爆破能量作用無法有效破碎巖石，從而產生大量的大塊，過大的排距。

孔網參數的布置應根據炮孔直徑、臺階高度、最小抵抗線（底盤抵抗線）和巖石性質進行設計，過大過小的孔網參數都不利于爆破的能量作用，造成不好的爆破效果和偏高的大塊率。

1.3 單耗的影響

合理的炸藥單耗也是達到良好爆破效果的必要條件。單耗設計的不合理，偏小易造成破碎巖石的爆破能量作用不夠而產生大塊，甚至達不到減弱松動的爆破目的；偏大易產生爆破飛石而造成爆破事故。

1.4 裝藥結構的影響

不同的裝藥結構所產生的爆破效果是不一樣的。中深孔爆破中，采用不合理的裝藥結構也是造成大塊率偏高的重要因素，如采用不合理的連續裝藥，通常會造成頂部裝藥嚴重不足、填塞過長，造成頂部面層產生大量的大塊，如前排孔產生額頭現象，給后續的鏟裝作業帶來極大的困難。

2 控制大塊率的具體技術措施和方法

2.1 確定合理的炸藥單耗[4]

根據巖石性質和現場工作面情況（底盤抵抗線）確定合理的炸藥單耗。針對巖石整體較好、可爆性好的區域，可適當的降低炸藥單耗；對巖石整體性差、存在大量的斷層、裂隙、節理、可爆性差的區域應根據現場的實際情況適當提高炸藥單耗，采取合適防護警戒措施提高爆破質量和效果，控制大塊率。

麗水（蓮都組團1）二期土石方工程2-1區塊靠南面部分巖石，其可爆性差，是出現大塊頻率較高的區域，結合現場的實際情況，通過提高炸藥單耗，基本控制了該區塊的大塊率。極大地加快了后續鏟裝作業，避免了二次破碎，有效地改進了爆破效果和施工進度。

2.2 設計合理的孔網參數

根據炮孔直徑、臺階高度、最小抵抗線（底盤抵抗線）和巖石性質，設計合理的孔網參數。通過炮孔直徑、臺階高度設計孔距，根據最小抵抗線（底盤抵抗線）確定排距，并結合目前工程爆破行業推廣應用的寬孔距微差中深孔爆破，對孔網參數進行合理的調節，以達到控制大塊率改善爆破效果的目的。

在麗水（蓮都組團1）二期土石方工程爆破施工過程中，作者根據現場實際情況，并結合低丘緩坡地帶的工程地質環境特點，對孔網參數進行了合理的調整，改變了過去短孔距、寬排距的傳統設計，改而采用寬孔距微差中深孔爆破。進行設計前，通過對現場充分勘查后，再對孔網參數和炮孔角度進行設計，采用寬孔距、小排距設計后，顯著改善了現場的爆破質量，大大地降低現場的爆破巖石大塊率。

2.3 調整裝藥結構[5]

根據低丘緩坡地帶的地質特點，通常采用深度較深的深孔爆破進行一次性到標高的施工方法，這就給裝藥帶來了極大的困難，采用常規的裝藥結構不能滿足設計施工要求，易造成大塊率偏高。

在實際裝藥過程中，通常采用間隔裝藥和底部加強裝藥，既有效地解決了頂部面層大塊率較高的問題，也解決了底部易產生根底的問題，這在麗水（蓮都組團1）二期土石方工程爆破施工過程中得到了良好的體現。

2.4 設計合適的爆破網路和起爆順序[6]

選擇合理的微差時間和合適的起爆順序，能較好地改善爆破效果，控制大塊率。

微差爆破技術是目前爆破行業中采用較為廣泛的施工技術，該技術既能降低爆破地震效應，又具有改善爆破塊度、提高爆破質量的作用。微差爆破能否達到良好的爆破效果，確定微差時間是關鍵，通常一般巖石爆破采用的微差間隔為50～75ms。在麗水（蓮都組團1）二期土石方工程巖石現場爆破應用中，巖質較硬時取小值，巖石較軟時取大值，排間微差取稍長一些。

2.5 改善填塞質量

良好的填塞，可使巖石中爆炸氣體的作用發揮得更好，在其它條件相同的情況下，與不堵塞相比，堵塞能提高爆破效果10%以上，降低炸藥消耗量10%以上。

3 結論

綜上所述，中深孔爆破產生大塊是多方面造成的，有工程地質環境的客觀因素，也有爆破設計施工的主觀因素。根據麗水（蓮都組團1）二期土石方工程實踐發現，通過優化爆破設計，合理施工，并結合工程地質條件和環境，采取合適的控制技術措施，將大塊率控制在合適的范圍內是可行的，也是必要的。

[1]劉殿中.工程爆破實用手冊[M].北京:冶金工業出版社，1999.

[2]GB6722-2003爆破安全規程[S].北京:中國標準出版社，2004.

[3]李向明，高毓山，姜永豐.提高中深孔爆破質量技術實踐[J].金屬礦山，2009(4):175-177.

[4]汪旭光，鄭炳旭，張正忠，等.爆破手冊［M］.北京:冶金工業出版社，2010.

[5]耿貴剛，池恩安，劉鳳錢.中深孔爆破大塊產生的原因分析及降低大塊率的技術措施 [J].礦業研究與開發，2011（4）:104-106.

[6]汪龍，汪強.麗水（蓮都組團1）二期土石方工程爆破設計方案[R].重慶市爆破工程建設有限責任公司，2013.