石方深孔爆破方案设计

石 峰

武汉江夏路桥工程总公司

正文：

前言

作为一个施工企业，降低施工成本，获得最好施工利润，永远是施工单位不变的追求主题。路基石方爆破施工，是一项高成本施工作业，如何降低爆破施工的成本，应该是施工单位重点关注的对象。

1.深孔爆破的成本构成

1.1 石方爆破的施工工艺

公路路基施工，不可出口避免的会有大量石方开挖，石方开挖的施工方法，就是爆破施工。石方爆破的施工工艺包括：钻孔方案设计与钻孔、装药与爆破、爆松体处理与装运，现场清理与安全等几个环节。石方爆破施工成本基本上是由以上这些环节所付出的资金投入构成。对于大体积的石方爆破施工，往往会采用深孔爆破方法。深孔爆破作业特点，主要是体现在松动爆破上。采用深孔爆破，施工成本主要来自两大块，一是钻孔与爆破作业，二是爆松体处理与装运。下面将着重对这两部分施工成本进行分析。

1.2 深孔爆破对成本的影响

路基石方深孔爆破作业，应该注意的两个主要问题是：钻孔布置，钻孔深度。这两个因素对爆破效果影响很大。根据一般爆破常识，在装药量一定的前提下，钻孔间距布置合理，钻孔深度大，爆破效果会好一些，相反钻孔深度过小，爆破效果会差一些。爆破效果差，自然就爆破成本会高一些，但也不完全是一个正反比例关系，有时表面看来爆破效果好，反而爆破成本会变高，具体情况应具体分析。

1.3 爆破效果分析

平常所说的爆破效果，是指一种直观概念，即在炸药用量一定的情况下，岩石爆松的体积越大，爆破效果越好；反之，爆松体积越小，爆破效果就差。从施工主观愿望上说，总是希望每次爆破松动的石方体积越大真好，这仅是对每一次爆破所炸松的石方体积而言。也就是说，用爆炸松动岩石的体积来衡量爆破效果。这种衡量方法具有一定的片面性，它只考虑了爆破过程产生的爆破效果，没有考虑爆破以后，处理爆破松动体的难易程度。

1.4 爆破成本组成分析

为了便于分析爆破成本，我们把石方爆破总成本分为直接成本和间接成本两部分。我们把爆破过程所产生的成本称为直接成本，爆破以后对爆松体的处理和装运称为直接成本。这种分法不是给爆破成本的定义下结论，仅只是为了便于爆破成本分析。

1.4.1 爆破直接成本

爆破直接成本表现在爆破效果上：即在装药量基本一致的情况下，石头爆松体积越大，爆破效果越好，爆破直接成本低； 反之，爆松体积越小，爆破效果差，爆破直接成本高。可见，爆破的直接成本主要与岩石爆松体积的大小有关。

1.4.2 爆破间接成本

但恰好相反，爆破松动体积越大，间接成本则会越高，爆松体积越小，间接成本低。这是因为，爆松体积越大，岩体的松动程度低，爆破后形成的岩石块体相对要大。这对于爆松体的后续处理，会带来一定困难，松动程度小，不方便挖掘机作业和铲运机装运，机械作业效率会大大降低，装运也会变得很困难，有些过大的块体甚至需要进行二次解体。这样，大大的增加了爆破的间接成本。所以说，表面看来，虽然爆破效果好，反而会增加爆破成本，因此不能片面追求爆破效果好。可见，爆破的间接成本与对爆松体的处理难易程度有关。

2.爆破成本试验计算

施工单位的施工目的，除了高质量的完成施工项目外，另一个目的就是要获得较高的施工利润，怎样降低施工成本始终是施工单位永远追求的主题，不计成本的施工是愚蠢的施工。善于爆破方案设计理论，很多爆破文献资料都是有详细介绍，但是，因为岩石的性质各有不同，对各种文献资料上介绍的爆破设计数据，不可以直接套用，还需要通过试验方法进行验证。只有这样，才能够取得适合本项目的爆破方案设计数据，在试验数据的基础上，设计出最佳爆破方案。

2.1 爆破试验

通过爆破试验，取得适合本项目的最佳爆破方案设计的数据。这各试验方法的大致过程如下：即在石方爆破施工正式开始前，根据各种文献资料介绍的爆破理论，初步拟定多种爆破方案数据，即拟定多组不同钻孔间距、钻孔深度、用药量等数据，用这些数据进行爆破试验，通过试验获得各组数据的爆破效果，并计算出相应的直接成本、间接成本和总成本，将数据列成表格，一般情况下试验次数不要少于5次，用每次试验的以下数据制成表格：钻孔深度、孔径大小、钻孔间距、装药量、爆松体积、直接成本、间接成本、总成本。根据表列数据绘制“爆破成本关系曲线”（见下图）。

应该指出的是：对于不同性质的岩石类别，表内数据会不一样，因此，对于不同的岩石爆破开挖，都要在施工初期进行爆破试验。

2.2 绘制爆破成本关系曲线

根据石方爆破成本构成分析，对隧道爆破施工初期试验所取得的一系列数据，绘制出三条爆破成本曲线。见下图1：

图1 爆破成本关系曲线

2.3 爆破成本关系曲线分析

一般情况下，爆破直接成本会随着爆破效果的提高而降低，爆破间接成本则随着爆破效果的提高而增加。两个成本叠加绘制出的总成本曲线，一定会是一个凹形曲线，凹形曲线的最低点纵横坐标所对应的各项数据，就是最佳爆破最佳方案的设计数据。用最佳方案的数据指导施工，就能降低施工成本，获得最好施工利润。

3 结论

综上所述，为了获得爆破施工的最佳利润，必须认真进行施工方案设计，爆破方案设计的一项重要工作，就是确定浅孔爆破的钻孔间距、钻孔深度和用药量，得出最佳爆破方案，降低施工成本，取得最好施工利润，提高企业经济效益。

（1）不能片面追求最大的爆破效果，也就是说，不能片面追求每一次放炮的爆松体积，而是即要考虑爆松体积大小，还要考虑爆破以后，对爆松体的处理。要通过实际爆破试验，得出最佳爆破方案数据，用最佳方案数据指导施工。

（2）同一种爆破方案，对不同的围岩类别，爆破效果会不一样，爆松体积不一样，对爆松体的处理方法也不一样。因此，对于不同性质的石方爆破施工，都应该进行先期爆破试验，得出适合该种岩石的爆破最佳方案数据。