路基石方露天爆破孔布置有关问题研究

李增艺

摘要：在高速公路施工项目中，为加快施工进度，多采用露天爆破的方式对路基石方进行处理，然而，由于高速公路施工沿线岩石种类较多，在爆破孔的布置方面需要结合工程项目的实际需要，对等角三角网布孔的优势加以分析，并根据岩石的不同进行孔距与孔径的测算，以提高路基石方露天包括效果。

【关键词】路基石方；露天爆破；爆破孔

1. 路基石方露天爆破概述

对于路基石方的露天爆破，相关参数的确定直接影响到岩体破碎程度与飞石、震动、冲击波的影响范围，针对以上几个方面的假设，则需要做好三个方面的保障措施：首先，对岩石的具体特性加以分析，从而确定炮孔的实际分布与参数；其次，根据爆破孔的布置设定药量装填剂量与装药结构；最后，选择合适的起爆方式。

2. 路基石方露天爆破的多排等边三角炮孔布置

通常来讲，岩石爆破孔的布置有多种形式，主要以单排孔和多排孔较为常见，其中，为保证爆破过程中的能量均衡分布，在实际爆破中则多使用多排方形布孔、多排矩形布孔、多排三角布孔等方式。相对比来看，多排等边三角布孔方式的效果和优点较为明显，首先，多排等边三角布孔方式能够实现对炸药能量的充分利用，由此形成的欠爆区面积最小，具体与下图所示：

根据图1中的布孔要求，在炮孔周围依次向外钻孔，孔距为a，由此计算，则多排等边三教布孔的排距则为则为（√3 a）/2，如此计算，则属于欠爆区的阴影部分面积则利用集合计算的方法可以求得其结果为0.04a^2。

然而，当采用多排矩形布孔方式时，如图2所示，在孔距依然设定为a的情况下，排距同样为（√3 a）/2，在相同情况下，单独一个孔的欠爆区的面积大小依然为0.063a^2。

由此计算，在爆破对象相同的情况下，采取多排等边三角布孔方式所形成的欠爆区面积要小于多排矩形布孔，该布孔方式能够保证布孔更加均匀，并同时保证欠爆区和过爆区的面积都较小。

3. 炮孔布置的孔排距分析

在路基石方露天爆破项目施工过程中，孔径大小需要根据钻机的大小和岩石特性来确定，例如，在使用潜孔钻机时，所设定的孔径多为10cm～20cm，不同孔径的选择，将直接影响到爆破效果及爆破所需成本。

首先，在综合考虑炮孔装药量和能量损失的情况下，爆破孔的堵塞长度应大于孔深的1/3，当堵塞深度不足时，将导致爆炸产生的能量无法充分作用于欠爆区，进而造成严重的空气冲击波、噪声，爆破产生的碎石直径偏大，爆破效果较差。根据实践经验可以确定爆破孔炸药装填量与孔径、孔深的关系如下：

其次，针对潜孔钻机在路基石方爆破施工中的装药问题，当在炸药装填量小于1/4孔深时，将导致爆破目标的断裂长度较短，大块度明显增加，甚至无法实现岩石的碎化。在这种情况下，进行二次爆破产生飞石等安全隐患的可能性大大增加，只能够采取机械破碎的方式进行处理，这不仅造成了超额的成本支出，也影响了施工工期。因此，为保证路基石方露天爆破的效果，则需要对其孔径与最低炸药装填量加以计算，具体如以下公式所示：

根据Q_m与Q_n的公式可以看出，单孔炸药装填量的多少，直接取决于路基石方打孔深度与孔的实际布置情况。例如，通过减少孔排距，可以实现岩石硬度较高、整体性好、单孔炸药量较多的孔。

4. 常见岩石的孔距与孔径关系

針对目前高速公路路基石方爆破工程中常见的石灰岩、花岗岩等岩石类型，其孔距与孔径的关系则存在着一定的差异。

4.1石灰岩的孔距与孔径关系

作为我国普遍存在的岩石类型，石灰岩的硬度较高，整体性较好，根据Q_m与Q_n的计算结果，在单孔用药量为0.4kg/m3的情况下，其孔径a∈[27.345*（D-0.01），44.67（D-0.01）]，计算结果如下表所示：

4.2花岗岩的孔距与孔径关系

与石灰岩相似，花岗岩同样具有较高的硬度，以及较好的整体性，因此，单位体积上的用药量约为0.45kg/m3，由此也可以看出，即便具有相类似的岩石结构，其单位体积上的用药量也有着一定的差异。根据Q_m与Q_n的计算结果，其孔径a∈[25.792*（D-0.01），42.113（D-0.01）]，在孔径设定为7～11cm时，其孔距的对应值应满足表2中的数据指标。

5. 结束语

路基石方露天爆破普遍采用的多排等边三角、多排矩形布孔方式，保证了爆破后石块的破碎度，并且，孔径与排距的合理设定，能够有效避免爆破过程中的飞石现象，提高了爆破工作的安全性。然而，根据以往经验，路基石方露天爆破岩石的多样性，以及岩石断层、节理等特殊情况的存在，则需要根据实际情况加以分析，选择科学的爆破孔布置方案。

【参考文献】

[1]张瑞明.市政工程中石方路基控爆的施工技术[J].工程建设与设计，2017（11）：179-180+183.

[2]黄竟锋.路基石方控制爆破施工技术初探[J].建材与装饰，2017（24）：249-250.