工程爆破的基本方法汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇工程爆破的基本方法范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）24-0131-02

一、前言

《爆破工程》课程是本科采矿工程专业的必修课，是《井巷工程》、《隧道工程》、《地下工程》、《爆破安全技术》等课程的基础课，爆破技术是采矿工程、土木工程、水利工程、交通土建工程中不可缺少的工艺和技术，又是能够独成体系的工程技术。目前我校采矿工程、安全工程、城市与地下空间工程专业以及土木工程专业的各个方向都开设有《爆破工程》课程，多年来形成了自己的教学特色，建立了一个承前启后、能文能武的师资梯队，培养了一代又一代从事爆破事业或相关行业的优秀人才，完成了多项教学、科研和工程项目成果。《爆破工程》课程随着社会的需要而发展，随着科技的进步而不断完善。

尽管有文献对《爆破工程》课程的教学改革进行了一些探索和实践[1-3]，但在新形势下，为突出我校各专业教学特色和保证该课程持续、健康发展，对本课程制定其发展规划，拓展其改革思路势在必行。

二、教学目的及要求

学生通过对本课程的学习，应能掌握炸药爆炸的基本理论和岩石破碎基本原理，了解爆破工程的发展概况及应用前景，掌握爆破工程设计和施工的基本知识和方法，具备独立从事爆破方案设计的基本技能，熟悉炸药与爆破安全等方面的法律、法规和国家标准，掌握爆破安全技术与安全管理知识，具有爆破施工组织与管理的能力。根据我校本科生《爆破工程》课程大纲要求，共安排课堂教学36学时，实验教学4学时。

三、课程教学面临的问题

作为一门理论性和实践性都很强的应用技术课程，《爆破工程》课程教学改革的目的是提高教学质量，增加学生对本门课程及相关专业的兴趣，培养出适应社会发展要求的专门技术人才，但就目前的教学而言，仍然面临不少问题与矛盾。

1.教学内容多与教学课时少的矛盾。《爆破工程》课程是一个完整的体系。首先必须要求学生掌握炸药及其爆炸的基本知识，会正确选择起爆器材和合理选用起爆方法，才能保证使用时的安全；其次应了解岩石的基本性质及掌握炸药在岩石中爆破破碎的基本原理，以便取得良好爆破效果；第三，由于爆破环境与条件的千差万别，学生应该能够熟练掌握和灵活运用各种爆破技术，并确保安全施工。要在有限的学时内，教授学生以上这些内容，不是件容易的事情。同时，对于一门实践性很强的课程，4个学时的实验教学更是少之又少。

2.提高学生对专业课的兴趣和专业本身特点的矛盾。不论是采矿工程、安全工程、城市与地下空间工程专业，还是土木工程专业的一些方向，毕业后的工作环境、条件及收入等与学生本人的期望总有一定差距，造成一些学生专业思想严重，进而导致学生对所开设的课程学习兴趣不高，精力投入不够。

3.提高教学质量与教学手段缺乏的矛盾。师资、教材、教学手段与教学方法等都对提高教学质量起着重要作用。师资水平的提高、高质量教材的编写不是一蹴而就的事情，需要长期的积淀和总结；经费紧张导致教学设备扩充困难，教具、实验条件和设备等都难以满足提高教学质量的要求。

以上都是进行《爆破工程》课程教学改革所必须要考虑解决的问题。

四、教学内容的改革

教材是开展教学工作的基础，教材质量的高低对教学效果影响很大。目前我校所选用的《爆破工程》教材是由戴俊主编、机械工业出版社出版的普通高等教育“十一五”国家级规划教材和21世纪高等教育土木工程系列规划教材[4]，虽然能满足基本教学大纲的要求，但难以同时满足各专业方向的需求和突出我校《爆破工程》教学的特色。

为此，除了选用教材之外，还指定一些优秀参考书[5]供学生课下学习，同时团队成员对多年来的教学和科研工作也进行了总结和整理[6，7]，在教学过程中，可以结合各专业方向特点分别呈现给学生，同时计划编写出符合我校教学特色的教材。此外，爆破工程是一门不断发展的学科，教学内容也应随其发展及行业标准修订而进行相应调整。如伴随钻孔设备、机具的改进和钻孔效率的提高，并出于安全考虑，一些爆破工艺逐渐被取消或禁用。新修订的《爆破安全规程》（GB6722-2014）规定：药壶爆破已禁止使用，露天爆破也面临禁止使用，硐室爆破限制使用，等等；火雷管、导火索已禁止使用，铵梯炸药已停止生产。与此同时，一系列的新工艺、新技术应运而生，例如，逐孔起爆技术、精确延时起爆技术、高台阶抛掷爆破技术、现场混装技术和预装药技术等获得推广应用。

五、教学手段与方式的改革

1.强调爆破工程应用的广泛性，培养学生的学习兴趣。爆破作为工程施工的一种重要手段，被广泛应用于国民经济建设的各个领域。从各种矿石、建筑材料的开采以及煤炭、石油、天然气等能源的开采，交通工程、水电工程建设及地下空间开发与利用，地基处理和水下炸礁，到高大建（构）筑物拆除和大规模移山填海，爆破工程正以其不可替代的优势发挥着越来越重要的作用。此外，在医疗、爆炸成型与切割、爆炸合成新材料以及森林灭火等方面也得到了应用。通过教学，使学生能深入了解爆破工程应用领域和发展前景，激发学生的学习兴趣。

2.淡化理论公式推导，重点讲解基本原理及经验公式的实际应用。由于炸药爆炸是一个包含有高温、高压、高速度的复杂过程，目前尚有许多问题仍停留在假说和经验公式计算阶段，如岩石爆破破碎原理的三种基本假说、萨道夫斯基经验公式等，再加上爆破介质的不均匀性和环境的千差万别，使得很多问题不像数学那么严密，所以在教学中应少讲理论公式推导，重点讲解基本原理、结论及经验公式的合理应用，让学生真正能够做到学以致用。

3.精选典型案例，讨论分析教学。通过选择典型案例作为教学资料，不仅可以启迪学生的思维，培养他们理解和分析问题的能力，同时由于教学中的案例来源于实践，具有很强的针对性和典型性，对学生也有很强的说服力。多年来，课题组教师主持、参与完成了许多项爆破工程项目及课题研究，有很多成功的经验值得总结，同时也通过多种途径搜集整理了国内外一些有关爆破方面的典型案例，建立了自己的“典型案例库”。典型案例教学做到了理论与实践的结合，激发了学生的学习兴趣，教学效果明显。

4.借助计算机技术，开展多媒体辅助教学。多媒体技术可以对文本、图形图像、动画、声音、视频等多种媒体素材进行综合处理，利用它的这一特点及其强大的交互，制作的计算机辅助教学课件，能充分创造出一个图文并茂、有声有色的教学环境。本课程虽已从传统的黑板+挂图的教学进升为多媒体教学阶段，但目前的多媒体内容尚需进一步完善。拟将爆轰理论、岩石破碎原理、爆破网路与参数设计等章节内容增改为三维动画课件，将地下工程掘进爆破技术、露天爆破技术和拆除爆破技术等章节内容增改为工程实例讲解和爆破视频播放。应用多媒体技术来教学是一项长期的工作，多媒体技术也在不断的创新。只有通过不懈的努力，在制作多媒体的技术上不断地学习和完善，才能使多媒体技术真正给课堂教学带来质的飞跃。

5.应用数值模拟软件，再现实验过程。随着计算机技术的迅速发展，数值模拟在爆破理论和技术研究领域的应用取得了令人瞩目的成绩[8]，同时也给爆破工程辅助实验教学指明了新的发展方向。传统的爆破实验具有一定的危险性，一些实验现象难以捕捉和记录，影响了实验教学效果。利用数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA或AUTODYN进行计算机辅助实验教学，能够再现实验过程和现象，获取实物实验难以记录的信息，确保实验安全，激发了学生的学习兴趣，有利于增强爆破效果。

6.加强现场实地教学，增强动手能力。爆破工程是一门实践性很强的课程，无论对于技术、质量还是安全，都有很高的要求。为了增强学生对课堂教学内容的理解和掌握，实验课和现场实地教学都是必不可少的教学环节。俗话说：百闻不如一见。因此在条件许可的情况下，应尽可能的带领学生到工程爆破现场进行参观学习，开展实地教学。指导学生参加一些实际爆破工程项目的设计，在教师和现场工程技术人员的指导下，让学生亲身参与现场爆破工程的施工、质量控制与安全防护工作。

六、结论

《爆破工程》课程教学的实践表明，结合各专业需求与技术发展方向改革教学内容，结合课程特点与现代技术手段改革教学手段与方式，均能取得良好的教学效果。课程教学的改革是一个不断探索和实践的过程，需要我们长期不懈的坚持和努力，只要我们朝着一切为了学生发展的目标努力，定会把《爆破工程》建成受学生欢迎的课程。

参考文献：

[1]张云鹏.“爆破工程”课程教学设计与能力培养[J].河北联合大学学报（社会科学报），2012，（4）：97-99.

[2]付菊根.《爆破工程》课程教学改革探索[J].煤矿爆破，2000，（4）：25-27.

[3]何姣云，余周武.高职院校《爆破工程》课程教学改革研究[J].管理观察，2010，（6）：107-108.

[4]戴俊.爆破工程[M].北京：机械工业出版社，2007.

[5]王玉杰.爆破工程[M].北京：武汉理工大学出版社，2007.

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中图分类号：U45 文献标识码：A文章编号：

开挖是控制隧道施工中的关键工序，决定了施工的工期和造价。超挖过多，会增加出渣量和衬砌量而导致工程造价的提高，同时局部的超挖会引起应力集中，导致围岩的稳定性降低；欠挖对衬砌厚度有直接的影响，会引起安全产生和工程质量的隐患，需要花费多余的时间、资金来处理。

预裂爆破和加强光面爆破是控制超欠挖的常用方法。笔者在新建铁路南宁至广州线施工过程中，对于隧道施工过程中的超欠挖现象进行了一定实际的研究。该铁路线路中隧道按新奥法原理组织施工，根据围岩级别不同采用钻爆法和人工配合机械开挖法施工，开挖采用光面爆破，严格控制超欠挖。

一、超欠挖的检测技术研究

在隧道施工过程中应当根据现场条件采用切实可行的超欠挖量测定方法，其中主要（以内模为参照物）有直接测量法、直角坐标法、三维近景摄影法等方法。检测超欠挖主要是要测量断面，因此可以根据测量断面的方法将超欠挖量的测定方法分为两类：直接测量开挖断面面积的方法和非接触观测法。直接测量开挖断面面积是直接接触或者是间接接触开挖断面的测量方法，包括激光束测量、投影仪测量和内膜直接测量。非接触类观测法是不接触开挖断面，利用观测的方法来测量断面面积，包括极坐标法、直角坐标法和三维近景摄影法。

二、超欠挖问题的控制研究

笔者通过对近百座隧道的调查和统计，将影响超欠挖的因素归结为以下几点：爆破技术、测量放线、钻孔精度、地质条件变化、施工组织管理。因此控制超欠挖的重点是控制孔精度、爆破和施工管理，这种分析与笔者本次施工的实际是符合的。

2.1 改变“宁超勿欠”的传统观念

在超欠挖技术的安全管理中，首先应该改变观念，即必须改变“宁超勿欠”的传统观点，树立“少欠少超”的观点。在实际工程中，应该容许一定程度的欠挖。例如，《铁路隧道施工规范》（TB 10204-2002）规定：当围岩完整、石质坚硬时，容许岩石个别突出部分侵入衬砌；侵入值应小于衬砌厚度的1/3，并小于10cm；对喷锚衬砌应不大于5cm。

2.2 提高钻孔技术水平

钻孔技术对隧道超欠挖的影响主要是周边炮孔的外插角θ、开口位置e和钻孔的深度L，它们与超欠挖高度(h)有如下的关系：

h = e + Ltan(θ/2)

上式表明，外插角θ与钻孔深度L的增大，h增大。L是一个设计指标，可在设计中加以控制。即在其他条件一定时，采用较浅孔爆破对减少超挖是有利的。这也是国外在钻孔深度上很少采用超过4.0m以上深孔的原因，而在一般情况下，都采用3.5m左右的钻孔深度。笔者从实际的工程中发现，控制θ值是比较困难的，但是控制e值是可能的。炮眼间距的布置应该实行多打眼少装药，多打眼少装药的好处在于：节省火工品的成本，光面爆破效果出来了，能够很好的控制隧道超欠挖。

在的新建铁路南宁至广州线花培岭隧道爆破中，Ⅱ级、Ⅲ级围岩开挖采用全断面钻爆法施工，Ⅲ级围岩、Ⅳ级围岩采用上下正台阶法钻爆施工。开挖主要采用光面爆破掘进作业，严格控制超欠挖，尽量减小扰动围岩。在施工中根据光面爆破设计结合现场地质情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，达到最优爆破效果，开挖后及时完成初期支护。爆破需要达到以下效果：炮眼利用率大于90％；半眼痕保存率大于80％；爆破后围岩面应圆顺平整，无欠挖，平均线性超挖面不超过20cm，且围岩面上无粉碎岩石和明显裂隙，以减少对围岩的施工扰动。

2.3 进一步解决好爆破技术参数的合理匹配

笔者对国内外100多座隧道的超欠挖现象进行的统计表明，爆破技术对超欠挖影响还是很大的，所谓的爆破技术就是指爆破方法、爆破方式以及各种爆破参数。通过统计发现，即使采用了控制爆破也仍然有相当数量的超欠挖。爆破方式有全断面一次爆破、台阶法爆破、导洞现行扩大爆破和预留光面层爆破等方式。不同爆破方式的效果比较如下表所示。

表 1不同爆破方式效果比较

同时，正确的使用爆破器材以及装药方法，能够有效的降低爆破产生的振动，减少应力波对围岩的破坏作用，因此可以有效的减少超欠挖现象，提高开挖轮廓的质量。

2.4 隧道组织施工的现场管理

笔者指出，良好的组织施工管理，对于减少超欠挖具有十分现实的意义。控制隧道超欠挖的过程中，建立一套完善、系统的质量保证体系，并对整个施工过程进行严格科学的管理是非常必要的。隧道组织施工现场管理的目的就在于要将影响隧道施工的因素置于可控的状态，从而达到爆破设计的基本要求。在爆破质量管理中，应该坚持几个基本原则：必须采用控制爆破；在条件允许的情况下，应该优先考虑采用操作简单且精度高、有良好性能的器材仪器；严格控制断面的测量放线精度；严格控制钻孔精度；严格控制重要爆破作业的质量；必须做到及时检测和及时反馈；必须强化施工组织管理等。

2.5 测量放线和地质条件

控制超欠挖主要是开挖轮廓线的精度要控制好，首先就要保证中线和标高的准确，其次是要通过正确的方法来保证轮廓线位置的准确。中线和标高的偏移，将使断面轮廓线向一侧偏移，造成开挖断面一侧超挖，一侧欠挖。一般情况下，由于隧道的掌子面是斜的，会导致放线的误差。所以提高放线精度，可以有效的降低超欠挖现象。

地质条件是客观条件，是欠挖处理的前提，是确定爆破参数的基本依据。现阶段的爆破设计主要是根据经验、类比或现场实验设计，而地质条件却是随着掘进不断变化，其主要是围岩节礼裂缝的变化。

笔者所在的新建铁路南宁至广州线花培岭隧道处的地质条件为：隧道范围无大的区域性断层通过；IDK255＋505处深94～112m（洞身）受区域性构造影响，岩体破碎，节理裂隙面可见绿泥石化现象，推测为倾向北面断层；隧道洞身范围燕山期花岗岩两次和寒武系地层侵入接触，受侵入作用影响，接触带处岩体破碎，风化作用强烈。

三、综述

超挖引起多装、多运渣，超挖空间还要用混凝土回填；欠挖则要进行二次清理，造成人工、工期和材料的超额消耗，知识工程成本增加。笔者在新建铁路南宁至广州线施工中负责组织设计，深刻的认识到超欠挖问题是一个严重而又普遍的问题，因此笔者通过调查研究，结合自身的实际经验，提出了若干见解。但是对于解决超欠挖问题的措施，笔者还将进一步的研究。

参考文献：

[1]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京：人民交通出版社，2003.132-141.

[2]交通部基本建设质量监督总站组织.隧道工程试验检测技术[M].北京：人民交通出版社，2005.14-20.

篇（3）

关键词：爆破作业 安全技术能力评价

中图分类号：TU714文献标识码： A

1.前言

工程爆破是涉及爆炸物品的一种高风险的特种作业，其特性在于必须对安全的严格管理，为此，我国有关部门制定了一系列有关工程爆破的法律法规、规程，如《民用爆炸物品管理条例》、《爆破安全规程》等法规及技术规范来严格控制爆破作业安全。随着工程爆破项目逐年增多，工程爆破作业人员的需求越来越大，对爆破安全管理要求也越来越高。为了强化管理，公安部门又出台《爆破作业单位资质条件和管理办法》（GA 990-2012）和《爆破作业项目管理要求》（GA 991-2012）对爆破作业企业和爆破工程技术人员及爆破工程项目实施了分级管理，但未涉及到爆破作业人员的分级管理。

爆破作业人员是爆破施工安全控制的根本。但目前我国爆破行业中爆破作业人员普遍存在年龄偏大、文化低、人员流动大队伍不稳定、综合素质不高等特点。而且整个爆破行业的作业人员长期未实行分级管理，急需解决。本文对爆破作业人员分级方法进行研究，通过定性与定量相结合的模糊数学的方法对爆破作业人员的安全技术能力进行综合评价，并对其进行等级划分，建立一套全面、科学、系统的分级分析方法，对提高爆破安全管控能力奠定基础，同时填补国内关于爆破分级方法研究的空白。

2.爆破作业人员管理现状分析

目前国内爆破从业人员包括爆破作业人员、爆破技术人员两类，爆破作业人员承担钻孔、敷设起爆网络、加工起爆药包、装药、填塞、警戒、信号、起爆、盲炮处理等操作工作，而爆破技术人员承担爆破方案设计、施工管理、安全评估、安全监理、事故预防、盲炮处理等技术及其管理工作。公安机关对爆破工程技术人员的资格实施高、中、初三级分级管理 [1-7]，而对爆破作业人员没有分级管理。

一般情况下对爆破作业人员的管理，都是通过地方公安机关考试合格、持证上岗的制度。普遍存在年龄偏大，文化程度不高，初中文化学历占80%以上，工作中大多依靠某种习惯进行操作，技术水平低，安全意识薄弱等现象。同时爆破作业人员队伍本身也希望通过安全技能水平分级使自身专业技术水平得到行业认可，能充分体现自己的价值。爆破企业也希望通过对爆破作业人员分级，使爆破作业人员队伍形成竞争，实施对爆破作业人员有效管理，提高安全保障和工作效率。

3.爆破安全能力分级管理模型构建

3.1爆破安全技术能力评价模型的构建

采用模糊层次分析法来构建爆破从业人员评价模型，第一步用层次分析法确定各指标的权重，得出权重系数表，包括：请考评专家两两比较进行赋值打分，构造判断矩阵，计算权重；第二步用模糊综合评价计算综合评价值，从而得到爆破作业人员综合能力的总体评价。

3.2建立爆破安全技术能力评价指标体系

爆破作业人员安全技术能力评价的过程是一个系统化的分析过程，由于人的思维具有复杂性、多变性，对于爆破作业人员安全技术能力评价存在许多模糊现象，因此结合多指标体系来定量分析十分必要的。在运用层次分析法的基础上，引入模糊数学理论，把反映爆破作业人员安全技术能力特性的主客观各大因素全面考察和分析，细分到比较容易量化的指标，大大减少了主观模糊概念带来的不准确。一般情况下，反映爆破作业人员综合能力的指标因素主要包括爆破作业人员基本情况、技术能力、安全能力、组织协调性四大方面。

基本情况的指标包括学历、年龄、工龄（或经历）、性格特点。这些因素基本上属于一个长期形成的比较稳定的特性，基本无法改变，但是可以努力去修正，通过这些指标可以定量的去评价个人。学历，爆破作业人员的综合能力与文化程度有一定的关系，文化程度的高低可以反映爆破作业人员的系统安全观念；年龄，对于爆破作业人员这个高风险的职业，年龄也是比较重要的能力评价指标，往往年龄较大的爆破作业人员，比较沉稳，处理现场问题比较老练；工龄，这是反映爆破作业人员综合能力比较重要的指标，工龄越长，综合能力相对更高，对现场操作更熟练；性格特点，反映爆破作业人员在现场的应变能力，遇到复杂问题时作出的决定。

技术能力的指标，这些因素直接反映爆破作业人员在现场的操作能力，包括爆破作业人员技术培训次数、是否专业、从事过的爆破类型、爆破知识、爆破作业人员岗位。这些因素往往是考察爆破作业人员实操能力，从理论与现场实际操作能力对爆破技术能力进行定量评价。

安全能力的指标，这些因素主要反映爆破作业人员安全行为及安全意识，包括从业期间是否发生过事故（含违纪、违规事件）、爆破安全培训次数、从业期间发生的盲炮次数。爆破作业人员的综合能力既包括技术能力，安全能力也是非常重要的，所以考察爆破作业人员安全能力是评价指标的非常重要因素之一。

组织协调性的指标，这些指标反映爆破作业人员现场自我控制的能力，也称“软实力”，主要包括工作积极性、责任心、纪律性、团队精神、现场协调性。这些指标表面上与爆破技术能力关系不大，但是在现场操作过程中，往往由于人的不安全因素发生事故的可能性较大，而人的不安全因素由于爆破作业人员技术能力出现的事故概率较小，往往是爆破作业人员本身安全意识疏忽、工作过程中纪律性不强、工作积极性不高等原因造成的，所以通过定量评价这些因素非常有必要，也是可行的。

综上所述，对于目前爆破作业人员现状，可以建立以下的指标体系，它包括4个一级指标：基本情况、技术能力、安全能力、组织协调性。进一步将这4个一级指标继续细分，基本情况划分为4个二级指标，技术能力划分为5个二级指标，安全能力划分为3个二级指标，组织协调性划分为5个二级指标。据此建立爆破作业人员综合能力评价指标体系，如图1所示。

目标层

方案层

图1 爆破作业人员综合能力评价指标体系

3.3 评价指标体系的设置

根据爆破作业人员的特性，影响爆破作业人员综合能力的因素，参考相关行业考评专家的意见，选择以下因素作为评价指标，建立层次结构模型，如表3.1所示。

表3.1 爆破作业人员评价指标体系

表3.2 各指标权重汇总表

3.4运用模糊数学对爆破作业人员进行综合评价

在确定各级指标权重后，结合实例来验证模糊层次综合评价模型，为了凸显爆破作业人

过模糊层次综合评价模型的计算，根据评价等级可判定爆破作业人员安全技术能力等级，按等级分配工作，能在事前有效的发现各种隐患，提高

项目安全风险管控能力。

3.5安全技术能力分级方法的实现

由于模糊层次综合评价法计算相对复杂,不利于分析方法的推广。因此，为了简化计算过程，提高效率，通过软件形式来实现整个爆破员综合能力的评价。

该软件是交互式软件，依据需求说明书采用CVI9.0作为开发工具，使软件具备需求说明书所规定的功能。整体而言，该软件首先依据用户输入的爆破员的各项得分，再利用矩阵乘法算出爆破员的最终得分同时给予相应提示、记录，使整个计算过程智能化，从而达到提高计算效率的。

主要功能是从“基本情况”，“技术能力”，“安全能力”，“组织协调能力”四个面板中得到爆破员的各级指标的得分，并通过“爆破员综合能力考察”面板中的计算按钮，计算出爆破员的等级以及最终得分，最后以对话框的形式提示计算人员。

同时该软件对每个爆破作业人员建立安全技能能力档案，建立数据库，通过定期或不定期的对项目爆破作业人员进行评定，按照爆破安全技术能力水平进行分级管理，调整人员分工，提高整个公司对项目的安全控制能力。

4结论

1、本文提出的评价模型——模糊层次分析法，较大幅度的削弱了人为评定主观因素的影响，比较科学、客观。

2、通过定期或不定期的对项目爆破作业人员进行评定，按照分级管理，调整人员分工，可明显提高项目本质安全控制能力。

3、该评价方法及其软件系统，可实现现场单独评价也可实现远距离的互联互通的评价。

4、爆破作业人员安全技术能力分级方法的研究，迫切需要建立全面数据库系统，目前还存在些不足，希望通过实践应用完善。

参考文献

[1] 王守伟, 许剑, 杨君, 等. 工程爆破作业人员安全技术培训模式探讨[J], 爆破, 2011, 28(2): 116-118.

[2] 黄永辉, 栾龙发, 张智宇. 浅谈爆破作业人员的安全培训[J], 培训与教育, 2006, 12: 36-37.

[3] 重庆市公安局.重庆市爆破员分级管理暂行办法[Z].2011.

[4] 中华人民共和国公安部.爆破作业单位资质条件和管理办法[Z].2012.

[5] 中华人民共和国公安部.爆破作业项目管理办法[Z].2012.

篇（4）

作者简介：肖定军（1982-），男，四川德阳人，西南科技大学环境与资源学院，讲师；蒲传金（1979-），男，四川射洪人，西南科技大学环境与资源学院，副教授。（四川 绵阳 621010）

基金项目：本文系四川省教育厅青年基金项目（项目编号：11ZB194）、四川省教育厅青年基金项目（项目编号：11zd1009）、西南科技大学实验技术研究项目（项目编号：13syjs-18）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）32-0172-02

“爆破工程”是矿业工程学科的一门专业必修课程，采矿工程、安全工程以及交通工程均开设了这门课程。“爆破工程”课程具有很强的实践性，[1-4]传统的课程考核主要是以闭卷考试为主，学生往往为了应付考试而忽略了其实践性强的特点。一考定终身的制度不利于学生对重要知识点的掌握，也会大大地削弱学生们学习的积极性。如何改变课程改革方式与方法，督促学生学习，加强对课程各个环节的考查，特别是对实践环节的考查就显得尤为重要。

一、降低期末考试比重，合理分配各个教学环节

以往“爆破工程”期末考核成绩一般占总成绩的70%，实验以及其他环节仅占30%，这样十分不利于学生对知识的全面掌握，也很容易让学生失去对课程学习的兴趣。通过对课程进行改革，增加并加强对课程的各个环节的考核，促进并督促学生进行学习，并逐步培养学生对课程的兴趣。对课程全过程的考核主要分为以下几个部分：随堂测验占总成绩的10%；课后作业占总成绩的10%；爆破专题设计占总成绩的15%；爆破物理实验与数值实验占总成绩的15%；期末考试占总成绩的50%。在降低期末考试比重的同时，增加全过程课程各个环节的考核。

二、加强对学生基础知识掌握情况的考核

任何一门课程考核都离不开对基本知识的考核，学生对基础知识的掌握是否牢固，决定了其运用基本知识的能力如何。因此，在课程中适当增加随堂测验次数来加强对基本知识点进行考核。一方面，可以督促学生及时进行自我学习；另一方面强调基础知识的重要性，使学生更加注重对基础知识的掌握。近3年采矿专业的爆破课程成绩得分统计见表1，可见在采矿工程2010级进行全过程课程改革后，学生的各项得分率有了比较明显的提高。

三、增加专题设计，强调学生运用知识能力

“爆破工程”是一门实践性很强的专业课程，技术、质量和安全要求很高。然而随着学生人数的增加以及课程学时的减少，目前学生到爆破现场进行学习的机会几乎没有。为了提高学生解决实际爆破问题的能力，进行相应的爆破专题设计是十分必要的，如一些土岩爆破（露天深孔爆破、露天硐室爆破等）和城市拆除控制爆破技术等。本环节首先通过典型的案例对爆破设计方案进行详细的讲解，然后通过给定现场爆破的基本资料，让学生根据基本地质资料运用所学的爆破知识进行简单的爆破方案设计。

四、改革传统实验教学方法，提升学生对现象与理论知识的认识与掌握

传统的“爆破工程”实验，主要以老师演示为主，并且只能观测到实验结果无法观测实验过程，不利于学生动手能力的培养与对基本理论知识的理解。在传统实验基础上将学校的高速摄影机与自制的高速摄影系统[5-7]相结合，在拓宽传统“爆破工程”实验基础的同时，再现了整个“爆破工程”，加深学生对爆破基本理论的理解与掌握，培养了学生独立自主的动手能力。

1.爆炸裂纹形成过程拍摄实例

在模型拍摄面上涂间距约为2cm的黄黑间条纹作为背景，便于观测防弹玻璃在爆炸作用下裂纹的产生与发展过程，拍摄图片如图1所示。

从图1可以清晰地观察到整个爆炸裂纹产生的过程，首先压应力波产生了径向裂纹，随后稀疏波产生了环向裂纹，并清楚地观察到了压缩区、破裂区的形成过程，让学生能够更直观地理解爆炸应力波的作用。

2.炸药爆轰过程拍摄实例

炸药爆速是爆轰波的一个重要参数，它是计算其他爆轰参数的依据，反映了炸药爆轰的性能，研究爆速对保证爆破效果、有效使用炸药具有重要的意义。炸药的爆轰实验是“爆破工程”实验的重要实验之一，然而由于爆破实验的不可逆性、爆轰过程的高速性以及实验的危险性，学生很难观察到整个过程。通过数字式高速相机可以清楚观测到炸药爆炸的整个过程，从而能增强学生的感性认识，如图2所示。

五、运用ansys/ls-dyna数值软件教学，提升学生学习兴趣

数值模拟是爆炸动力学分析的一种重要技术，现在已经在科学研究中得到广泛应用，[8-12]但是由于其难度高、掌握困难，很少在教学中运用。通过已经计算好的简单算例，仅让学生运用简单后处理软件进行基本的云图以及时程曲线的绘制，从而降低学习软件的难度，增加学生学习的兴趣，使学生更好地理解爆破基本原理，提升了教学深度。

1.多孔爆破微差起爆实例

露天台阶爆破是露天矿山的主要爆破形式，目前露天台阶爆破主要运用微差与逐孔起爆技术，各个炮孔间通过孔间相互应力差作用来达到爆破破岩，通过数值实验可以直观地观测到爆炸应力波在岩体中的传播过程。通过课程改革学生可以利用老师提供的计算算例和必要的后处理软件自行反复观测爆炸的整个过程并绘制微差爆破应力云图，如图3所示。

2.切缝药包爆破实例[13]

切缝药包技术是一种重要的控制爆破技术。切缝药包爆破的爆轰气体在切缝处直接作用于孔壁岩体，其余部分则通过药包间接作用于岩体，因此，切缝药包爆破的炮孔壁压力出现不均匀分布，尤其是在套管间隙处压力发生突变，通过数值实验可以直观地观测到应力在切缝处出现了明显的应力集中现象。学生通过老师提供的计算算例，利用后处理软件自行绘制的应力云图如图4所示。

六、结论

由于“爆破工程”课程是交叉学科，主要是力学与化学知识的综合，个别学生仅仅针对考点进行复习，难免会造成对知识掌握不够全面，在全过程改革教学中教师应该多强调基础知识，督促学生掌握基础知识，多对实际问题进行分析，提高学生运用基础知识的能力。

1.加强基础知识考核

通过全过程课程考核改革，在教学中既要以教材为本强调学生对基础知识的掌握，扎扎实实地渗透教材的重点、难点，又要通过具体实践解决实际问题。

2.深入课程过程考核，引导探究创新

通过课程的全过程考核，改变了以前单一的书面考核形式，对课程的教学各个环节都进行了针对性的考核，强调了课程教学的过程考核，引导并督促了学生的自主学习；有针对性地加强了对实践课程的过程考核，培养了学生运用基础知识解决实际问题的能力。

3.加强对实验课程的教学与考核，进一步培养了学生解决实际问题的能力

“爆破工程”是实践性很强的课程，实验课程是考查学生是否掌握课程基础知识的重要环节，也是培养学生运用基础知识解决实际问题能力的重要环节。本次课程改革通过与传统物理实验结合，增加了数值实验与专题设计部分，培养了学生动手能力，拓宽了学生的知识面。

参考文献：

[1]徐颖.《爆破工程》课程改革[J].安徽理工大学学报（社会科学版），2005，（4）：86-88.

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[10]周慧琦，肖定军，邵兴隆，等.定向卸压爆破试验研究与数值计算[J].金属矿山，2011，（12）：39-43.

篇（5）

1.引言

地铁以其高效、节能、环保、安全、舒适等特点，成为我国多个城市建设快速轨道交通的首选。地铁车站及区间隧道的施工方法因地质的差异而不同，常用的方法有明挖法、盖挖法、暗挖法和混合法等施工方法，上述方法在我国及世界各地的地铁及隧道施工中均有应用，技术成熟。由于地铁穿越城市区域，施工时需要控制其对周边建构筑物的影响，因此地铁施工需要选用适合该区域地质的施工方法。本文介绍了控制爆破技术作为暗挖法在大连地铁施工中的应用。

2.工程概况

2.1工程概况

大连市地铁一号线一期工程107标段医大二院站～黑石礁站，区间隧道里程DK15+875.006～DK17+045.412，线路全长1170.406m，临时施工竖井设于DK16+443.000左侧：至医大二院站方向567.994m，至黑石礁站方向602.412m。区间全部为地下线，线间距12.5m～13.0m，隧道为单线单洞马蹄形断面。本场区地面起伏较大，东高西低，地面高程在15.50～6.15m之间。线路出医大二院站后便以25‰坡度下坡，坡段长度520m，然后以4‰和2‰的坡度上坡进入黑石礁站，线路纵断呈“V”形。隧道最大覆土厚度26.2m，最小覆土厚度16.5m。

2.2地质水文介绍

根据地勘报告，本区间地质为剥蚀残丘，上覆第四系人工素填土，下伏震旦系长岭子组全～微风化板岩，拱顶主要为中风化板岩，Ⅳ级围岩。边墙主要为中风化板岩，Ⅳ级围岩，隧底主要为中风化板岩，Ⅳ级围岩，综合围岩级别为Ⅳ级；地下水主要为基岩裂隙水，主要赋存于全～中风化板岩中，水量一般，开挖时有渗水、滴水现象，丰水期可出现涌水。

3.控制爆破技术应用

控制爆破技术是钻爆法的一种，即通过一定的技术措施严格控制爆炸能量和爆破规模使爆破的声响、震动、飞石、倾倒方向、破坏区域以及破碎物的散坍范围在规定限度以内的爆破方法，经常采用的有预裂爆破、光面爆破技术等。

3.1 施工原则

区间开挖必须严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则，做到随挖随支，现场加强监控量测，并及时反馈信息，根据实际情况修正设计参数，确保施工安全。

3.2 爆破方案选择

本区间基岩埋深较浅，区间隧道施工多需爆破施工，由于地面建筑物、管线密集，为将施工对地面建筑物、管线的影响控制在规范允许范围内，措施如下：

⑴采用控制爆破技术开挖，其中硬岩选用光面爆破，软岩采用预裂爆破，分步开挖时采用预留光面层光面爆破。

⑵控制爆破震速。按照多打眼、少装药，多分段的原则，严格控制炸药单耗量和炮眼填塞长度，保守装药试爆3次以振动检测实测数据为依据调整参数。

3.3 爆破设计

区间正洞开挖采用双台阶法施工，上台阶开挖高度3.1m，下台阶开挖高度3.31m本文以正洞上台阶法开挖为例。

⑴炮孔布置。掏槽眼采用楔形掏槽技术，因围岩属于软弱围岩（Ⅳ级），故炮眼深度不宜过深，循环进尺为1.0m，有效进尺约为90%,本设计除陶槽眼垂直深度采用1.3m深外，其它眼均采用1.1m深，钻孔采用YT-28风钻，炮眼直径为Ф42mm。正洞上断面炮孔布置图见图1。

⑵爆破安全验算及装药参数确定

正洞至地表建筑最小距离约为15.0m，且地表建筑大都为钢筋混凝土结构，少数砖房，根据规范[1]安全标准要求，对周边砖混结构房屋震速需控制在1.5cm/s以内, 根据规范[1]“第6.2.3条公式（1）”得：

Qm = R3(Vk/k)（3/α）

Qm-最大一段允许用药量（kg）；Vk-震动安全速度，取1.5cm/s；

R-距建筑物距离（30m）；α-炸药衰减指数，取2.0；

m-炸药指数，取1/3； K-场地因数，取180。

经计算得最大一段用药量2.56kg＞2.25kg,符合规范[1]安全要求。爆破设计参数见表1。

表1 爆破设计参数表（进尺1.0m）

4.结论及建议

施工中，正洞范围内围岩既有中风化岩，又有强风化岩和全风化岩，岩层分布不均匀，与地勘报告不符，这给爆破施工带来了一定难度，除了按原设计采用控制爆破开挖外，需要机械开挖、人工开挖相结合的方法；由于岩层结构复杂，爆破后的超挖较严重，因此需要合理的超前支护措施才能有效的控制超挖、防止坍塌。另外，通过对地面的振速测试，爆破质点振速基本控制在1.5cm/s以下，正洞范围地面仅有微小震动，地面建构筑物的变形均在规范允许值内；且在白天作业，对人基本无影响。

大连市地铁一号线一期工程107标段医大二院站～黑石礁站区间采用控制爆破技术进行开挖施工，在实际施工过程中及时调整爆破设计参数，有效的控制超挖现象、地面振动，满足该工程施工进度和要求。

参考文献

[1] 爆破安全规程 （GB6722-2003）,中国标准出版社,2002.

篇（6）

本工程爆炸处理软基采用“控制加载爆炸挤淤置换法”,是利用堤身自重荷载与爆炸荷载对填方综合作用达到挤淤目的。其基本原理如下。

(1)据体积平衡原理和堤身设计高度,经过理论分析计算,确定本工程堤身抛填高度为设计顶面标高即可,但考虑到为避免时海水淹没堤身,保证陆上填方正常进行,最终确定抛填高度为顶面高程达到+6m。

(2)需要计算堤身抛填宽度值,计算典型断面堤顶抛宽值为25m,这都是根据堤身设计断面和抛填计算高度值进行的。通过抛填宽度控制尽量达到减少理坡工作量,同时使堤身宽度得到保证,特别是堤身海侧平台宽度的控制。

(3)在施工的工程中,为了确定堤身断面的完整形成,需要控制两侧药包位置和参数,并检测爆前爆后断面(包括淤泥包)和施工环境。

在这个方法中,内因是使用了土及填料的物理力学性质,手段是控制抛填加载,同时,附加外载是指必要的时候使用爆炸使挤淤过程得以完成。这样,通过爆炸载荷的控制以及抛填加载的控制,使整个挤淤过程都是按照预先设计进行,满足了质量要求的同时也保证了堤身达到设计断面。

2抛填参数的确定

爆破挤淤的主体和对象是堤心石,堤身必须达到设计断面的宽度和深度,因此,必须要要求抛填的石方总量达到设计方量。在确定了每炮推进量和抛填高程的前提下,调节上堤方量的主要参数就是堤头抛填宽度。在《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》中对于抛填参数的计算方法没有明确规定,而常规的关于抛填参数计算方法就是综合考虑堤身设计断面宽度,特别是堤顶宽度、落底宽度、内外坡坡比等参数。

在确定抛填高程时,需要考虑以下两个主要因素:一是要求堤身足够高,在位时,堤身不上水,要保证车辆的安全通行;二是降低堤身抛填高度时,会增加堤身宽度,这样有利于车辆的调头和通行,也便于堤上各工序施工。但是,过高或者高低的堤身都会造成抛填不便,一般情况下,抛填高程在设计高水位之上0.5m即可(高程起算面采用董家口理论最底潮面,下同)。本项工程设计的高水位为+4.71m,+6m的抛填高程也是比较合理的,并且与设计堤心石顶高程吻合。

在采用了反“L”型堤头推进方式后,抛填宽度分为爆前抛填宽度、爆后补抛宽度。设计落底宽度确定了爆前抛填宽度,并且要考虑淤泥包隆起、侧爆加宽量可能会造成滩面增高的影响;设计堤身顶宽度确定了爆后补抛宽度,并需要综合考虑车辆抛填的便利程度等因素。这项工程引堤断面的尺寸不同,导致各断面堤头爆前抛填宽度的也各不相同。

3爆破参数的确定

根据《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》规定,挤淤一次爆破药量按下式计算:

Ql＝q0·LH·Hmw·LL

Hmw＝Hm+(γw/γm)Hw

其中:Ql为次爆破排淤填石药量,单位:kg;

q0为爆炸挤淤单位体积淤泥的耗药量,单位:kg/m3;

LH为次推填的水平距离,单位:m;

Hmw为计入覆盖水深的折算淤泥厚度,单位:m;

LL为布药线长度;

Hw为覆盖水深,即泥面以上的水深,单位:m;

Hm为置换淤泥层厚度,包含淤泥包隆起高度,单位:m;

γm为淤泥重度,单位:kN/m3;

γw为水重度,单位:kN/m3。

关于爆炸挤淤单位体积淤泥的耗药量系数q0的影响因素较多,如淤泥深度、物理力学指标、覆盖水深、石料厚度、炸药种类等等,规定中q0值处于0.6和1.0之间,根据近年来爆破挤淤工程的实践显示此单耗值偏大。并且,不同地区不同泥挤淤爆破炸药的指标显示的单耗量差异较大,例如青岛地区单耗药量一般不超过0.2kg/m3。另外,在计算总装药量时,一般不计入覆盖水深的折算厚度,但需要计入淤泥包隆起的高度。

对于药包埋深的计算同时需要考虑计入淤泥包隆起的高度和覆盖水深的折算淤泥厚度。其中,覆盖水能够充分利用炸药能量,覆盖水越深,那么计算得出的折算后埋深越深,药包埋入淤泥内的深度越浅。当覆盖水够深时即水深大于泥深的1.6倍时,药包可以放置在淤泥表面。

在爆破挤淤筑堤的相关规程中,关于爆夯参数的计算方法没有具体规定,一般是参照抛石基床爆夯的计算方法来确定。爆夯炸药量与侧爆药量相同,或者小于侧爆药量时,药包放置于抛填石表面,不要求有挂高,区别于抛石基床爆夯,爆夯时要求时起爆,低潮布药。

4抛填进尺的确定

《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》中规定一次推进的爆破水平距离应该为4.5m～7.0m,实际施工中根据淤泥厚度和泥面以上堤身高度通常控制在8m～10m。进尺太长对堤身质量有影响,会造成淤泥裹入堤身;进尺过短会影响效率和进度,增大装药难度。因此,在实际的施工过程中,施工单位需要根据淤泥包变化等实际情况,调整抛填参数,以求达到最佳的效果。

爆理效果检测表明抛石层落底标高与落底宽度均达到设计要求,取得了满意的爆破挤淤处理效果。可供今后类似工程借鉴。

参考文献

篇（7）

1.引言

随着城市化进程和产业升级的不断推进，在城市建设和企业技术改造中，经常要开展烟囱、水塔等废弃高耸建筑物的控制性拆除爆破工作。拆除爆破既要达到预定拆除目的，又必须有效控制爆破振动影响、飞石抛掷距离和破坏范围等，以保障周围环境安全[1]。目前，国内外已广泛应用爆破方法拆除高耸建筑物，定向爆破拆除烟囱的高度已达210米[2]。

本文基于弹塑性力学和有限元基本理论，针对一150m高耸钢筋混凝土结构烟囱定向爆破拆除工程，对该烟囱爆破拆除的力学条件、烟囱爆破倾覆时间、烟囱爆破倾覆时的支座内力以及烟囱爆破倾覆时的本构关系进行研究，并采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA，通过分离式共节点建模，建立高耸钢筋混凝土烟囱有限元模型，对烟囱爆破拆除过程进行了有限元模拟。

2.爆破拆除方案

烟囱爆破拆除的原理是在烟囱倾倒一侧的烟囱支承筒壁底部炸开一个爆破缺口，破坏烟囱结构稳定性，导致整个结构失稳和重心外移，使烟囱在自重作用下形成倾覆力矩，进而使烟囱按预定方向倾倒。若烟囱爆破缺口长度过短，上部结构产生的倾覆力矩可能小于下部支撑结构可以承受的弯矩，爆破时结构不易发生破坏；若烟囱爆破缺口尺寸过长，下部支撑结构不能承受上部结构的自重，上部结构将直接压塌下部结构，影响烟囱倒塌方向，产生严重后果。因此烟囱爆破缺口尺寸对烟囱控制爆破拆除至关重要。

某电厂一个150m高度的钢筋混凝土结构烟囱，烟囱底部壁厚400mm，外径为5.83m、内径为5.43m；110m高度处烟囱璧厚为180mm，外径为3.68m、内径为3.5m；烟囱顶部壁厚200mm，外径为2.905m、内径为2.705m；烟囱体积为1299.87m3，质量为3.37966×106Kg，烟囱自重为33121KN。图1为该电厂150m高度的钢筋混凝土烟囱。

在爆破缺口中部长度7.5m范围内，采用137发瞬发导爆管雷管，总装药量8.22kg；第二段起爆雷管布置在爆破缺口余下的炮孔，采用140发导爆管毫秒延期雷管，总装药量8.4kg。此外，为保证烟囱顺利倒塌，在烟囱爆破缺口两端各开设了1个高1.46m、长4m的三角形作为定向窗。

3.烟囱爆破倾覆时间历程

烟囱爆破倾覆时间是烟囱爆破过程控制的一个重要因素，烟囱爆破倾覆时间可由烟囱倾覆过程的角加速度ε与烟囱倾覆过程的角速度求得，即：

在公式（1）中，dt为烟囱爆破倾覆时间。针对论文中150m高度的钢筋混凝土结构烟囱，其爆破倾覆时间为：

4.烟囱爆破拆除过程有限元模拟

4.1有限元模型

鉴于钢筋混凝土烟囱由钢筋和混凝土两种不同性能的材料组成，采用分离式共节点有限元建模，可事先分别计算混凝土和钢筋的单元刚度矩阵，然后统一集成到结构整体刚度矩阵中，可按实际配筋划分单元，并可在钢筋混凝土之间嵌入粘结单元。因此，论文针对该150m高度钢筋混凝土结构烟囱，基于ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件[11]，采用分离式有限元建模方法建立钢筋混凝土烟囱有限元模型。论文建立的烟囱有限元整体模型如图3所示。

建模过程时，为模拟烟囱倾覆过程，通过在特定时间定义爆破缺口处材料失效的方法来模拟爆破缺口的形成。筒体之间以及筒体与地面之间采用自动单面接触，钢筋与地面之间采用点面接触模拟烟囱倾覆触地。其中在ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件环境下可通过在K文件中加入使材料失效的命令流来模拟爆破形成缺口，并可修改K文件使烟囱筒体和缺口处的材料具有失效准则功能。

4.2数值模拟结果

图4为烟囱爆破倾覆历程数值模拟结果，图5为实际烟囱爆破倾覆历程图，图6和图7为有限元计算得到的烟囱顶部、质心及缺口等不同部位在爆破倾覆过程中的位移、运动速度随时间的变化曲线，图8为有限元计算得到的烟囱爆破倾覆历程不同时刻的烟囱等效应力场分布图。

由图4和图5可知，烟囱爆破倾覆历程数值模拟结果与实际烟囱爆破倾覆过程吻合较好。由图6和图7可知，计算得到的烟囱顶部、质心及缺口等不同部位在爆破倾覆过程中的位移、运动速度随时间的变化情况较符合实际。图7中烟囱顶部、质心及缺口部位在爆破倾覆过程中的运动速度随时间变化出现振动是因为爆破倾覆初期烟囱筒体出现晃动，图7中烟囱顶部、质心及缺口部位运动速度在5.8秒出现突变是因为烟囱爆破倾覆过程中爆破缺口发生闭合，图7中烟囱顶部、质心及缺口部位运动速度在5.8秒出现跃变是因为烟囱爆破倾覆触地造成的。

5.结论

（1）采用数值模拟方法对烟囱爆破拆除过程进行模拟分析，可较全面地研究烟囱倾覆历程、烟囱倾覆历程的应力、位移、烟囱倾覆时间和速度、烟囱爆破倾覆时的支座内力等，可开展烟囱模拟爆破拆除实验，以指导烟囱爆破拆除设计。

（2）采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA可模拟烟囱控制爆破拆除过程，采用分离式共节点有限元建模方法建模，实际烟囱倾覆历程、倾覆方位、倾覆长度与有限元数值模拟结果吻合较好。

（3）论文提出的烟囱爆破倾覆历程的本构关系符合实际；论文采用的材料塑性随动硬化模型以及可Cowper-Symonds材料应变率模型可较好地反应烟囱爆破倾覆过程的钢筋及混凝土材料力学性能。

（4）数值模拟结果与理论计算结果存在一定差别的主要原因是理论计算所采用的模型没有考虑烟囱爆破过程形成的塑性铰对烟囱倾覆运动的影响作用。数值模拟结果与实际烟囱爆破倾覆过程存在一定差别的主要原因是数值模拟所用材料参数与实际烟囱爆破倾覆过程材料力学性能存在偏差。

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篇（8）

中图分类号：TU74 文献标识码：A

1 高边坡石方爆破施工技术要求

1.1 施工内容

1.1.1 表层土石方的开挖。高边坡表层的有机土层需要进行单独开挖，合理组织并安全运输至指定的弃碴场，且要做好相关的防、排水措施。表层的土石方覆盖层或全风化的碎岩均需按照相应施工规范的填筑施工要求严格作业。

1.1.2 边坡的开挖。一般地，边坡的开挖是按照设计坡度比从上而下依次进行的，属高边坡的应采取梯段分层的开挖施工办法，但要求边坡的垂直梯段高度不能超过15米。同时，如果发现开挖土体中有软弱的岩土层或者是构造破碎的地段应该根据设计要求及时采取相关的支护处理措施，并且有效完善防、排水工作保障措施。值得强调的是，高边坡开挖的支护结构应在进行分层开挖的过程中就开始逐层执行，且上层支护结构应能够保证进行下层开挖施工的绝对顺利和安全。另外，高边坡的开挖坡面还需尽量做到平顺、无陡坡和无反坡，若开挖岩土结构层中有局部反坡等状况应按照相关设计要求予以妥善处理。

1.1.3 建基面的开挖。高边坡的基础建基面通常是采取预留保护层或控制爆破施工两种办法进行开挖，保障良好的开挖建基面平整度和控制爆破施工队保留区岩体结构层的扰动也作为建基面开挖的基本要求。同时，已完成开挖的建基面不能存在陡坡或反坡、表面应保持粗糙干净，如发现开挖岩土结构层中存在如断层、裂隙或软弱夹层的情况均需按照相关设计要求予以及时处理。

1.2 控制施工爆破

基础和坡面的石方开挖可优先采用预裂爆破和光面爆破两种方法，而对于特殊的不适合于以上两种开挖爆破方法的高边坡部位则宜采取预留保护层的开挖办法。应用预裂爆破法其相邻两钻孔之间的不平整度需严格控制在15公分以内，孔壁的表面不能具有明显的爆破裂隙，且钻孔的残留率要满足于此项施工技术规范的要求。在爆破施工中关于爆破振动的控制也极为关键，在实际的爆破施工当中需重视对爆破震动的观测工作，必要时对开挖高边坡的锚喷支护、现浇砼或高边坡整体结构的稳定性予以监测控制。

1.3 基本原则

1.3.1 剔除不合格料。溢洪道在进入到石方爆破开挖之前，必须要按照要求将覆盖软弱土石层处理干净，由现场监理工程师验收合格并签字确认之后方可进入到正式的土石方开挖，并确保填筑砂石料达到质量标准要求。

1.3.2 爆破试验。严格按照“爆破试验大纲”所提出进行相关爆破试验的要求进行，以确定最终的爆破孔网参数。

1.3.3 控制爆破技术。溢洪道的石方开挖宜采用“宽孔距、小底抗线”的爆破施工技术或“微差挤压爆破”的爆破施工技术。具体确定爆破参数方案应以能够确保构筑物结构形体质量作为基本标准，尽量控制降低大块率。

1.3.4 保障高边坡稳定。溢洪道的土石方开挖须遵循“自上而下、分层分块”控制爆破，严格遵照“开挖一层、支护一层”的基本原则来组织和安排现场施工，减少开挖爆破振动引起的扰动，保障高边坡的稳定性。

1.3.5 满足填筑砂石料动态的平衡要求。为了能够减少开挖土石方的二次周转和提高开挖土石方的直接上坝率，溢洪道各个开挖阶段强度必须还要与各个阶段坝体砂石料的回填强度相一致。

2 高边坡石方爆破施工的技术要点

2.1 爆破施工方法选择

石方爆破工作自上而下分台阶逐层进行。台阶高度小于5米时，用浅眼爆破法分层爆破，分层高度2～3米为一层；台阶高度为5～10米时，用深孔爆破法一次爆破到设计标高，爆高超过10米时，分台阶进行深孔爆破。永久边坡采用光面爆破方法进行处理，工作台阶分层台阶高度定为5～10m米。

2.1.1 坡面开挖、整形。石方开挖采用挖机开挖，分级进行。开挖前用木板按设计坡率做好坡度架，安排专人指挥边坡开挖，保证边坡不陡于设计，坡面平顺、平整。坡面整形主要以机械施工为主，局部人工配合修整。对松散岩土及全强风化岩层直接安排液压反铲挖掘机修整，对于硬度较大的微风化、弱风化类岩层，要采用爆破方法。坡面整形的目的是尽快为坡面防护工程施工提供完整的作业面，坡面整形从上而下逐级进行，开挖一级支护一级。

2.1.2 石方爆破。对于少量石方爆破，由于不影响工期，采用浅孔密眼小型爆破，风钻机打眼。对于大量石方路段，小型爆破满足不了工期要求，将采用先进的爆破技术一深孔多排微差挤压爆破和光面爆破法施工，降低对岩石边坡的扰动和破坏，同时满足每日进度计划的工作量。

石方爆破施工流程一般为：爆破方案设计审核测量放样、布孔钻孔装药起爆清除盲炮修整坡面清运石渣。

2.2 施工流程

2.2.1 施工准备。首先对即将进行爆破作业的区域进行清理，采用反铲挖掘机或推土机，使其能满足钻孔设备作业的需要。然后进行测量放线，确定钻孔作业的范围、深度。

2.2.2 钻孔作业。在爆破工程技术人员的指导下，严格按照爆破设计进行布孔、钻孔作业，布孔根据地形实际情况主要采用矩形布孔和梅花型布孔。在布孔时，应特别注意孔边距不得小于2米，保障钻孔作业设备的安全。在钻孔时，应该严格按照爆破设计中的孔位、孔径、钻孔深度、炮孔倾角进行钻孔。对孔口周围的碎石、杂物进行清理，防止堵塞炮孔。对于孔口周围破碎不稳固段，应进行维护，避免孔口形成喇叭状。钻孔完成后，应对成孔进行验收检查。

2.2.3 装药爆破。①器材检查。装药前首先对运抵现场的爆破器材进行验收检查，对不合格的爆破器材坚决不能使用。②装药。装药作业应在爆破工程技术人员的指挥下，严格按照爆破设计进行，严禁用钻具处理装药堵塞的炮孔。③堵塞。堵塞材料采用钻孔的石渣、粘土、岩粉等进行堵塞，堵塞长度严格按照爆破设计进行。④爆破网路敷设。严格按照爆破设计进行网路连接，并用绝缘胶布包好结头。⑤爆破防护。网路连接完成并检查合格后，方能按照爆破设计中的防护范围、防护措施进行防护。⑥设置警戒、起爆。严格按照爆破设计的警戒范围布置安全警戒，确认人员设备全部撤离危险区，具备安全起爆条件时进行起爆作业。⑦爆破检查及记录。每次爆破完成后，必须按照规定的等待时间进入爆破地点检查有无盲炮和其它不安全因素，爆破员应认真填写爆破记录。

结语

综上所述，通过以上内容对高边坡石方爆破的施工主要从施工要求和技术要点两方面入手，着重对解决高边坡石方爆破施工稳定性提出相应的一些建议，以保证高边坡石方爆破施工的安全性、高效性，而本论文以理论分析技术，笔者旨图与同行朋友交流学习。

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中图分类号：TD235 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）10-

1.基本情况

浙江省嵊州水库工程项目位于嵊州市甘霖镇博济水库的西北侧的老采石场内，现根据库区规划建设需要，需将原有的残留的山体坡脚进行爆理，整平后在此修建四座自来水净化池。预计爆破石方量约20000m?。

爆区山体呈L环形展布，山势较缓，自然地形坡度25～45°。本工程所在区域地质构造断裂不发育，但节理裂隙发育。工程地质条件属简单类型。开采区岩性为中等风化凝灰岩，灰色，海岸一带风化后表面呈肉红色。岩石普氏硬度系数f=8～12，可爆性较好。

2.施工方案

根据本工程现场实际情况，结合本公司以往类似工程的施工经验，对此工程选择采取的施工方案为开采采用钻机钻孔爆破，装运采用挖掘机装车、自卸轮式卡车运输。

其工艺流程为：

修筑施工平台钻孔装药堵塞连线覆盖警戒起爆爆后检查破碎锤解小爆破后清渣。

（1）根据施工现场具体情况选择决定爆破方式、爆破规模和爆破次数；

（2）用K90型凿岩机进行钻孔，爆破后的爆渣用挖掘机装车外运到业主指定的堆放点。

3.爆破方案

根据爆破区周边比较复杂的环境情况，该区域内爆破必须严格控制爆破振动、飞石和空气冲击波，结合现场的清表、剥离情况及岩性、岩石结构等，该处采用中深孔松动控制爆破施工方案：将现有的地形简整进行钻孔，多钻孔、少装药、控制和减小炸药单耗、增加堵塞长度和确保堵塞质量、必要时采取覆盖等防护措施、选择东面为自由面等，以此来实施此处的中深孔控制爆破。

4.钻爆工艺

为保证爆破作业的安全，尽量减少对邻近建构筑物的影响或破坏，本次爆破作业选定中深孔爆破炸药单耗q=0.3kg/m3。并以此基础确定钻爆参数如下：

4.1钻孔作业

根据实际开挖施工规模要求设计采用K90型凿岩机实施钻孔工作，炮孔孔径D=90mm。

4.2爆破作业

（1）爆破材料

炸药：采用70mm管状乳化或2#岩石炸药。

起爆材料：采用非电导爆管微差爆破系统，高能起爆器激发起爆。

（2）爆破方法

采用孔内、外延时控制爆破技术，方便操作、改善爆破效果，减少和控制爆破震动、飞石和冲击波，保证安全爆破作业。

（3）钻爆参数

钻爆参数的确定对爆破效果将产生直接的影响，它受钻孔设备能力、台阶参数、爆破块度和环境要求等因数的限定。

4.3二次破碎

爆破后的大块及台阶岩坎需要二次破碎，二次破碎要求在工作面进行，破碎方法：手锤或机械破碎。

4.4施工要求

（1）安全要求

施工区禁止闲人进入，凡进入工作面的施工人员，必须佩带安全帽。爆破作业时禁止无关人员滞留或抽烟、明火作业。

（2）布孔要求

孔位确定根据设计由技术人员现场进行，并由工地施工员交底安排钻孔，具体要求准、正、平、直、齐。

（3）钻孔检查与孔内排水

钻孔时由于意外原因较多，极易导致炮孔堵塞而报废，因此须检查和孔口保护工作，防渗水。孔内积水要在装药前排除。

（4）装药与堵塞

本工程采用人工装药，装药时先用炮棍插入检查炮孔深度及是否堵塞然后再进行装药，要防止炸药结快，堵塞炮孔或超装药量不能满足堵塞长度，起爆体按设计位置放于炮孔中，用可塑状介质将炮孔堵塞密实。

（5）覆盖与防护

将装满的泥沙袋压实在每个空口上方，控制和减少个别飞石的逸出。必要时，还需在爆区上铺设两层竹排。

本次爆破石量约20000m3，采用爆破方法和最大单响药量按《与保护物距离不同的最大单响药量计算表》进行选择和控制。计划需Φ70mm管状乳化炸药6000、非电毫秒差雷管900发、塑料导爆管500m。

5.安全距离校核

5.1空气冲击波

根据《爆破安全规程》6.3.3当n

5.2爆破振动和最大单响药量

爆破振动强度大小根据公式：R=（K/V）1/αQm

式中：R--爆破振动的安全距离 （m）

α―衰减指数，按地质条件，取1.65

K―与爆破现场有关的系数，取170

Q―微差爆破最大一段装药量 ，取Q =31.5kg

M--药量指数，取1/3

V--爆破安全振动速度，一般砖房取3cm/s，现取V=2.3 cm/s。

根据以上计算结果得知，在本爆破工程实施爆破时，应根据距离被保护物的远近，当距离较近时，采用单孔单响、当距离较远时，才能多孔齐响。

6.爆破作业顺序

（1）清除开挖区域地表浮渣（浮土）危石、松石，整理出工作面。

（2）按设计要求布孔、钻孔。

（3）制作药包、准备堵塞介质。

7.爆破安全措施

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2.施工方法比选

该水道河道较窄，航运较为繁忙，船舶密度大，且炸礁点分散、大部分礁石位于航槽内，有些礁石区距危桥、学校及油库太近，爆破安全距离严重不足，因此，如何选取合适的施工方法以保证过往船舶、施工船舶、施工人员安全是本工程的重中之重。

方法一（水下钻孔爆破法）

水下爆破法首先确定采用爆破器材，确定爆破参数（炮孔直径d、炮孔间距a、炮孔排炮b、钻孔深度），根据实测的K、a、V（K、α——分别与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减系数；V——安全震动速度）值校正炸礁安全距离。采用此方法施工钻孔爆破后即可用抓斗或铲斗对爆破松散后的礁石进行清挖运至指定的卸区。采用此方法清除航道中的礁石施工，其优点是施工进度比较快；其缺点是：施工手续繁琐、手续办理时间长、安全管理难度大、对周围环境和通航影响较大：施工前需要向有关部门办理繁琐的开工手续，批准开工后爆破器材由当地公

距而定。当击碎一层后立即清挖，如此

更替多次，直至达到设计标高为止。施工设备配置

施工配置抓斗式挖泥船（配有碎岩锤、抓斗、扫床架、测深仪等），并配置300~500m3自航式开底泥驳装碴，其性能如表1所示。施工工艺

先用抓斗挖除礁区覆盖层及礁石表层松散层，当底部致密层抓斗无法清挖时，则采用重锤分层击碎后清挖，锤击与清挖交替施工，至硬式扫床合格。

采用分块、分条、分层的施工方法进行碎岩及清碴。分条宽度根据船宽、分段长度根据移船锚缆长度而定。单锤冲击深度约为0.2m～0.4m（视石质、锤重、落距而定）。每完成一层岩石清挖后，都必须进行一次测深，对未达设计要求处作标识，并将电子测图输入控制电脑，便于确定下次碎礁的位置。

采用锤击碎岩法时，宜顺水流方向推进作业；锤击按分块、分条、分层的方法进行。每一次锤击的纵横移动量控制在锤径的0.5倍（即压半锤），每击碎一层即改抓斗清除，并进行一次水深测量，作为下一层施工的依据。施工锤击船舶的定位

开工展布时，先将锤击船移至施工区，靠安装在船上的GPS仪定位，该定位仪同时装有《疏浚工程电子图形控制系统》软件与计算机联接。GPS在接收卫星信号的同时，也接收陆地控制点上基准台的差分信号，从而确定准确的船位坐标；计算机以图形形式显示出船舶与礁石的相对位置，同时还能在屏幕上看到由不同颜色标示出的岩面标高。当岩面标高与施工测图标高重叠时，即可下锤（或抓斗）作业。

在本工程进行锤击施工过程中，10＃、11＃、12＃、13＃石底部礁质为中风化岩，1＃、2＃石为原状岩，用直接锤击与清碴交替施工的方法根本无法将礁石清除，而且这些礁石离油库及桥梁都比较近，该如何清除这些礁石摆在面前的难题。经过综合分析，对中风化石的礁石采用振动锤击法，即将原重锤更换成振动锤，利用振动锤对礁石面进行锤击，增加了锤击效果；对原状石先用潜孔钻车对礁石层进行加密钻孔，将岩石钻成蜂窝状再进行锤击碎岩工艺施工，取得了较好的效果。

在本工程施工情况来看，无论是从工程质量、进度、安全还是环保方面，都基本上达到了要求，取得了较好的效果，虽然个别礁石由于礁石比较硬、锤击效果不明显，通过改进施工方法，辅助采用振动锤、先加密钻孔再锤击的方法，最终将本项目的所有礁石清除掉，通过了硬式扫床验收，既安全优质地完成了整个标段的施工任务，也没有对附近的桥梁、油库、学校等建筑物造成影响及对水下生物产生破坏，采用这种既安全又环保的“无炸药爆破”清除礁石的方法在受通航制约和安全距离受限的航道整治工程当中将得到越来越广泛的应用。