全国工程爆破技术人员统一培训教材第3版2013版岩土爆破设计题（讲授样题，非考试试题）
4.1 设计题
设计1 风景区山坡开挖台阶爆破设计
某风景区改建工程中需要对一处山坡进行开挖，待开挖的山坡长22m，宽6.5m，高约7.5m。爆区周围环境复杂，山坡脚距湖1.5m，距开挖区1m处有围墙，距开挖区4m为石碑和凉亭，属于国家重点文物，是重点保护目标。施工中要控制飞石，飞石避免落入湖中，还要控制爆破产生的振动强度。要求采用浅孔分层台阶爆破，开挖边线采用预裂爆破。
设计要求内容如下：
（1）孔距、排距、孔深、超深、单孔装药量、装药结构、填塞长度；
（2）请给出预裂爆破设计：孔径、孔间距、孔深、线密度，单孔药量（可不计导爆索药量）、装药结构、（沿孔深的装药量分布）、填塞长度；
（3）起爆网路设计（只说明孔内、孔间、排间雷管段位即可，包含预裂孔）；
（4）安全防护措施。
设计提示：炮孔直径40mm、单孔药量不大于0.5Kg，单位炸药消耗量按0.35Kg/m3计算。
分析：此工程周围环境十分复杂。距开挖区1m 处有围墙，4m 处有国家级重点文物石碑和凉亭，都需要保护，因此要严格控制爆破振动；山坡角距湖仅1.5m，飞石要避免落入湖中，需控制爆破产生的飞石。
为达到减振和保护国家重点文物的目的，设计采用浅孔分层台阶爆破，开挖边线采用预裂爆破，炮孔直径为40mm。采用松动爆破，单位炸药消耗量取0.35kg/m3 计算，并严格将单孔装药量控制在0.5kg 以内。
由单孔最大装药量和炸药单耗，计算得单孔能爆破的最大岩石体积为 1.43 m3，设计如下：
（1）开挖爆破
台阶高度：按开挖深度7.5m 左右，考虑到单孔装药量要控制在0.5kg 以内，故取台阶高度H＝1.5m，即本工程分 5 层开挖；炮孔为垂直孔。
底盘抵抗线：W1= (0.4 ～1.0)H＝0.6～1.5m，取 1.0m
炮孔间距a＝（1.0～2.0）W＝1.0～2.0，取a=1.0m
炮孔排距 b 取0.8m
炮孔超深h＝(0.1 ～0.15)H＝0.15～0.225m，取0.2m
孔深L＝1.7m
单孔装药量Q＝qabH=0.42kg
装药结构：连续装药结构，药卷直径为32mm，装药长度为0.42m，填塞长度为1.08m。
（2）预裂爆破
孔径d=40mm
孔间距a=（8～12）d=360～540mm，取380mm
孔深L＝1.7m，炮孔长度为 1.96m（没给边坡角度，此处按60°计算）
线密度q=150g/m
单孔装药量Q=qL=0.294kg
采用小直径药卷，不耦合系数取2。底部加强装药段长为0.4m，装药114g，中部正常装药段长为0.9m，装药135g，顶部减弱装药段长0.3m，装药45g，填塞段长为0.36m。
（3）起爆网络设计
预裂爆破和台阶爆破分开进行，先爆预裂孔。
预裂孔采用导爆索起爆网路，沿炮孔全长布置导爆索，用瞬发雷管起爆。
为减少爆破飞石落入湖中，考虑采用纵向开挖方式，即爆破工作面从开挖面的一端向另一端推进。
每排布置 6 个炮孔，每次爆破排数一般控制在 2 以内，最多 3 排。采用孔内和孔外微差相结合的方法实现逐孔起爆，孔外采用 2 段毫秒雷管，孔内从外侧开始到内侧依次布置4～9 段毫秒雷管。
（4）安全防护措施
爆破部位安全防护：采用钢板、废旧皮带等防护材料将爆区覆盖，防止飞石。
保护目标近体防护：石碑和凉亭的临爆区面搭建高于凉亭高度的防护排架，排架上设双层竹笆进行保护。
预裂爆破和光面爆破已广泛应用于露天工程和地下工程，简述你曾参与过的预裂或光面爆破工程技术设计。爆破后如果出现下列现象，请分析原因并说明如何调整爆破设计。
（1）表面未产生裂缝；
（2）孔口破坏严重，壁面也有破损；
（3）孔口破坏严重，下部壁面质量正常；
（4）孔口破坏严重，但下部未形成裂缝；
（5）下部壁面很好，但表面未形成裂缝。
设计提示：根据成缝质量，考虑地质条件、爆破参数、施工工艺等进行实际调整。设计如下：
（1）表面未产生裂缝
单孔装药量或装药线密度太小；炮孔间距过大；钻孔对位不准或方向偏斜过大，炮孔不在同一平面上。
增大装药线密度或减小间距；提高钻孔质量。
（2）孔口破坏严重，壁面也有破损
整体线装药密度偏大，尤其是孔口段，可能没有减弱装药或装药高度太大，填塞长度不足；不耦合系数太小。
减小炮孔的线装药密度，孔口段采用减弱装药并降低装药高度，增大填塞长度，增大不耦合系数。
（3）孔口破坏严重，下部壁面质量正常
孔口药量减弱段药量过大或装药高度太大，填塞长度不足。
减小孔口段装药量，降低装药高度，增大填塞长度。
（4）孔口破坏严重，但下部未形成裂缝
装药结构不合理，下部未加强装药，上部未减弱装药。
在炮孔下部设0.2L 的加强装药段，上部0.3L 范围内设减弱装药段，减少的药量增加到下部加强装药段。
（5）下部壁面很好，但表面未形成裂缝
填塞长度过大，装药过低，或上部药量偏小。适当增加上部装药量，提高装药高度，减小填塞长度。
某道路工程需在花岗岩中开挖一个隧洞，岩石坚固性系数f=16,裂隙中等发育。隧道断面为直墙半圆形，半径2.5m。边墙高4m，底宽5m。钻孔直径42m，空孔直径89m。爆破开挖循环进尺2.5m。
设计计算要求：
（1）绘出炮孔布置图，标出各部位孔位间距，起爆顺序号；掏槽孔布置图；
（2）计算总钻孔量，每立方米钻孔量，单位体积炸药消耗量；
（3）绘出掏槽孔、辅助孔、周边孔的装药结构图；
（4）绘出起爆网路图。
设计提示：采用全断面开挖，垂直孔掏槽。
（1）
（2）炮孔利用率为90%，炮孔深度2.5/0.9≈2.8m，掏槽孔深度加深0.2m，孔深为3.0m。
