炮孔布置装药量计算
浅谈人工挖孔桩爆破参数选择与药量控制
浅谈人工挖孔桩爆破参数选择与药量控制摘要：本文通过杭州至瑞丽高速公路思南至遵义段人工挖孔桩的施工，对爆破参数的选择及装药量的控制进行了分析计算。
关键词：公路桥梁；人工挖孔桩；爆破；药量爆破工程简介本爆破设计主要针对桥梁人工挖孔桩施工。
沿线基础岩性分布有块石土、粗砾石土、泥灰岩、粉砂岩等，地基承载力在150kpa～800kpa之间，爆破地质主要为泥灰岩、粉沙岩。
二、爆破参数的选择与装药量一）、设计原则1、根据实际经验，炮孔深度L=0.9～1.0m之间为宜，炮孔直径为Ф42mm，药卷直径Ф32mm，选用乳化炸药。
起爆顺序为先掏槽孔，后周边孔。
2、挖孔桩平均单位耗药量与桩径大小、岩石可爆性有关，应通过现场试验选定。
单孔装药设计：掏槽孔最多，辅助孔次之，周边孔最少，其比例一般取8：6：5。
3、钻孔分掏槽孔，周边孔。
掏槽孔一般呈锥形布孔，孔深比周边孔深10～20cm；周边孔向外倾斜，其孔底一般到达开挖线（软岩）或超过开挖线10cm左右（硬岩）。
4、循环进尺一般控制在1m之内，炮孔利用率按75%～85%考虑。
5、炮孔间距布置要考虑周边孔内最小抵抗线不大于邻桩石壁厚度的2/3。
二）、爆破参数计算1、1.2m桩径爆破参数计算1）、爆破开挖桩基及炮眼直径爆破开挖桩基直径D为D=1.5m,炮眼直径d为d=42mm2）、炮眼深度L=1m3）、光面爆破参数①周边眼最小抵抗线W按经验，本设计取Wmin=55cm②周边眼间距a按经验公式a=(0.8～1.0) Wmin确定a=(0.8～1.0)×60cm=48～60cm，本设计取50③光爆层面积及炮眼数A=3.14×0.752-3.14×0.152=1.69m23.14×1.5/0.5=9.42个3.14×1.5/9≈0.52m周边炮眼间距的尺寸应在52cm左右，布置时按大致均匀、局部适当调整的原则布置。
④周边眼单孔装药量根据经验数值装药密度q为（0.2～0.3）Kg/mQ=ql=（0.2～0.3）×（1.0）=(0.2～0.3) Kg，本设计取Q=0.225Kg4）、掏槽炮眼单孔装药量掏槽区面积及炮眼数掏槽采用契形布置，见下图A=0.07 m2N =4(个)Q=Lnq=1.2×0.8×（0.2～0.3）=0.19～0.29Kg 本设计取Q=0.3Kg5)、炮眼布置如下图：桩径1.25m爆破布置图2、1.0m桩径直径爆破参数计算1）、爆破开挖桩基及炮眼爆破开挖桩基直径D为D=1.2m,炮眼直径d为d=42mm2）、炮眼深度L=1m3）、光面爆破参数①周边眼最小抵抗线W按经验，本设计取Wmin=50cm②周边眼间距a按经验公式a=(0.8～1.0) Wmin确定a=(0.8～1.0)×60cm=48～60cm，本设计取50 ③光爆层面积及炮眼数A=3.14×0.62-3.14×0.152=1.06m23.14×1.2/0.5=7.54个3.14×1.2/8≈0.47m周边炮眼间距的尺寸应在47cm左右，布置时按大致均匀、局部适当调整的原则布置。
爆破装药量计算
露天矿爆破装药量如何计算一、浅孔爆破每孔装药量可按体积公式计算：q＝kW3或q＝kV－kaHW 式中：a—孔距q－每孔装药量，kg；k－炸药单耗，kg/m3；V－单孔爆破岩石体积。
W－最小抵抗线，m。
一次爆破总量按下式进行计算：Q＝Nq－kV总式中：Q－一次爆破炸药总量；kg；N－一次爆破炮孔总数；V－一次炮孔爆破总方量；m3。
二、深孔爆破装药量计算：（一）单个深孔爆破时装药量计算：正常情况下：Q＝qaHWd当a≥Wd时，以底盘抵抗线代替孔距；Q＝qHWd2当台阶坡面角小于55°时，应将底盘抵抗线用最小抵抗线代替：Q＝qaHW，当Wd与段高H相差悬殊时，Q＝qaWd H1式中：H1－换算标高，m。
H1＝Wd/（0.7～0.8）在用上述公式计算每孔装药量时，还需用每孔最大可能装药量G进行验算。
G＝g（L－Lr）式中：G－炮孔可能最大装药量，kg；g－每米炮孔的可能装药量，kg/m；L－炮孔长度；Lr－填塞长度。
应满足：G≥Q即：G（L－Lr）≥qWdaH（二）多排孔爆破时装药量的计算：多排孔爆破时，第一排孔装药量计算同上，第二排起，装药量应有所增加。
Q1＝kqabH 式中：Q1－第二排以后的各排每孔装药量，kg；k－岩石阻力夹制系数，采用微差爆破时，取k＝1.0～1.2，采用齐发爆破时，取k＝1.2～1.5，第二排孔取下限，最后一排孔取上限。
（三）倾斜台阶深孔装药量计Q′＝qWaL 式中：Q′－倾斜孔每孔装药量；q－炸药单耗；L－斜孔（不包括超深）长度，m。
倾斜深孔，超深部分药量应单独计算：Qc＝ph 式中：Qc－超深部分炮孔装药量，kg；p－每米炮孔的装药量，kg/m；h－超深。
（四）分段装药：分段装药各分段装药量单独计算：Q1＝q1aW12Q2＝q2aW22Q3＝q3aW32…式中：W1，W2，W3－各分段的最小抵抗线，m。
工程爆破药量计算的基本公式
工程爆破药量计算的基本公式
爆破作业是施工中最为重要的一项作业，有利于施工进度，也有利于节约施工成本。
程爆破药量计算是施工中一项重要环节，该计算反映了药量计算的准确性和施工安全。
以，爆破药量计算的准确性和安全性越高，爆破成果越理想。
爆破药量的计算理论和方法是工程爆破学中很重要的内容，其中基本公式和计算方法能够帮助我们准确快速地计算出爆破药量。
基本公式：
工程爆破药量计算：药量V =F*L*H*B*D）/（ρP*Vt）
其中，F为爆破孔数；L为单个孔深度；H（Height）为爆破孔距杆端距离；B（Bore）为爆破孔直径；D（Depth）为每一孔的椭圆深度；ρP为装药密实度；Vt为有效药量。
药量计算方法：
（1）搞清楚爆破作业的某些基本要求，如孔距、孔深等；
（2）准确测量破坏区域的高度、宽度等；
（3）根据爆破作业内容确定爆破药量及药量规模；
（4）根据爆破工艺施工图，确定爆破孔数、深度、宽度、高度和角度；
（5）根据爆破药量计算基本公式，计算爆破孔每孔装药量；
（6）根据实际施工情况，调整爆破孔每孔装药量；
（7）根据上述结果，确定实施爆破的药量种类和总量。
为了提高爆破的效果，工程爆破药量的选择在施工中也是至关重
要的。
据爆破工艺施工图上的爆破要求，结合实际情况，选择合适的爆破药量，有利于更好地实现爆破工艺施工图规定的目标。
综上所述，工程爆破药量计算的基本公式和计算方法是爆破施工的重要环节，只有准确计算出爆破药量，才能够更好地实现施工进度和施工安全。
此，在爆破施工中，应把工程爆破药量的计算放在重要的位置，着重提高工程爆破药量计算的准确性和安全性，以保证施工质量。
初中高爆破工程技术人员考试爆破设计相关参数计算方法
一、装药密度（克每立方厘米）：2号岩石乳化0.95-1.3、粉状乳化0.85-1.05、1号粉状铵油0.9-1.0、多孔粒状铵油0.8-0.9、岩石改性铵油0.9-1.1、岩石膨化铵油0.8-1.0、重铵油0.85-1.3线装药密度（千克每米）：圆周率*（d的平方）*装药密度/4000二、钻机直径（多孔铵油炸药时取装药密度0.85克每立方厘米）对应的线装药主要有：40mm-1.07千克每米、50-1.67千克每米、65-2.82千克每米、70-3.27千克每米、76-3.85千克每米、90-5.41千克每米、100-6.67千克每米、110-8.07千克每米、120-9.6千克每米三、常用药卷（2号岩石乳化炸药）型号：1、直径32mm 长度20cm药量150g；2、直径35mm长度20cm药量200g四、各个爆破单耗（千克每立方米）：光面线装药密度0.15-0.2、预裂线装药密度为0.25-0.4、台阶（深）0.4-0.6、台阶（浅）0.5-1.2、基坑0.3-0.35、沟槽一般取0.5、井巷掘进1.2-2.4（一般取1）、隧道同井巷一般取1左右、拆除砖混1-1.5、拆除混凝土1.5-2、混泥土基础一般取1、桩井2-3、立井2-4、水下钻孔（0.45+（0.05-0.15）H）五、台阶（深孔）爆破：H台阶高度已知，钻机直径D 一般取H/100，底盘抵抗线W=KD其中K取（30-40），超深h=（8-12）D,孔距a=mW其中m取（1-1.25），排距b=（0.6-1.0）W，若三角形布孔则b=asin60，孔深L=（H+h）/sin，堵塞长度L2=（20-30）D，单耗q（0.4-0.6）一般取0.5左右，q1线装药密度根据公式核算具体见第一项，根据线装药算出单孔装药量与根据单耗算出的单孔装药量（Q=qHaW）对比，调整a或者b或者q单耗，从而保持结果一致。
安全校核：v=K(立方根Q/R)括号开a次方，其中K系数（50-350）一般取150，a系数（1.3-2）一般取1.5，v一般民用建筑屋为1.5-3cm/s。
隧洞炮孔及装药量计算
湖北水利水电职业技术学院教师授课教案课程名称：水利水电工程施工技术200 年至200 年第学期第38 次课授课班级：03级水工编制日期：年月日图11-2 全断面开挖机械化程序台阶掌子掘进是将整个断面分为上下两层，上层超前于下层一定距离掘进。
为了方便出渣，上层超前距离不宜超过2~3.5m，且上下层应同时爆破，通风散烟后，迅速清理上台阶并向下台阶扒渣，下台阶出渣的同时，上台阶可以进行钻孔作业。
由于下台阶爆破是在两个临空面情况下进行的，可以节省炸药。
当隧洞断面面积较大，但又缺乏钻孔台车等大型施工机械时，可以采用这种开挖方式。
（一）导洞开挖法导洞开挖法就是在开挖断面上先开挖一个小断面洞（即导洞）作为先导，然后再扩大至设计要求的断面尺寸和形状。
这种开挖方式，可以利用导洞探明地质情况、解决施工排水问题，导洞贯通后还有利于改善洞内通风条件，扩大断面时导洞可以起到增加临空面的作用，从而提高爆破效果。
根据导洞与扩大部分的开挖次序，有导洞专进和导洞并进两种方法。
导洞专进法是将导洞全部贯通后，再进行扩大部分开挖，有利于通风和全面了解地质情况，但洞内施工设施一般要进行二次铺设，费工费事。
除地质情况复杂外，一般不采用。
导洞并进法是将导洞开挖一段距离（一般为10~15m）后，导洞与断面扩大同时并进。
导洞开挖法一般是在工程地质条件恶劣、断面尺寸较大、不利于全断面开挖时才采用的开挖方法。
导洞开挖，根据导洞位置不同，有上导洞、下导洞、中间导洞和双导洞等不同方式。
1、上导洞开挖法导洞布置在隧洞的顶部，断面开挖对称进行，开挖与衬砌程序如图11-3 所示。
这种方法适用于地质条件较差，地下水不多，机械化程度不高的情况。
其优点是安全问题比较容易解决，如顶部围岩破碎，开挖后可先行衬砌，以策安全。
缺点是出渣线路需二次铺设，施工排水不方便，顶拱衬砌和开挖相互干扰，施工速度较慢。
筑，待其强度达到设计强度的70%时，再开挖和浇筑另一个马口。
各段马口的开挖可交叉进行。
爆破计算方法
路基石方开挖爆破方法本工程石方开挖涉及两种：半挖半填断面的开挖和全挖断面的开挖，采用深孔（浅孔）松动爆破为主，在设计边坡外预留光爆层采用光面爆破，确保边坡平顺，避免扰动和破坏边岩体。
1、深孔松动爆破法采用梯段爆破，用9m3潜孔钻机钻孔，孔径90mm ，炮孔按梅花型布置，炸药选用2号岩石硝铵炸药，一般台阶高度H=8.0m 。
1.1爆破参数计算公式⑴最小抵抗线长度计算：H m q e l D W •••••∆••=τ785.0式中：D 为炮孔直径△为装药密度(kg/m3)，一般取900; H 为阶梯高度(m)；l 为预计炮孔深度(m)，l =H+h （h 为钻根长度[m]);h 对于岩石取(0.15～0.35)W ，岩石较硬时取上限;τ为装药长度系数（当H<10m 时，τ＝0.6;当H=10～15m 时，τ＝0.5m;当H>15m 时，τ＝0.4m ）eq 为炸药单位消耗量(kg/m3),按下表取值：⑵每一炮孔的装药量Q （kg ）计算：Q=0.33.e.q.ν=0.33.e.q.a.H.W 式中：ν为每一深孔药包所爆破的岩石体积(m3)。
1.2本项目爆破设计参数（以K29+800-K30+000段为例）该段95％属于Ⅳ类石方爆破。
采用9m3潜孔钻机钻孔，75°孔径90mm ，台阶高度H=4.0m 。
岩层为次坚石，用2＃岩石硝铵炸药，各参数计算如下：⑴最小抵抗线长度确定：假定钻根长h=0.5m,预计炮孔深度l=4+0.5=4.5m.取△＝900kg/m3, τ＝0.6,m=1.1,e=1.0,次坚石为六类土，查表得知q 取1.7kg/m3,则抵抗线为W=0.09x(0.0785x900x4.5x0.6/1x1.7x1.1x4)1/2=1.437 ⑵钻根长:h=0.2W=0.3m= ⑶炮孔深：l=4+0.3=4.3 ⑷炮孔间距：a=W=1.437m ⑸每孔需用药：Q=0.33*e*q*a*H*W=0.33*1*1.437*4*1.437=2.73kg 1.3最大安全用药量根据爆破震速控制测算确定最大一段安全用药量。
爆破设计步骤
露天爆破设计参数确定一、深孔台阶控制爆破参数（没有振动速度要求）一般情况下，深孔垂直布放，深孔平面布置成方型或梅花型，其爆破参数按以下各式计算：底盘抵抗线W=（20～40）d钻孔超深h=（0.15～0.35）W炮孔深度L=H+h堵塞长度l′=（0.7～1.0）W装药长度l=L－l′孔间距a=1.25W排间距b=W单孔药量Q=q·a·b·H或Q=q·W·a·H（第一排、单排起爆）（kg）单孔药量Q=k·q·a·b·H或Q= k·q·W·a·H炸药单耗q=（0.35～0.45）（kg/m3）（注：单孔药量算出后要进行核算，看孔内是否能装下计算的药量）。
上述各式中H为台阶高度，d为钻孔直径。
按上述公式计算得到的不同台阶高度时钻孔直径d=76mm和d=115mm的爆破参数值列下表注：单位长度装药量4.0kg/m(铵油炸药)注：单位长度装药量9.3kg/m(铵油炸药)二、低台阶钻孔控制爆破（没有振动速度要求）炮孔垂直钻凿，平面成梅花形，钻孔直径d=76mm，其它爆破参数按以下各式计算：底盘抵抗线W=（40～50）d钻孔超深h=（0.1～0.15）W堵塞长度l′=（1.0～1.2）W装药长度l=L－l′钻孔深度L=H+h孔间距a=（1.0～1.5）W排间距b=W单孔药量Q=H·a·b·q或Q=q·W·a·H（kg）炸药单耗q=0.35～0.45 （kg/m3）低台阶钻孔控制爆破参数（d=76mm）注：单位长度装药量4.0kg/m(铵油炸药)三、有振动速度要求的计算（深浅孔爆破均按照此思路）1、根据Q=（V/K）3/αR3公式计算出单响药量；2、由V=Q/q公式计算出每孔担负的体积；3、由S=V/H公式计算出每孔担负的面积；4、由b=(S/1.25) 1/2公式计算出钻孔排距；5、由a=1.25b公式算出钻孔间距；6、算出底盘抵抗线b=w7、同前面算出超深、填塞深度、炮孔深度。
爆破方法
爆破方法爆破作业的步骤是向要爆破的介质钻出的炮孔或开挖的药室或在其表面敷设炸药，放入起爆雷管，然后引爆。
根据药包形状和装药方式的不同，爆破方法主要分为三大类：炮孔法在介质内部钻出各种孔径的炮孔，经装药、放入起爆雷管、堵塞孔口、联线等工序起爆的，统称炮孔法爆破。
如用手持式风钻钻孔的，孔径在50毫米以下、孔深在4米以下的为浅孔爆破；孔径和孔深大于上述数值的为深孔爆破；在孔底或其他部位事先用少量炸药扩出一个或多个药壶形的为药壶法爆破。
炮孔法是岩土爆破技术的基本形式。
药室法在山体内开挖坑道、药室，装入大量炸药的爆破方法，一次能爆下的土石方数量几乎是不受限制的，在每个药室里装入的炸药有多达千吨以上的。
中国四川攀枝花市狮子山大爆破(1971 )总装药量10162.2吨，爆破1140万米3，在世界上也是最大规模的大爆破之一。
药室法爆破广泛应用于露天开挖堑壕、填筑路堤、基坑等工程，特别是在露天矿的剥离工程和筑坝工程，能有效地缩短工期，节省劳动力，而且需用的机械设备少，并不受季节和地方条件的限制。
裸露药包法不需钻孔，直接将炸药包贴放在被爆物体表面进行爆破的方法。
它在清扫地基的破碎大孤石和对爆下的大块石作二次爆破等工作方面，具有独特作用，仍然是常用的有效方法。
爆破技术在上述三种爆破方法的基础上，根据各种工程目的和要求，采取不同的药包布置形式和起爆方法，形成了许多各具特色的现代爆破技术，主要有以下几种。
微差爆破又称毫秒爆破，是40年代出现的爆破新技术。
在雷管内装入适当的缓燃剂，或连接在起爆网路上的延期装置，以实现延期的时间间隔，这种系列产品间隔时间，一般以13～25毫秒为一段。
通过不同时差组成的爆破网络，一次起爆后，可以按设计要求顺序使各炮孔内的药包依次起爆，获得良好的爆破效果。
微差爆破的特点是各药包的起爆时间相差微小，被爆破的岩块在移动过程中互相撞击，形成极其复杂的能量再分配，使岩石破碎均匀，缩短抛掷距离，减弱地震波和空气冲击波的强度，既可改善爆破质量，不致砸坏附近的设施，又能提高作业机械的使用效率，有较大经济效益，在采矿和采石工程中广泛应用。
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水工隧洞施工
水工隧洞施工的主要内容是开挖、出渣、衬砌或支护、灌浆工作等。
常用的开挖掘进方法为钻孔爆破法，也有采用掘进机直接开挖的。
衬砌和支护的型式，常用现浇钢筋砼以及喷锚支护。
隧洞灌浆的目的是为了加固围岩或充填衬砌与围岩之间的空隙。
钻爆法开挖掘进的施工过程为测量放线、钻孔、装药、爆破、通风散烟、安全检查与处理、装渣运输、洞室临时支护、洞室衬砌或支护、灌浆及质量检查等。
同时还需要进行排水、照明、通风、供水、动力供电等辅助作业，以保证隧洞施工的顺利进行。
上述各项工作，绝大部分是在地面以下，施工场地狭窄的情况下进行的，施工干扰大，劳动条件差，施工组织复杂，安全问题突出。
如果遇到不良的地质和水文地质情况，如大的断层和破碎带、大的溶洞和地下暗河、高压含水层等，将严重影响施工进度和安全。
正确处理安全、质量、进度和经济的关系，采用有效的机械设备与新的施工技术，加强安全措施，严密组织施工。
第一节隧洞开挖
一.开挖方式
隧洞开挖方式有全断面开挖法和导洞开挖法两种。
开挖方式的选择主要取决于隧洞围岩的类别、断面尺寸、施工机械化程度和施工水平、合理选择开挖方式对于加快施工进度，节约投资，保证施工安全和施工质量均有重要的意义。
（一）全断面开挖法
是在整个断面上一次钻爆开挖成型。
在隧洞断面不大，围岩稳定性好，不需要临时支护或局部支护，又有完善的机械设备时，可采用这种开挖方式。
全断面开挖上午净空面积大，个工序相互干扰小，有利于机械化作业，施工组织较简单、掘进速度快。
但这种方式受到机械设备、地质条件和断面尺寸的限制。
全断面开挖又分为垂直掌子面掘进和台阶掌子面掘进两种。
（二）导洞开挖法
导洞开挖法就是先开挖断面的一部分，称为导洞，然后开挖至整个设计断面。
这种开挖方式，可利用导洞进一步了解和掌握地质情况，并在扩大开挖时增大爆破临空面，提高爆破效果。
根据导洞与扩大部分的开挖次序，有导洞专进法和并进法两种。
根据导洞在横断面位置的不同有下导洞、上导洞、中导洞、双导洞等；1.下导洞开挖法，导洞布置在断面的下部，又称漏斗棚架法；
2.上导洞开挖法，对称顶拱掘进法，常用的“上导洞边挖边衬，先拱后墙衬砌法”。
二.导洞的形状和尺寸
导洞一般采用上窄下宽的梯形断面，这样的断面受力条件较好，也便于利用断面底角，布置风、水、电等管线。
三.炮孔布置和装药量计算
（一）炮孔布置布置在开挖面上的炮孔，按其作用不同为掏槽孔、崩落孔和周边孔等三种。
1.掏槽孔布置在开挖面中心部位，首先炮出一个小的槽穴，其作
用是增加爆破临空面，提高周围炮孔的爆破效果。
2.崩落孔均匀布置在掏槽孔与周边孔之间，爆破顺序次于掏槽孔，其作用是爆落岩体。
崩落孔通常与开挖面垂直，要求孔底落在同一平面上，以保证掘进后的开挖面平整。
3.周边孔布置在开挖面的四周，一般最后起爆（采用预裂爆破例外），其作用是控制开挖轮廓线。
（二）炮孔数目和深度隧洞开挖断面上的炮孔总数N，常用下面经验公式估算，即N=k1*(f*S)^1/2式中k1--系数，一个临空面用2.0；f--岩石的坚固系数；S--开挖断面面积，m^2.
（三）装药量隧洞爆破中，炸药用量多少直接影响开挖断面的轮廓、掘进速度、围岩稳定和爆破安全。
此外，爆落石块的大小还影响装渣运输。
由于岩性质和岩层的构造差别甚大，断面大小、爆落块度及炸药性质也不完全相同，因此装药辆必须经过现场试验确定。
开工前，可按下式估算 Q=K*S*L 式中Q--一次掘进中的炸药用量，kg；K--单位炸药消耗量，kg/m^3；S--开挖断面面积；L--崩落孔炮孔深度，m。
四.钻孔作业
钻孔作用在掘进循环时间中占有很大的比重。
钻孔的机具有风钻和钻孔台车。
五.装渣运输作业
隧洞装渣和出渣是一项很繁重的工作，约占循环时间的50～60%，也是影响掘进速度的关键。
包括装渣和运输两项工作。
六.隧洞临时支护
隧洞在开挖过程中，稳定性差的围岩容易发生坍塌和个别石块跌落，为了确保施工安全，必须对开挖出来的空间进行有效的支护。
只有在围岩稳定的情况下，才可以不加临时支护。
（分喷锚支护和构架支撑）
七.隧洞开挖的辅助作业
隧洞开挖的辅助作业有通风、防尘、防有害气体、供水、排水、供电、照明等。
很明显，这些辅助工作是改善洞内劳动条件和工程顺利进行的必要保证。