桩井设计题(真题)

四季读书网 2026-04-30 23:21:49 1 0

桩井设计题(真题)

桩井设计真题

拟爆破开挖的桩井，直径为1.8m，挖深为18m。石灰岩，岩石坚固性系数f=6~8。周边环境：一侧100m处有居民区。设计要求：依据本工程，请选择合理的爆破施工方案；根据方案做出主要的技术设计步骤和相应的参数计算。

网友发来一道真题，据说是最近某省考核真题。

如何理解这道题？

桩井规格：直径D=1.8m，开挖深度L=18米。给定的直径，含不含护壁厚度，题目没说含，也没说不含。对于爆破考核题来说，这不是主要的，题目没给定的，我们就不去猜测。直径是1.8m，我们就认为是开挖直径。爆破设计考核题主要考核的是如何做好爆破设计，题目没给的东西，我们不去随意添加。有人说要考虑护壁厚度，但题目没给，护壁厚度也不是固定的，围岩特性不同，护壁厚度也不一样。

岩石特性：石灰岩，岩石坚固性系数为6~8，中等硬岩，其它状况如裂隙、节理、溶洞、断层等等都没给定，就当是相对均质稳固岩体。

周边环境：有一侧距离居民区仅100米，这就需要考虑爆破振动、爆破飞石、空气冲击波、还有噪音等。不管是哪个方向，爆破设计必须要考虑这100m范围内的安全性。因此，不能有大量抛掷物，也不能有太深的大爆破，需要考虑浅孔分层松动爆破。

施工条件：桩井断面不大，深井作业，需要加强安全防护，而且只能垂直向下实行浅孔爆破，分层开挖，每次进尺不能太大，尽量松动能铲装，基本上就是弱松动，少飞石，低振速，强防护的要求。

爆破方案如何定？

根据上面对题目的理解，可以确定爆破主要考虑因素：

松动爆破：只破碎岩石，不做抛掷，控制爆破飞石，这样源头把控安全。

分层开挖：实行浅孔分层开挖，进尺需要根据断面小的特点进行控制。

周边控制：减少爆破对孔壁的破坏，可以实行光面爆破，减少超挖或欠挖，防止坍塌，节约成本。

采用数码电子雷管：最大限度地降低爆破振动。

可以总结爆破方案：

浅孔分层爆破+光面爆破+逐孔起爆

主要设计步骤：

1、确定分层高度，炮孔布置方式；

2、设计孔网参数，炮孔深度、孔径、孔距、排距、最小抵抗线等；

3、确定单孔装药量，分层总装药量，装药结构；

4、起爆网路设计，逐孔起爆的起爆点，起爆顺序，延期时间设置等。

5、爆破有害控制：爆破振动、飞石、噪音、冲击波等；

6、安全措施：井口防护、施工工艺、具体安全措施及应急预案。

爆破参数如何设计？

1、基本参数的确定

f=6~8 , 中等硬岩

手持风动凿岩机，钻孔直径42mm，

2#乳化炸药，直径32mm，

桩井直径1.8m，开挖半径0.9m 。

2、分层高度的确定

这个没有一个确定的值，要看爆破技术水平，一般在1~1.5m，桩井直径比较小，炮孔太深，可能掏不出来，太浅浪费成本。这里定为1 m ,H=1m。每排进尺设计也为1米。

3、炮孔深度设计

取超深0.2m ,即 h=0.2m

L =H+h=1+0.2=1.2 m

炮孔深度统一取1.2米，其实有的掏槽做得好的技术人员，也可以取1.5米的。这个没有特别的规定或公式要求，主要考虑到爆破效果，安全等因素。

4、炮孔布置

桩井直径才1.8米，半径0.9米，怎么去布置炮孔？按照圆形井筒断面，仍然需要有掏槽孔、辅助孔，实行光面爆破，还得在周边布置周边光爆孔。

掏槽形式有：直眼掏槽、锥形掏槽。很多设计方案选择的是锥形掏槽，三角形布置的话，角度为75°，那就是3个掏槽孔，孔深要比其它孔要深100~200，上面设计孔深是1.2米，那么掏槽需要1.3~1.4米，因为有角度，形成锥形掏槽，一般没有空孔,孔间距30~40cm。有的设计是4个炮孔，角度也是75°，成方形布置。孔间距40cm左右。

这里按照三角形布孔，孔间距0.40米来演算，那么掏槽孔布置在圆形断面圆心半径为0.23的圆上。

辅助孔的布置，掏槽孔在半径为0.23的圆上，那么辅助孔与周边孔只有0.67m的空间，而桩井的周长只有5.66m, 要满足光爆的条件，E/W=0.6~0.8，光爆孔距要小于光爆层厚度，至少光爆层厚度与周边孔孔距要相等。经过精确试算，辅助孔布置在半径为0.5的圆上。那么光爆层厚度就有0.40cm，按照相等试算，周边炮孔数为14个。为了便于爆破的均匀性，辅助孔设置6个平衡分布在半径为0.5的圆上,并且辅助孔的孔距是50cm。周边孔孔距是近似40cm 。

这样总的炮孔数为 3+6+14=23 个炮孔。

这些孔网参数取值，没看到有特别的算法，都是经验取值，经验公式试算得来的。合理与否，需要试爆来调整。

炮孔布置图没有画，给个图示：

炸药量计算

根据浅孔爆破，一般经验单耗，f=6~8, q=1.5~2.0/m^3, 有的方案到了3.2~3.8 kg/m^3, 岩性不一样，断面不一样，取值不一样。直径小于1米的断面，单耗取值大于5的都有。

因此，单耗的确定，作为设计只能根据经验来试算，然后根据试爆情况来调整。这里用2.0 来演算。

整个一个循环的体积为： πr^2 X 1.2 =3.05m^3, 那么总的装药量为 2.0X3.05=6.1 kg 。取6kg。

平均单孔装药量为 6 / 23=0.26kg

一般认为掏槽孔装药量要多20~30%，周边孔装药量要少10~20%。这种比例不是固定的，随着断面面积的变化、岩性变化，比例是变动的。

那么平衡每孔装药量：

掏槽孔每孔0.45kg, 3个孔共1.35kg;

辅助孔每孔0.30kg ,6个孔共 1.8kg;

周边孔每孔0.20 kg，14个孔共 2.8kg 。

共装药 1.35+1.8+2.8=5.95 kg。

如果按照300g X 300的炸药规格。

掏槽孔每孔装 1条半药卷， 1.5条。

辅助孔每孔1条。

周边孔可以实行间隔空孔装药，也就是7个装药孔，每孔400g 。也就是1+1/3 条。

实话说炸药量计算是个不太好把握的，没有干过桩井的人，炸药单耗的取舍有些困难的，少了炸不开，多了安全受到威胁。所以一般设计时参考很多方案后暂定一个单耗数值，当然不能太不靠谱，不能拿露天爆破的单耗来套，也不能完全用井巷掘进爆破单耗来套，井巷工程掘进是水平炮孔，桩井是垂直炮孔，同样的断面积，单耗要比井巷掘进大不少。

要完全控制好爆破，需要试爆，试爆可能还不止一次两次，有的需要多次试爆后，才能确定合适的炸药单耗。

考核题主要考核大家的设计思路和设计程序，并非考核大家完全的计算正确与否。

起爆顺序及起爆网路

掏槽孔没有空孔，一个自由面，朝向井口，可以同时起爆，延时可以设置为50ms；

辅助孔共6个可以实行逐孔起爆，与掏槽孔延时间隔 500ms, 孔间延时间隔 100ms, 即 500、600、700、800、900、1000；

周边孔与辅助孔之间延时间隔 500ms , 周边孔孔间延时间隔 5ms 。即：

1500、1505、1510、1515、1520、。。。。。。1570ms 。

这种设计，实际上对于所谓的排间是半秒起爆，而每排的孔间是微差间隔起爆。周边孔为了减少对孔壁的破坏，但需要达到光爆效果，实行的小微差的起爆。在国外，曾经认为孔间延时间隔小于8ms,可以当做是同时起爆，对于爆破效果影响有限。但数码电子雷管的精确性，这个时间需要缩短，因此，把孔间延时间隔设置为5ms。

起爆网路图就不画了。

其它爆破振动和飞石的计算，以及噪音、冲击波等的演算就不赘述了，大家可以自己去完善。

但安全防护需要注意的重点：

1、严格按 1.0m 分层开挖，严禁超深超药量爆破；