《岩土工程钻孔爆破技术讲座》课件

岩土工程钻孔爆破技术讲座欢迎各位参加本次岩土工程钻孔爆破技术讲座在接下来的课程中，我们将系统地学习钻孔爆破的基本原理、技术应用及最新发展趋势，帮助大家掌握岩土工程中的关键爆破技术要点，提高工程实践能力讲座内容总览技术发展历程我们将回顾钻孔爆破技术的发展历史，从最初的手工爆破到现代精确控制爆破技术的演变过程，了解技术进步的关键节点和重要突破工艺基础与应用领域详细介绍钻孔爆破的基本工艺流程和技术参数，探讨在隧道开挖、基坑施工、矿山开采等不同领域的具体应用方法和技术要点新技术趋势岩土工程简介定义与类型基本工程特征岩土工程是研究岩石和土体的工程特性并将其应用于各类工岩土工程主要特点包括材料的非均质性、各向异性、不连续程建设的学科主要包括边坡工程、地下工程、地基工程以性以及环境条件的多变性这些特征决定了岩土工程的复杂及岩土材料改良等多种类型性和施工难度岩土工程通常涉及岩石与土体的力学性质、强度特性、稳定在施工过程中，需要考虑地质条件、水文环境、周边环境约性分析以及针对特定环境下的施工技术钻孔爆破是处理坚束等多方面因素，使用钻孔爆破等技术需格外谨慎，确保安硬岩体的重要手段之一全高效完成工程目标爆破工程基础理论爆破作用原理爆破产生的力学效应爆破是利用炸药爆炸产生的高温高压气体及冲击波对岩体进行爆破过程中主要产生四种效应冲击波效应、爆炸气体压力效破碎的过程炸药在瞬间转化为气体，体积剧增，产生强大压应、炸药能量传递效应和岩体应力释放效应这些效应共同作力，在岩体中形成应力波用，完成岩体的破碎和移动应力波传播到自由面时反射成拉应力波，当拉应力超过岩石抗爆破力学效应的强弱与炸药类型、装药结构、岩体性质以及爆拉强度时，岩石发生破裂，完成破碎过程合理设计爆破参数破参数设计密切相关，合理利用这些效应可以实现精准控制的是确保爆破效果的关键爆破效果爆破适用岩土类型中硬岩类型软岩类型如石灰岩、砂岩等，抗压强如页岩、泥岩等，抗压强度硬岩类型度在50-100MPa之间，爆破通常低于50MPa，爆破时需土层与特殊地质设计相对灵活，但需注意控降低单位药量，防止过度破包括花岗岩、玄武岩等高强制飞石和震动碎度岩石，这类岩石抗压强度黏土、砂土等土层及断层破通常大于100MPa，需要较大碎带等特殊地质条件下，通药量和合理的爆破网络设常采用小药量精细爆破或结计合其他技术手段钻孔爆破的定义钻孔使用钻机在岩体中按设计参数钻进孔洞，为后续装药提供空间装药将炸药按设计要求装入钻孔，并进行必要的封堵起爆按照设计的网络和时序引爆炸药，实现岩体的定向破碎清除爆破完成后，清理爆堆并检查爆破效果与安全状况钻孔爆破是一种通过在岩体中钻制孔洞，装入炸药并按设计起爆，使岩体按预定方向破碎的施工方法这种技术被广泛应用于工程建设、矿山开采等领域，是处理硬质岩体最经济高效的手段之一钻孔爆破技术发展简史早期阶段11627-1867从黑火药用于采矿开始，到硝化甘油的发明，爆破技术开始应用于工程领域，但安全性和控制精度较低发展阶段21867-1950炸药配方不断改进，出现了硝铵炸药、电雷管等，提高了爆破的安全性和可控性，钻孔技术也从手工发展到机械化现代阶段31950-2000出现了乳化炸药、水胶炸药，钻机设备大型化、自动化，爆破设计方法科学化，国内外技术差距逐渐缩小信息化阶段至今42000智能化控制系统、电子雷管精确延时、计算机辅助设计分析，环保型炸药广泛应用，中国在某些领域已达国际领先水平钻孔设备分类手持式钻机电动钻机液压钻机小型、轻便，适用于小规模工能耗较低，适合有电力供应的大功率、高效率，适用于大型程和狭小空间钻孔直径通常工作环境钻孔直径一般在工程钻孔直径可达100mm不超过50mm，钻进效率较低，40-65mm之间，运行稳定，噪以上，钻进速度快，可长时间但操作灵活，投资成本小音较小连续工作常用于地下工程和城市环境中如CMM系列履带式液压钻机，代表设备有YT-27型风动凿岩的岩土钻孔作业，如ZDY系列广泛应用于矿山、隧道等大型机等，适合小型边坡和小断面电动钻机工程隧道作业气动钻机防爆性好，适用于煤矿等有瓦斯环境结构简单，维护方便，但需要气源设备，能耗较高如CM351气动钻机，在特殊环境下有不可替代的优势钻孔直径与深度设计钻孔类型直径范围mm常用深度m适用工程小直径钻孔25-501-3小型基坑、浅层爆破中直径钻孔50-903-10隧道掘进、中型边坡大直径钻孔90-15010-30露天矿山、大型基础开挖特大直径钻孔150以上30以上深部爆破、特殊工程钻孔直径与深度设计是爆破工程的重要环节，需要综合考虑岩石硬度、爆破规模、设备能力和经济效益等因素一般来说，硬岩适合选用较大直径钻孔，软岩宜选用较小直径钻孔；同时需要保证孔深与抵抗线的合理比例，以获得最佳爆破效果钻孔布置方式单排布置多排布置环状布置钻孔沿一条线布置，常用于修整爆破和钻孔按平行排列的多排方式布置，是最钻孔沿圆周或多边形布置，常用于竖小型工程优点是设计简单，爆破控制常用的布置形式优点是生产效率高，井、隧道开挖优点是能形成良好的自精度高；缺点是生产效率低，每次爆破爆破量大；缺点是对爆破参数设计要求由面，爆破效果好；缺点是钻孔定位难量有限适用于边坡修整和浅层爆破工较高，否则易产生飞石和过度破碎广度大，对设备和操作技术要求高在地程泛应用于露天矿山和大型土石方工程下工程中应用广泛钻孔定位与偏差控制前期测量放样使用全站仪或GPS等测量设备，按设计图纸进行精确测量和放样，标记出每个钻孔的位置和方向现代工程中，三维激光扫描技术已开始应用于复杂地形的钻孔定位钻机就位与校准钻机就位后使用水平仪、角度仪等工具校准设备姿态，确保钻进方向与设计一致先进的钻机配备电子罗盘和倾角传感器，可实时监测和调整钻进角度钻进过程监控钻进过程中定期检查钻杆垂直度和方向，必要时进行调整对于深孔，可使用孔内测斜仪测量实际孔位和轨迹，及时发现和纠正偏差成孔质量检验钻孔完成后，使用专用检测工具测量孔深、孔径和孔壁质量，记录实际参数与设计参数的偏差，为后续装药和爆破调整提供依据爆破材料概述爆破材料是钻孔爆破工程的核心元素，主要包括炸药、雷管、导爆索和辅助材料工业炸药按成分和状态可分为粉状炸药、铵油炸药、乳化炸药和水胶炸药等；雷管分为电雷管、导爆管雷管和电子雷管，具有不同的安全性和精确性；导爆索用于传递爆炸能量和同时起爆多个爆破点；辅助材料包括起爆器、爆破线路测试仪等，保障爆破作业的安全可靠民用炸药类型硝铵铵炸药（）乳化炸药ANFO（）EMULSION由硝酸铵和燃料油混合而成，具有成本低、安全性高的特由硝酸铵水溶液与油相乳化而点爆速约3000-4500m/s，成，具有良好的抗水性和安全威力适中，适用于干燥环境的性爆速可达4000-一般性爆破工程缺点是抗水5500m/s，爆破能力强，适用性差，不适合潮湿环境，且爆于潮湿环境和坚硬岩石现代炸威力较小，对较硬岩石效果工程中使用最广泛的炸药类有限型，可现场混装，降低运输风险水胶炸药由硝酸铵、硝酸钠、燃料和增敏剂等制成的胶状炸药爆速约3500-5000m/s，具有良好的装药密度和水下爆破性能特别适合于水下爆破和需要高密度装药的场合，但成本较高，对储存条件要求严格起爆器材及附件电子雷管精度高，延时误差小于1ms，可编程设定时间电雷管使用电流引爆，有多种延时段，精度一般非电雷管抗电磁干扰，使用冲击波传递，安全性高辅助附件导爆索、起爆器、连接器等配套设备起爆器材是爆破系统的核心组件，负责按设计时序引爆炸药现代工程中，电子雷管因其高精度的延时控制能力，正逐渐取代传统雷管辅助附件如测试仪、连接器等确保起爆系统的安全可靠，减少误爆和拒爆风险选择合适的起爆器材和附件，对提高爆破效果和安全性至关重要装药结构与充填方式底部装药段通常使用威力较大的炸药，确保掏底效果中部装药段可采用连续装药或间隔装药，控制破碎效果顶部堵塞段使用粘土或碎石充填，防止爆炸能量泄露装药结构是钻孔爆破的关键设计要素，直接影响爆破效果和安全性根据不同岩性和工程要求，可选择连续装药、间隔装药或耦合装药等多种结构装药密度通常控制在

0.8-

1.2g/cm³之间，过高会增加爆破震动，过低则影响爆破效果充填材料应选择易于装填且不易被冲出的材料，如粘土、砂土或碎石，充填长度一般为抵抗线的

0.7-

1.0倍装药量与分布计算束孔和堵塞工艺25%70%30%爆破能量利用率提升飞石减少率震动降低幅度良好的堵塞可显著提高炸药能量的利用效率，减合理堵塞可有效控制飞石产生，提高爆破安全性优质堵塞材料和工艺可减少爆破振动，降低对周少能量浪费边环境影响束孔和堵塞是控制爆破效果的重要工艺束孔材料主要有粘土、碎石、砂袋等，要求材料易于填充且不易被爆炸气体冲出堵塞长度一般为抵抗线的

0.7-

1.2倍，硬岩中可适当增加堵塞长度，软岩中可适当减少堵塞工艺要求分段装填、适度压实，避免过松或过紧现代工程中，已开发出专用的堵塞材料和装置，如膨胀式堵塞器、水袋式堵塞器等，可显著提高堵塞效果和操作效率良好的束孔和堵塞工艺是确保爆破安全和效果的关键环节爆破网络与起爆方式并联网络串联网络各雷管并联连接，电流分配均匀，适合雷管串联连接，结构简单但可靠性较中小型爆破工程低，适合小型爆破无线起爆混合网络3使用电子雷管和无线控制系统，提高安串并联结合，平衡电流分配与网络稳定全性和灵活性性，适合大型复杂爆破爆破网络设计直接影响爆破的安全性和可靠性电雷管网络需要考虑电阻匹配和电源能力，确保每个雷管获得足够的起爆能量非电雷管网络则需要注意传爆管的连接和保护，防止机械损伤导致失效现代爆破工程中，电子雷管和数字化起爆系统正逐渐普及，可实现毫秒级精确控制，大幅提高爆破效果并降低环境影响无论选择何种起爆方式，都必须执行严格的检测和安全确认程序，确保爆破过程的安全可控延时爆破工艺微差延时延时间隔通常为8-25ms，主要用于减少振动和提高破碎效果微差爆破利用爆破波的相互干扰，能有效控制爆堆形状和飞石方向，广泛应用于露天矿山和大型土石方工程毫秒延时延时间隔为25-100ms，用于创造自由面和控制岩体移动方向毫秒延时爆破可显著改善破碎粒度，减少大块率，提高装载效率，是现代爆破的主要时序模式秒级延时延时间隔大于100ms，适用于需要明确分段的大型爆破工程秒级延时使每个爆破段独立作用，便于控制和观察爆破效果，适合特殊工程条件和安全要求高的场合时序优化通过计算机模拟和实际测试，确定最佳延时参数时序优化是提高爆破效果的关键技术，可显著改善破碎质量，减少环境影响，提高工程安全性和经济性爆破参数设计原则钻孔间距设计排距设计a b钻孔间距通常为抵抗线的

0.8-

1.2倍，取排距即最小抵抗线W，是爆破设计的基础决于岩石硬度和爆破要求间距过大会参数，直接影响爆破效果排距过大易导致大块率增加，过小则造成能量浪费造成爆破失败，过小则增加钻孔工作量和过粉碎在硬岩中宜选小值，软岩中和成本排距通常与孔径、装药结构和宜选大值岩石特性有关••硬岩a=

0.8-

1.0W经验公式W=25-40d••中硬岩a=

1.0-

1.1W d为钻孔直径m••软岩a=

1.1-

1.2W硬岩取小值，软岩取大值药量设计单位体积炸药量q是确定总药量的关键参数，需根据岩石性质、爆破要求和炸药性能确定计算总药量时，还需考虑超深、堵塞、光面爆破等特殊要求的影响•硬岩

0.8-

1.2kg/m³•中硬岩

0.5-

0.8kg/m³•软岩

0.3-

0.5kg/m³爆破震动与安全控制距离m震动速度cm/s爆破飞石控制飞石产生原因飞石危害评估装药结构不合理、堵塞质量差、岩体节理根据爆破规模、岩体特性和周边环境，评发育、装药量过大、起爆网络设计不当等估飞石可能的飞行距离和危害程度，确定因素都可能导致飞石现象安全警戒范围物理防护措施设计控制措施使用防飞石网、覆盖毯、土工布等物理屏优化装药结构，保证堵塞质量，控制单孔障，阻挡和减缓飞石，保护重要设施和人药量，合理设计起爆顺序，采用定向爆破员安全技术爆破瓦斯与粉尘防治危害识别瓦斯和粉尘可能导致爆炸、火灾、窒息和职业病监测预警使用瓦斯检测仪和粉尘监测设备进行实时监控湿式作业采用喷雾、注水等方式抑制粉尘产生和扩散通风换气保持良好通风条件，及时稀释和排除有害气体在煤矿和某些金属矿山爆破中，瓦斯和粉尘防治是安全生产的关键瓦斯浓度必须控制在1%以下才能进行爆破作业，粉尘浓度应符合《煤矿安全规程》要求防治措施除了上述四个关键步骤外，还应选用专门的煤矿许用炸药，采用湿式装药工艺，控制一次爆破规模，确保爆破后有足够的通风换气时间在城市环境爆破中，粉尘防治也是重要的环保要求除采用湿式爆破外，还可使用专用的防尘网和抑尘剂，在爆破前后对场地进行喷淋，并安排专人负责环境监测和记录，确保达到环保要求爆破噪声与环境影响爆破危害预测方法飞石预测模型振动预测方法空气冲击波预测飞石危害半径R一般采用经验公式计爆破振动预测通常采用Sadov公式或萨空气冲击波压力通常采用公式ΔP=算R=K·n·√Q，其中K为安全系多夫斯基公式V=K·Q^1/3/R^β，其中ΔP为超压数，通常取

1.5-

2.0；n为岩体系数，与K·Q^1/3/R^α，其中V为振动速度kPa，K为系数，与爆破方式有关，Q节理发育程度有关；Q为最大单段药量cm/s，K为传播系数，Q为最大单段为药量kg，R为距离m，β为衰减指kg对于重要保护对象，还可采用数药量kg，R为距离m，α为衰减指数，通常取

1.2-

1.5冲击波压力超过值模拟方法，结合岩体特性和装药结数实际工程中，需通过试验爆破确定

0.2kPa时，可能导致玻璃破碎，需采构，进行更精确的飞石轨迹预测当地的K和α值，提高预测精度取防护措施安全警戒与监管措施警戒方案制定根据危害预测结果，确定警戒范围和人员疏散区域，制定详细的警戒方案和应急预案方案应明确各岗位职责、警戒点位置和联络方式，并获得相关部门批准爆破通知发布提前向周边单位和居民发布爆破通知，说明爆破时间、持续时长和安全注意事项通知方式可包括张贴公告、短信提醒、广播通知等，确保信息全面覆盖警戒设施布置在警戒线上设置警示标志、警戒绳和路障，在关键点部署警戒人员确保警戒设施醒目有效，警戒人员熟悉职责和应急处置程序，配备必要的通讯设备现场疏散与管控4爆破前按预定时间进行人员疏散，清点区域内人员，确保全部撤离到安全区域严格执行出入管理，禁止无关人员进入警戒区，直至爆破结束并确认安全爆破作业现场组织爆破负责人总体指挥爆破作业，决策关键事项技术负责人负责爆破设计和技术指导安全监督员监督安全规程执行，有权制止违规操作爆破员与辅助人员执行具体爆破操作和辅助工作爆破作业现场组织需遵循分工明确、责任到人、指挥统

一、协调配合的原则爆破前需召开技术交底会议，确保所有人员理解爆破方案和安全要求爆破进行时采用统一指挥、信号联络，确保各环节有序进行现场操作流程一般包括安全交底→材料准备与检查→警戒设置→装药与连接→网络检测→清场与警戒→起爆准备→发出警报→执行起爆→安全检查→解除警戒每个环节都需严格按照规程操作，确保安全高效爆破作业票与许可爆破作业申请提交爆破作业申请表，包含工程概况、爆破方案、安全措施等内容申请应由具有资质的爆破工程技术人员编制，经项目技术负责人审核根据《民用爆炸物品安全管理条例》和《爆破安全规程》，不同规模的爆破工程需要不同级别的审批安全许可审批爆破方案需经安全监管部门和公安机关审批大型爆破和在城市区域内的爆破还需经过专家评审和相关主管部门批准审批过程中需提交爆破设计文件、安全评估报告、施工组织方案等材料，并可能进行现场勘查爆破作业票办理获得审批后，在实施爆破前需办理爆破作业票作业票应详细记录爆破时间、地点、药量、人员安排和安全措施等信息，由爆破负责人填写，经安全监督员和项目负责人签字确认作业票通常一次一票，有效期严格限制炸药申领与管理凭作业票向民爆物品库房申领炸药和起爆器材，严格执行三清（数量清、品种清、编号清）和三交（交旧领新、交残领新、交回余料）制度所有领用、使用和退回记录必须详细登记，确保民爆物品账物相符钻孔质量检测方法深度检测直径检测倾角与方向检测使用测深尺或测深仪测量钻孔深度，检使用卡尺或孔径规测量钻孔直径，确保使用倾角仪和方位仪测量钻孔的倾角和查是否达到设计要求现代检测设备配符合设计规格特别是对于机械钻进过方向，检查与设计的偏差对于深孔爆备有电子显示和记录功能，可自动记录程中钻头磨损导致的直径变化，需要定破，还需使用孔内测斜仪进行孔内轨迹数据并上传至管理系统钻孔深度允许期检查直径过大会增加装药量，过小测量倾角偏差通常控制在±2°以内，误差通常为±3%，超出设计深度可能导则影响装药操作和爆破效果直径允许方向偏差控制在±3°以内，确保爆破网致过度爆破，不足则可能引起根底不误差一般为±5mm络的准确性良爆破效果与质量评定块度分析通过照相测量法或筛分法测定爆破后的岩石粒度分布，评估破碎效果现代技术采用计算机图像识别系统，对爆堆照片进行分析，快速得出粒度曲线良好的爆破应控制大块率（大于设计最大尺寸的比例）在5%以下，过粉化率（小于设计最小尺寸的比例）在10%以下爆堆形态评估观察爆堆的松散度、高度和扩散范围，评价爆破的膨胀和松动效果理想的爆堆应呈现均匀松散、边界清晰的形态，便于后续挖装作业爆堆系数（爆破后体积与原岩体积之比）通常控制在

1.3-

1.5之间，过高或过低都会影响施工效率边坡质量检查检查爆破后边坡的平整度、稳定性和超挖情况，评价控制爆破效果边坡过度破碎会降低稳定性，影响工程安全；欠爆则需要二次爆破，增加成本边坡平整度偏差通常控制在±30cm以内，超挖率控制在5%以下震动与环境影响评估通过测振仪记录的震动数据，以及噪声、粉尘监测结果，评价爆破对周边环境的影响环境影响评估是现代爆破工程质量评定的重要内容，特别是在城市环境和敏感区域的爆破工程中，环境指标必须满足规范要求钻孔爆破常见问题分析问题类型主要表现可能原因防治措施根底不良爆破后底部存留钻孔深度不足或适当增加钻孔深未破碎岩体底部装药不当度和底部药量大块率高爆堆中存在大量钻孔网格过大或优化钻孔参数，超过要求尺寸的装药结构不合理调整装药结构岩块爆破飞石岩石碎块被抛出堵塞不足或局部加强堵塞质量，预定范围外药量过大均衡药量分布拒爆或早爆部分炸药未爆或起爆网络故障或加强网络检测，提前爆炸雷电干扰严格气象条件控制冒顶片帮隧道顶部或侧壁控制爆破参数不采用光面爆破，出现大面积掉落当或地质条件复加强支护措施杂裂缝产生与控制裂缝形成机制控制技术与工艺爆破裂缝的形成主要经历三个阶段首先，爆炸冲击波在岩控制爆破产生的裂缝是保护周围岩体稳定性的关键常用的体中传播，在应力超过岩石动态抗压强度处形成挤压破碎控制技术包括预裂爆破，在主爆区边界预先形成裂缝面，区；其次，爆炸气体高压作用下，在挤压区外围形成径向裂隔断爆破能量传播；光面爆破，在边界孔采用小药量、大间缝；最后，应力波与自由面反射形成拉应力波，产生平行于距的装药方式，减少对边坡的扰动；缓冲爆破，在边界区域自由面的张拉裂缝设置缓冲排，使用减小的装药量，降低爆破能量裂缝的分布特征与岩体结构、装药方式和爆破序列有关在在重要工程如水电站、核电站基础开挖中，通常采用控制爆均质岩体中，裂缝呈放射状分布；在节理发育岩体中，裂缝破技术组合，即预裂-缓冲-主体分段爆破，最大限度保护岩体则沿着薄弱面优先发展完整性水中钻孔爆破技术水下爆破控制防水装药工艺水下钻孔技术水下爆破需控制单段起爆药量，减少水中冲击水下爆破必须使用防水炸药，如乳化炸药或水波对周围环境的影响爆破前需清除水域内的水下钻孔通常采用浮台钻机或潜水钻机进行胶炸药装药前需用压缩空气或水泵清除孔内船只和人员，设置更大的安全警戒范围爆破浮台钻机适用于水深较浅区域，通过固定平台积水，装药过程中使用专用防水套筒或防水袋后应监测水质变化，防止污染扩散在有珍稀支撑钻机设备；潜水钻机则可在较深水域操作，包裹炸药，防止水分侵入起爆系统必须采用水生生物的水域，可采用气泡幕技术减弱冲击由专业潜水员操控水下钻孔需特别注意钻具防水雷管和防水导爆管，连接点需进行专业防波传播，保护水生环境的密封性和防腐蚀处理，同时配备GPS定位系水处理，确保系统可靠工作统，确保钻孔位置精确坚硬岩体爆破工艺深孔爆破技术特殊装药结构药量调整技术对于花岗岩、玄武岩等坚硬岩体，采用大坚硬岩体爆破中，采用耦合装药或水藕合根据坚硬岩体的抗压强度和节理发育情直径90-150mm深孔爆破可提高效率装药可提高爆破效率炸药选择高威力、况，动态调整单位耗药量一般而言，抗钻孔深度通常设计为10-30米，使用大功高密度的乳化炸药或水胶炸药，爆速达压强度大于100MPa的岩石，单位耗药量率液压钻机，配备硬质合金或金刚石钻5000m/s以上底部加强装药，中部采用需达到

0.8-

1.2kg/m³对于块状构造岩头，提高钻进速度爆破参数方面，采用连续装药，顶部适当减少药量，优化整体体，可增加药量20%；对于节理发育岩较小的钻孔网格a×b=3m×

3.5m左右，破碎效果装药系数装药长度与孔深比体，则可适当减少药量15%通过试验爆增大装药密度和药量，确保充分破碎值控制在

0.5-

0.7之间，确保充分利用爆破确定最佳药量，达到既不浪费炸药又能破能量充分破碎的效果软弱围岩爆破特殊要求降低损伤控制措施软弱围岩爆破的核心目标是避免对围岩造成过度扰动，保持岩体稳定性主要技术措施包括减小爆破药量，通常仅为硬岩的30-50%；采用小直径钻孔32-40mm，增加钻孔密度；使用低爆速、低威力炸药，如一些特制的低密度乳化炸药边部采用光面爆破或预裂爆破，形成平滑的开挖面，减少围岩松动圈范围开挖时采用多次小规模爆破，避免一次性大规模爆破对围岩造成的强烈振动和扰动充填强化工艺对于特别软弱的围岩，如破碎带、软岩和泥质岩层，可采用前期加固后爆破的技术常用的加固方法包括前进方向帷幕注浆，提高岩体整体强度；周边超前小导管注浆，加固掌子面和拱部；使用玻璃纤维锚杆对掌子面进行临时加固爆破前进行围岩预支护，包括超前锚杆、钢拱架、喷射混凝土等；爆破后迅速进行初期支护和二次衬砌，防止围岩变形扩大这种超前加固-控制爆破-快速支护的综合工艺，有效解决了软弱围岩条件下的安全爆破难题隧道与地下空间爆破掘进面设计掏槽爆破根据隧道断面和围岩条件，合理划分爆破在隧道中央形成初始自由面，为后续爆破区域和开挖顺序创造空间周边爆破扩槽爆破4采用光面爆破技术，形成平整的隧道轮廓从掏槽区向四周扩展，逐步扩大开挖断面面隧道爆破的难点在于自由面少，爆破空间受限，且需同时满足高效掘进和保护围岩的双重要求现代隧道爆破通常采用中央掏槽法，常见的掏槽形式有V型掏槽、平行掏槽和斜井掏槽等掏槽孔需设计合理的空孔作为补偿空间，提高爆破效果根据不同围岩条件，优化爆破参数I-II类围岩中，可采用大进尺2-3m爆破，单位耗药量约

0.8-

1.2kg/m³；III类围岩中，进尺控制在

1.5-2m，单位耗药量约

0.6-

0.8kg/m³；IV-V类围岩中，进尺减小至

0.8-

1.2m，单位耗药量降至

0.4-

0.6kg/m³，同时加强支护措施，确保安全桥梁桩基钻孔爆破地质勘察详细了解桩位岩土性质，确定爆破方案桩孔开挖采用机械钻进与爆破结合的方式进行桩孔开挖控制爆破小药量、多批次，确保桩孔质量和尺寸精度桩孔验收检测桩孔几何尺寸和孔壁完整性桥梁桩基爆破的特点是孔径大通常

1.0-

3.0m、深度大、精度要求高爆破设计需确保桩孔尺寸满足设计要求，同时保持孔壁平整、无超挖和欠挖通常采用钻机预钻导向孔，再进行扩孔爆破的方式，控制爆破精度桩基爆破质量控制重点包括控制单次爆破深度，通常为

0.5-

1.0m；选用低威力炸药，采用松散装药；严格控制周边孔的装药量，确保孔壁光滑；爆破后及时清理碎石和检测孔径，发现问题立即处理在水下桩基施工中，还需采取防水措施，确保爆破系统可靠工作，保证施工质量城市环境下爆破技术振动控制技术降噪措施粉尘控制采用毫秒延时爆破，将使用无声爆破剂或低噪爆破前后对工作面喷一次爆破分解为多个小声炸药，减少爆破噪水，增加湿度，减少粉爆破，降低单段药量声爆区覆盖防爆毯、尘产生设置喷雾系设置减震孔和预裂孔，土工布或泡沫材料，吸统，在爆破瞬间启动，隔断震动传播路径在收和屏蔽噪声选择合控制粉尘扩散在爆区重要建筑物周围布置振适的爆破时间，避开居周围设置防尘网，拦截动监测点，实时监控振民休息时段，并提前通粉尘扩散范围，保护周动情况，必要时调整爆知周边居民做好防护准边环境破参数备精确爆破采用电子雷管和精确装药技术，实现毫米级控制针对建筑物定向倒塌，精确计算切口位置和角度，确保安全可控建立三维模型辅助设计，模拟爆破过程，优化爆破参数爆破参数优化实例动力学模拟技术参数优化案例优化效果先进的爆破工程采用计算机动力学模拟技以某水电站大坝基础开挖为例，初始爆破参数优化后，大块率降至5%以下，爆堆松术，建立岩体-爆破系统的三维模型模拟参数为孔径90mm，排距

3.0m，孔距散度提高约20%，根底平整度显著改善，软件可以预测不同爆破参数下的破碎效

2.5m，单位耗药量

0.8kg/m³爆破后出现振动水平基本不变后续挖装效率提高果、振动传播和飞石轨迹，为参数优化提大块率高15%、根底不平整等问题通过30%，二次破碎工作量减少80%，综合经供科学依据如图所示，软件通过有限元动力学模拟和现场试验，优化参数为保济效益显著这一案例表明，科学的参数或离散元方法，模拟爆炸压力波在岩体中持孔径不变，减小排距至

2.7m，孔距调整优化可以在不增加总药量的前提下，显著的传播过程，预测岩石破碎度和运动趋为

2.2m，调整装药结构，底部加强装药，提高爆破质量和经济效益势整体药量保持不变无人化与智能爆破技术无人作业装备智能起爆管理随着工业

4.0的发展，爆破工程领域出现了一系列无人化装智能起爆系统是现代爆破技术的重要发展方向电子雷管配备，显著提高了作业安全性智能钻机采用GPS定位和自动合智能起爆器，可实现毫秒级精确延时控制，延时误差控制钻进技术，可按预设程序自动完成钻孔任务，钻孔精度达到在

0.1ms以内，远优于传统雷管起爆系统具备自检功能，厘米级遥控装药车配备机械臂和高精度控制系统，可在危可自动检测网络连接和雷管状态，提前发现潜在问题险区域进行远程装药操作，避免人员直接接触炸药爆破管理平台整合了设计、模拟、监控和评估功能，实现全无人机系统在爆破工程中扮演重要角色，用于测量地形、监流程数字化管理系统可远程编程雷管延时，实时监控爆破控爆区、检查装药情况、记录爆破过程先进的无人机可搭过程，自动记录振动、噪声、气压等环境参数基于云平台载激光雷达和高清相机，建立工程区域的三维模型，辅助爆的爆破大数据分析，能够持续优化爆破参数，提高爆破质量破设计和效果评估和效率，同时降低环境影响爆破模拟与数值分析建立地质模型收集工程区域的地质资料，包括岩性分布、节理情况、物理力学参数等，建立三维地质模型现代技术利用钻探、物探和遥感数据，结合GIS系统，构建高精度数字地质模型，为爆破设计提供基础输入爆破参数2设定钻孔布置、装药结构、起爆顺序等爆破参数，并输入炸药性能参数软件内置多种炸药模型和爆破力学模型，可精确描述爆炸过程的能量释放和传递特性运行仿真计算利用有限元、离散元或SPH等数值方法，模拟爆炸过程中的应力波传播、岩体破碎和运动轨迹计算过程根据复杂程度可能需要数小时至数天的运算时间，通常借助高性能计算集群完成结果分析与应用4分析模拟结果，包括破碎粒度、振动传播、飞石预测等，并与预期目标比对根据分析结果，优化爆破参数，形成最终爆破方案爆破后将实际效果与模拟结果对比，不断完善模型精度新型环保爆破材料应用环保型爆破材料是近年来行业发展的重要方向低毒无害炸药代替了传统的TNT等含有毒物质的炸药，减少了对环境的污染这类炸药主要基于硝酸铵、乳化剂和无毒燃料组成，爆炸产物主要为水、二氧化碳和氮气，大幅降低有害气体排放同时，通过优化配方，提高氧平衡，进一步减少一氧化碳和氮氧化物的产生可生物降解的包装材料和辅助器材也得到广泛应用，替代传统的塑料包装无铅起爆器材取代了含铅雷管，避免重金属污染国内外许多大型工程已成功采用环保型爆破材料，如三峡工程、港珠澳大桥等，证明其性能可靠，环保效果显著，代表了爆破材料的未来发展方向大型基坑钻孔爆破案例工程名称某超高层建筑基坑开挖工程规模面积

2.5万m²，深度18m，开挖量约45万m³地质条件中风化花岗岩，抗压强度85-120MPa环境约束周边50m内有多栋居民楼和一座历史建筑爆破方案分层开挖，控制爆破，电子雷管精确控制钻孔参数孔径60mm，深度

3.5m，排距

2.2m，孔距

1.8m装药参数单孔药量

2.5kg，乳化炸药，非耦合装药控制措施周边光面爆破，振动监测，防尘网覆盖该工程的关键难点在于如何在城市环境中安全高效地完成大规模岩石开挖，同时保护周边建筑物工程采用了自上而下分层开挖的方式，每层厚度控制在3m左右爆破采用小药量、多排孔、短延时的精细爆破技术，单次爆破面积控制在500m²以内，有效控制了振动和飞石铁路隧道钻孔爆破案例15km隧道总长贯穿复杂地质条件的特长隧道工程80%岩爆风险区比例高地应力区域占隧道总长的大部分

2.5m平均进尺优化爆破后的日均掘进距离35%效率提升与传统爆破方法相比的施工效率提升该铁路隧道穿越高地应力区，存在严重岩爆风险设计难点在于如何在保证安全的前提下提高掘进效率工程团队采用了短进尺、弱爆破、强支护、快封闭的技术路线，开发了适应高地应力条件的爆破参数体系具体措施包括优化掏槽形式，采用大直径无装药孔与小直径装药孔相结合的复合掏槽；减小周边孔装药量，采用光面爆破技术；使用电子雷管精确控制爆破顺序；爆破后立即进行初期支护，控制围岩变形该方案不仅解决了高地应力下的安全爆破问题，还将传统掘进方法的效率提高了35%，为类似工程提供了宝贵经验水电站工程爆破案例工程规模300米级特高坝，岩石开挖量超过1500万立方米地质条件2花岗岩与板岩互层，多条断层穿越技术难点3高边坡爆破与精细化开挖并重创新方案数字化设计与智能爆破技术融合应用该水电站工程面临的主要挑战是边坡高陡且地质条件复杂，既要确保开挖安全，又要保证岩体稳定性项目团队采用了精细设计、分区爆破、动态优化的施工策略，实现了高效安全开挖在高边坡区域，采用台阶式开挖，每个台阶高度控制在10-15米，采用预裂爆破技术保护边坡；在坝基关键部位，采用光面爆破和小药量短进尺爆破，确保基岩完整性；在断层破碎带区域，结合注浆加固与机械开挖，避免过度爆破整个工程建立了完整的爆破参数数据库，根据不同区域的岩性和工程要求，动态调整爆破参数，大幅提高了施工质量和效率爆破事故案例与教训某隧道超挖事故某露天矿山飞石事故事故概况某高速公路隧道施工过程中，掌子面爆破后发生事故概况某露天矿山进行台阶爆破时，发生严重飞石事大面积冒顶，造成超挖约120m³，导致施工中断15天，经济故，飞石飞出警戒区约200米，击中一辆工程车，造成2人轻损失约200万元伤，设备损坏原因分析1地质勘察不详细，未发现掌子面前方存在破碎原因分析1装药过程未发现孔内存在裂隙，导致局部药量带；2爆破参数未根据实际地质条件调整，药量过大；3起集中；2堵塞质量不良，长度不足；3警戒范围确定不合爆网络设计不合理，导致瞬时起爆药量过高；4超前支护不理，未考虑特殊地质条件的影响；4起爆前检查不严格，未足，未能控制松动岩体发现异常情况教训启示加强超前地质预报，发现异常地质时及时调整爆教训启示严格装药前检查，发现异常及时处理；确保堵塞破参数；重视支护与爆破的协调配合；建立健全爆破参数动质量和长度满足要求；科学确定警戒范围，宁可大勿小；强态调整机制化安全意识和责任心，杜绝违规操作岩土爆破技术法规与标准法律法规技术标准《中华人民共和国安全生产法》明确了爆破作业的安全管理要求；《民用《爆破安全规程》GB6722是爆破工程的基本技术规范，规定了爆破作业爆炸物品安全管理条例》规定了爆炸物品的生产、销售、购买、运输、使的安全技术要求；《工程爆破设计规范》详细规定了各类爆破工程的设计用和储存全过程的安全管理；《爆破作业单位资质条件和管理要求》规定方法和技术参数；《露天矿山爆破安全规程》、《隧道爆破技术规范》等了从事爆破作业的单位资质分级和管理要求，明确了一级至四级资质单位针对不同行业的专项技术标准，提供了更具针对性的技术指导可承担的爆破工程范围人员资质要求地方法规与企业标准爆破工程技术人员和爆破员必须经过专业培训，考核合格并取得《爆破作各省市自治区可根据当地实际情况，制定地方性爆破安全管理规定和实施业人员许可证》；爆破工程技术人员分为高级/中级/初级三个等级，需具细则；大型企业尤其是矿山和建筑企业，通常制定有更严格的企业内部爆备相应的教育背景和实践经验；爆破员须定期参加继续教育和安全培训，破技术标准和操作规程，作为国家标准的有益补充并进行证书更新岩土钻孔爆破技术发展趋势数字化设计与模拟利用三维激光扫描、地质雷达等技术，建立精确的数字地质模型；应用先进的爆破动力学模拟软件，实现爆破过程的高精度预测；发展人工智能辅助设计系统，自动生成最优爆破方案，大幅提高设计效率和准确性绿色低碳爆破技术研发低能耗、低污染的环保型炸药，减少有害气体排放；改进爆破工艺，降低粉尘和噪声污染；发展非爆破或微爆破技术，如静态爆破、液压劈裂等，适用于环境敏感区域；研究爆破废弃物资源化利用技术，实现全生命周期的环保管理智能化装备与系统推广应用智能钻机、自动装药系统、无人化爆破作业平台，减少人员暴露在危险环境中；发展基于物联网的爆破全过程监控系统，实时掌握作业状态和环境参数；应用大数据技术，建立爆破参数优化模型，持续改进爆破效果和安全性安全高效新技术推广应用电子雷管精确延时技术，提高爆破控制精度；研发新型定向爆破和控制爆破技术，精确控制破碎范围和方向；发展爆破-机械联合开挖技术，优化工程效率；加强爆破安全预警和风险评估技术研究，提高本质安全水平课后思考与答疑关键知识点总结爆破设计是一门综合性技术，需要结合岩土特性、工程要求和环境约束进行系统考虑爆破参数的确定应基于理论计算、经验数据和试验验证，不可简单照搬安全管理贯穿爆破工程全过程，必须建立完善的安全保障体系•合理的钻孔布置是爆破成功的基础•装药结构和起爆网络直接影响爆破效果•控制爆破技术是保护环境和重要设施的关键•新技术应用需要理论支撑和实践验证常见问题回顾在课程讨论中，学员们经常提出以下问题，这里进行统一解答•如何确定最佳钻孔间距？应综合考虑岩性、抵抗线和装药结构，通常为抵抗线的

0.8-

1.2倍•城市环境爆破的安全距离如何确定？需通过理论计算和试验验证相结合，考虑建筑物的耐振性能•电子雷管与普通雷管的选择标准？对精度要求高、环境敏感的工程宜选用电子雷管•爆破后大块率高的原因及解决方法？可能是钻孔网格过大或装药结构不合理，需优化参数结束语与交流讨论理论与实践结合创新与传承并重爆破工程需要扎实的理论基础和丰富的借鉴传统技术经验，积极应用新技术、实践经验新工艺安全永远第一绿色环保发展任何时候都不能忽视安全，确保爆破工追求技术进步与环境保护的协调统一程本质安全感谢各位参加本次岩土工程钻孔爆破技术讲座希望通过这次系统学习，大家能够掌握钻孔爆破的基本原理和关键技术，提高工程实践能力爆破工程是一门既古老又不断创新的技术，需要我们不断学习和探索欢迎大家通过以下方式与我们保持联系，交流工程经验，讨论技术问题讲座材料将通过电子邮件发送给所有参会者，也可通过扫描讲台上的二维码获取祝愿各位在今后的工作中取得更大的成就！。