1、全國工程爆破技術(shù)人員統(tǒng)一培訓(xùn)內(nèi)容中國工程爆破協(xié)會 編汪旭光 主編（2011）爆 破 設(shè) 計 與 施 工（7）第七章 露天爆破 7.1 露天深孔臺階爆破 7.2 露天淺孔臺階爆破 7.3 邊坡控制爆破 7.4 硐室爆破 7.5 高溫爆破 7.6 凍土爆破7.1 露天深孔臺階爆破7.1.1 概述 臺階爆破是指爆破工作面以臺階形式推進(jìn)完成爆破工程的爆破方法，也稱為梯段爆破。 露天臺階爆破按孔徑、孔深的不同，可分為深孔臺階爆破和淺孔臺階爆破。通常將孔徑大于50mm，孔深大于5m的鉆孔稱為深孔臺階爆破。反之，則稱為淺孔臺階爆破。 深孔臺階爆破是礦業(yè)開采和鐵路、公路路塹開挖，大型水利樞紐工程基礎(chǔ)開挖的基本

2、手段。深孔臺階爆破優(yōu)越性主要表現(xiàn)在： （1）一次爆破方量大。大型設(shè)備的采用，尤其是牙輪鉆機(jī)、大型電鏟、電動輪汽車的配套使用，大大提高了開采強(qiáng)度和礦石產(chǎn)量。 （2）深孔爆破利于先進(jìn)爆破技術(shù)的使用和促進(jìn)深孔爆破技術(shù)的發(fā)展，如：毫秒微差爆破技術(shù)、寬孔距小抵抗線爆破技術(shù)和預(yù)裂爆破技術(shù)等。 （3）顯著地改善了破碎質(zhì)量，降低了邊坡、路基等有害效應(yīng)。 （4）提高了鉆孔延米爆破量，提高了爆破效率，降低了礦山開采的綜合成本等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。7.1.2 臺階要素與布孔方式 深孔爆破的臺階按照鉆孔與臺階面的角度不同分為垂直深孔和傾斜深孔兩種，其臺階要素分別如圖所示。圖7-1 臺階要素圖Bl2l1LHhW1ab（a）B

3、HhW1abl2l1L（b）圖中，H臺階高度；W1前排鉆孔的底盤抵抗線；L鉆孔深度；l1裝藥長度，l2堵塞長度；h超深； 臺階坡面角；a孔距；b排距；B在臺階面上從鉆孔中心至坡頂線的安全距離。 臺階高度的確定應(yīng)遵循的原則： 滿足生產(chǎn)進(jìn)度的要求，為機(jī)械裝運(yùn)設(shè)備創(chuàng)造高效率的工作條件，輔助工作量少，保證安全生產(chǎn)要求。 一般臺階高度的確定應(yīng)考慮為鉆孔、爆破和鏟裝創(chuàng)造安全和高效率的作業(yè)條件，它主要取決于挖掘機(jī)的鏟斗容積和礦巖開挖技術(shù)條件。 目前，我國深孔爆破的臺階高度為H=1015m，有的甚至達(dá)到或超過20m。垂直深孔與傾斜深孔臺階爆破優(yōu)缺點(diǎn)比較：垂直深孔臺階爆破使用范圍較廣，在開采工程中大量采用。 優(yōu)

4、點(diǎn)：適用于各種地質(zhì)條件、鉆孔技術(shù)容易掌握、鉆進(jìn)速 度快； 缺點(diǎn)：爆破巖石大塊率較高、頂部易出現(xiàn)裂縫、臺階坡面穩(wěn)定性差。傾斜深孔臺階爆破在軟巖中使用較多。 優(yōu)點(diǎn)：爆破破碎的巖石大塊率低、殘留巖坎少、臺階比較穩(wěn)固、爆破 堆積巖塊形狀好、利于提高采裝效率； 缺點(diǎn)：鉆孔技術(shù)要求高、鉆進(jìn)速度慢。7.1.3 爆破參數(shù) 露天深孔爆破參數(shù)包括：孔徑、孔深、超深、底盤抵抗線、孔距、排距、堵塞長度和單位炸藥消耗量等。（1）孔徑 露天深孔爆破的孔徑主要取決于鉆機(jī)類型、臺階高度和巖石性質(zhì)，一般來說鉆機(jī)選型確定后，其鉆孔直徑就已確定下來。 大型金屬露天礦多采用牙輪鉆機(jī)，孔徑250310mm； 中小型金屬露天礦、非金屬礦

5、山則采用潛孔鉆機(jī)，孔徑100200mm； 鐵路、公路路基土石方開挖常用的鉆孔機(jī)械，其孔徑為76170mm。 國內(nèi)常用的深孔直徑有7680，100、150、170、200、250、310mm幾種。（2）孔深與超深 孔深是由臺階高度和超深確定。 當(dāng)臺階高度確定后，應(yīng)依據(jù)現(xiàn)場條件確定超深，超深的目的是為了克服底盤巖石的夾制作用，避免殘留巖坎。超深目前國內(nèi)礦山的超深值一般為0.53.6m，后排孔的超深值一般比前排加深0.5m。一般超深與底盤抵抗線相關(guān)，可按下式計算： h=（0.150.35）W1 式中 W1底盤抵抗線。 露天深孔爆破的孔深由下式確定： 垂直深孔孔深 傾斜深孔孔深 （3）底盤抵抗線 底盤

6、抵抗線受許多因素影響，變動范圍也較大，因此底盤抵抗線的確定方法有多種。 1）根據(jù)鉆孔時的安全作業(yè)條件： 式中 W1底盤抵抗線，m； 臺階坡面角，一般為6075； H臺階高度，m； B從鉆孔中心至坡頂線的安全距離，對大型鉆機(jī)，。 2）按臺階高度和孔徑計算： 式中 k系數(shù)，見表7-1； d炮孔直徑，mm。表7-1 k值范圍裝藥直徑/mm清碴爆破k值壓碴爆破k值200303522.537.52502448204831035.541.919.430.63）按每孔裝藥條件（巴隆公式） 式中 d炮孔直徑，m； 裝藥密度，kg/m3； 裝藥系數(shù)，=0.350.65； L鉆孔深度，m； q單位炸藥消耗量，kg

7、/m3； m炮孔密集系數(shù)（即孔距與排距之比），一般m0.81.2； H臺階高度，m。除了要考慮上述因素外，控制坡面角也是調(diào)整底盤抵抗線的一個有效方法。（4）孔距和排距 孔距（a）指同一排深孔中相鄰兩鉆孔中心線間的距離。 孔距按下式計算： 式中 m炮孔密集系數(shù)。 炮孔密集系數(shù)（m）即孔距與排距之比。 值通常大于1.0。在寬孔距小抵抗線爆破中則為34或更大。 由于第一排孔往往底盤抵抗線過大，應(yīng)適當(dāng)選用較小的密集系數(shù)，以克服底盤的阻力。 排距（b）指多排孔爆破時，相鄰兩排深孔間的距離。 它與孔網(wǎng)布置和起爆順序等因素有關(guān)。計算方法如下： 采用等邊三角形布孔時，排距與孔距的關(guān)系為： 式中 b排距，m；

8、a孔距，m。 多排孔爆破時，孔距和排距是一個相關(guān)的參數(shù)。在給定的孔徑條件下，每個孔都有一個合理的負(fù)擔(dān)面積，即 Sab 或 式中符號含義同前。 上式表明，當(dāng)合理的鉆孔負(fù)擔(dān)面積S和炮孔密集系數(shù)m已知時，即可求出排距b。（5）堵塞長度 堵塞長度指鉆孔裝藥后的剩余長度。 合理的堵塞長度和良好的堵塞質(zhì)量：對改善爆破效果和提高炸藥利用率都具有重要作用；合理的堵塞長度應(yīng)能降低爆炸氣體能量損失和盡可能增加鉆孔裝藥量；良好的堵塞質(zhì)量是盡量增加爆炸氣體在孔內(nèi)的作用時間和減少空氣沖擊波、噪聲和飛石的危害。 堵塞長度l2按下列公式確定： 或 垂直深孔取 ；傾斜深孔取 式中 d炮孔直徑，mm。 應(yīng)該指出的是，堵塞長度與

9、堵塞質(zhì)量、堵塞材料密切相關(guān)。堵塞質(zhì)量好和堵塞物的密度大時，可適當(dāng)減小堵塞長度。（6）單位炸藥消耗量 影響單位炸藥消耗量的主要因素有巖石的可爆性、炸藥特性、自由面條件、起爆方式和巖石塊度要求。因此，選取合理的單位炸藥消耗量q往往需要通過多次現(xiàn)場試驗或長期的生產(chǎn)實(shí)踐來驗證。在設(shè)計中可以參照類似礦巖條件下的實(shí)際單耗值選取，也可以按表7-2選取。該表數(shù)據(jù)以2號巖石銨梯炸藥為標(biāo)淮，如果采用其他種類炸藥，需要進(jìn)行炸藥能量換算，確定實(shí)際單位炸藥消耗量。 表7-2單位炸藥消耗量q值巖石堅固性系數(shù)f0.823456810121416200.400.430.460.500.530.560.600.640.670.

10、70（7）每孔裝藥量 單排孔爆破或多排孔爆破的第一排孔的每孔裝藥量按下式計算： 式中 q單位炸藥消耗量，kg/m3； a孔距，m; H臺階高度，m； W1底盤抵抗線，m。 多排孔爆破時，從第二排孔起，以后各排孔的每孔裝藥量按下式計算： 式中 k考慮受前面各排孔的礦巖阻力作用的增加系數(shù)，k=l.ll.2； b排距，m。 其余符號含義同前。7.1.4 布孔方式與起爆順序 1、布孔方式 露天深孔臺階爆破在露天礦石開采、大規(guī)模場地平整、露天礦山剝離、鐵路和公路路塹開挖等工程中采用，但布孔方式隨爆破工程目的不同略有差異。下面依據(jù)爆破工作環(huán)境不同，分為普通爆破布孔方式和路塹爆破布孔方式介紹。（1）普通深孔

11、爆破臺階平面布孔方式 普通爆破布孔方式有單排布孔和多排布孔兩種。多排布孔按炮孔相對位置又可分為方形、矩形和梅花形，如圖7-2所示。方形布孔方式各炮孔具有相等的間距和排距。矩形布孔的排距比孔距一般較小。三角形布孔時相鄰三孔呈三角形，排距和孔距根據(jù)爆破采用技術(shù)確定，可以是一般等邊三角形，也可是寬孔距小抵抗線的鈍角三角形。圖7-2 深孔布置方式a-單排布孔；b-矩形布孔；c-方形布孔；d-梅花布孔（a）（b）（c）（d）（2）鐵路、公路路塹爆破的布孔方式 鐵路、公路路塹爆破與露天礦臺階爆破不同，其特點(diǎn)是地形變化大，大多在條形地帶施工，開挖深度不大，布孔條件較為復(fù)雜，邊坡要求質(zhì)量高。依照地形和路基開挖

12、程度，通常可以分為全路塹和半路塹兩種布孔方法。 1）半路塹開挖布孔方式 半路塹開挖亦稱單側(cè)邊坡開挖，多以縱向臺階法布置，即平行線路方向鉆孔。對于高邊坡半壁路塹，應(yīng)采用分層布孔（圖7-3）。光面或預(yù)裂孔光面或預(yù)裂孔(a)(b)臺階或邊坡(c)圖7-3半壁路塹布孔a-傾斜孔；b-垂直孔；c-分層布孔 當(dāng)進(jìn)行復(fù)線擴(kuò)建路塹時，可采用淺層橫向臺階縱向推進(jìn)法布孔，邊坡用預(yù)裂爆破（圖7-4）。爆破時，主藥包必須控制好藥量。并對現(xiàn)有鐵路做好防護(hù)工作，防止爆破拋擲巖塊砸壞原有鐵路。如果上述方法對安全行車有影響，則需要預(yù)先撥道或臨時改道。圖7-4 復(fù)線擴(kuò)建路塹開挖法邊坡預(yù)裂孔既有鐵路2）全路塹開挖布孔方式 全路塹

13、開挖由于開挖斷面小，爆破易影響邊坡的穩(wěn)定性。最好采用縱向淺層開挖，每層深68m左右。對于上層邊孔可沿著邊坡布置傾斜孔進(jìn)行預(yù)裂爆破，下層靠邊坡的垂直孔深度應(yīng)控制在邊坡線以內(nèi)，如圖7-5所示。若開挖斷面較大，如雙線路塹，仍可采用單層開挖，一般采用橫向臺階布孔法。圖7-5 單線全路塹分層開挖法邊坡預(yù)裂孔 上層下層2、起爆順序 盡管深孔臺階爆破布孔方式只有方形、矩形和三角形，但是起爆順序因爆破器材選擇、地形地勢變化和爆破技術(shù)人員的習(xí)慣不同而豐富多樣、變化無窮。 歸納起來其基本形式有以下幾種： （1）逐排起爆順序 逐排起爆就是依照炮孔布置以一個臨空自由面為首排，依次按照爆破網(wǎng)路設(shè)計的起爆時差各排順序爆破

14、（如圖7-6所示）。 主要優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計、施工簡便，爆堆比較均勻、整齊，是最基本的一種起爆順序形式。圖7-6 排間順序起爆a-排間全區(qū)順序起爆；b-排間分區(qū)順序起爆1234ab24681357（2）V字形起爆順序 在多排炮孔中，以臺階臨空面中部為首段起爆，爾后按照V字形順序設(shè)計起爆時差順序起爆的方式，稱為V字形順序起爆（如圖7-7所示）。 該種起爆方式，先從爆區(qū)中部爆出一個的空間，改變后面起爆炮孔的最小抵抗線，為后段炮孔的爆破創(chuàng)造自由面。 優(yōu)點(diǎn)：巖石向中間崩落，加強(qiáng)了碰撞和擠壓，有利于改善破碎質(zhì)量，也是最基本的一種起爆順序。由于碎塊向自由面拋擲作用小，多用于擠壓爆破和掘溝爆破。 以前面兩種起爆順序

15、為基礎(chǔ)，可以演變或衍生出其它的起爆順序，如梯形起爆順序、波浪式起爆順序和對角線起爆順序等。圖7-7 V字形順序起爆圖432110987655678910（3）梯形起爆順序 該種起爆順序?qū)嵸|(zhì)是V字形起爆順序的變化，只是在首段起爆的炮孔數(shù)由一個變化成多個而已（如圖7-8所示）。該起爆順序具備V字形起爆順序的優(yōu)點(diǎn)，適用于路塹拉槽爆破。圖 7-8 梯形順序起爆987654321123456789（4）波浪式起爆順序 波浪式起爆順序?qū)嵸|(zhì)是逐排起爆順序與V字形起爆順序的結(jié)合，是在臨空面有多個小V字形按照逐排起爆的順序向后延伸，其爆破順序猶如波浪。其中相臨兩排孔對角相連，稱之為小波浪式；多排孔對角相連，稱之

16、為大波浪式（如圖7-9所示）。圖7-9 波浪式順序起爆a-小波浪式；b-大波浪式11111123455555552134545454111111ab（5）對角線順序起爆 亦稱斜線起爆，是逐排起爆順序的變化，該種起爆順序首排起爆不是從臺階推進(jìn)方向臨空面開始，而是從爆區(qū)側(cè)翼開始，起爆的各排炮孔均與臺階坡頂線相斜交，為后爆炮孔相繼創(chuàng)造了新的自由面。其主要優(yōu)點(diǎn)是減少了后沖，有利于下一爆區(qū)的鉆爆工作，適用于開溝和橫向擠壓爆破（如圖7-10所示）。圖7-10 對角線順序起爆圖12345678910111213141516 雖然起爆順序方式多樣，但起爆順序的確定應(yīng)依據(jù)爆破地形、地質(zhì)條件和爆破器材的種類、數(shù)量

17、，以及施工人員技術(shù)水平等因素綜合考慮確定。7.1.5 爆破施工技術(shù) 露天深孔爆破施工工藝包括定位、鉆孔、裝藥、堵塞、敷設(shè)網(wǎng)路與起爆等。整個工藝過程的施工質(zhì)量將會直接影響爆破安全與效果。因此，每一道工序都必須遵守爆破安全規(guī)程、煤礦安全規(guī)程以及相關(guān)操作技術(shù)規(guī)程的規(guī)定。 露天深孔臺階爆破施工工藝流程如圖7-11所示?？卓跇?biāo)簽設(shè)置裝藥前炮孔檢查定位現(xiàn)場藥量核實(shí)鉆孔 敷設(shè)、連接網(wǎng)路裝藥爆后檢查起爆堵塞圖7-11 深孔臺階爆破施工工藝流程圖1、鉆孔 鉆孔前按照爆破設(shè)計圖在地面用白灰定出孔位，嚴(yán)格按設(shè)計孔位、深度、傾角鉆孔；鉆孔的開孔口不要打成喇叭狀孔口；鉆孔偏斜誤差不大于孔深的1%。2、 裝藥 裝藥方法：

18、人工裝藥法和機(jī)械化裝藥法。 人工裝藥法勞動強(qiáng)度大，裝藥效率低，若在水孔裝藥會產(chǎn)生藥柱的間斷不連續(xù)現(xiàn)象，影響炸藥的穩(wěn)定爆轟。因此，人工裝藥將逐漸為機(jī)械化裝藥所代替。 裝藥前，仔細(xì)核對每個炮孔設(shè)計所裝藥量，必須嚴(yán)格按照設(shè)計炮孔的藥量進(jìn)行裝填。 裝藥結(jié)構(gòu)在一般露天臺階爆破中通常采用單一連續(xù)裝藥的裝藥結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)妆P夾制作用較大，或巖層巖性變化較大，或地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，或其他工程有特別要求時，宜采用特殊裝藥結(jié)構(gòu)。3、堵塞 堵塞對于深孔爆破炸藥能量利用有直接影響，足夠的堵塞長度和良好的堵塞質(zhì)量有利于改善爆破效果，所以，深孔爆破的堵塞長度應(yīng)滿足設(shè)計要求。堵塞材料采用鉆孔巖屑、砂或細(xì)石屑混合物，嚴(yán)禁使用石塊和易燃材

19、料堵塞，影響堵塞質(zhì)量。4、爆破網(wǎng)路連接 要求網(wǎng)路連接人員必須了解整個爆破工程的設(shè)計意圖、具體的起爆順序和能夠識別不同段別的起爆器材。 有電爆網(wǎng)路和非電爆破網(wǎng)路之分。5、起爆 起爆前，首先檢查起爆器是否完好正常；當(dāng)警戒完成后，才能將主線與起爆器連接，并等候起爆命令。起爆后，及時切斷電源，將主線與起爆器分離。 7.2 露天淺孔臺階爆破 露天淺孔臺階爆破與露天深孔臺階爆破，二者爆破基本原理基本相同，都是以爆破漏斗理論作為理論基礎(chǔ)。工作面都是以不同高度的臺階推進(jìn)，只是孔徑、孔深不同，爆破規(guī)模大小的區(qū)別?；跍\孔爆破相對技術(shù)要求簡單，屬于一般土巖爆破范疇，這里就不做介紹。7.3 邊坡控制爆破7.6 凍土

20、爆破7.6.1 概述 按照凍土工程地質(zhì)勘察規(guī)范(GB50324-2001)，由凍土凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)時間的長短，我國凍土分為多年凍土、隔年凍土和季節(jié)凍土。 多年凍土：按形成和存在的自然條件，分為高緯度多年凍土和高海拔多年凍土，它們主要分布在大小興安嶺、青藏高原和東西部高山地區(qū)。 季節(jié)凍土：主要分布在長江流域以北、東北多年凍土南界以南和高海拔多年凍土下界以下的廣大地區(qū)。 隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略部署的實(shí)施，在甘、青、新、藏、寧等廣大地區(qū)的季節(jié)凍土和多年凍土將逐步成為建設(shè)的重點(diǎn)。多年凍土地區(qū)許多工程如房屋和道路鐵路地基建設(shè)、金礦煤礦的開發(fā)、油田油管的鋪設(shè)、水利水電建設(shè)以及軍事工程等都需要對凍土進(jìn)行開挖。鉆

21、眼爆破法是開挖凍土的有效方法之一。 人工凍結(jié)法是利用人工制冷技術(shù)，使地層中的水結(jié)冰，把天然巖土變成凍土，增加其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，隔絕地下水與井筒或地下工程的聯(lián)系。7.6.2 凍土物理力學(xué)性質(zhì)1、凍土的形成過程 實(shí)驗得出土中水結(jié)冰過程曲線，大致分為如下階段（如圖）： (1) 冷卻段 向土層傳遞冷量后，土體逐步降溫直至水的冰點(diǎn)。 (2) 過冷段 土體溫度降到0以下，但自由水仍未結(jié)冰，產(chǎn)生水的過冷現(xiàn) 象。 (3) 溫度突變段 水過冷以后，一旦開始結(jié)晶，就會放出結(jié)晶潛熱，使溫 度迅速上升。 (4) 凍結(jié)段 溫度升至0或其附近后穩(wěn)定下來，土體孔隙中的水發(fā)生結(jié)冰 過程，使土顆粒膠結(jié)形成凍土。 (5) 凍土繼續(xù)

22、冷卻段 隨著溫度的降低，凍土強(qiáng)度逐漸增高。 在凍土的形成過程中，水變成冰的凍結(jié)段是重要的過程，它是使土的物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生質(zhì)變的過程，消耗冷量也最多。td53412420-2-4溫度t,40608020時間，min圖7-6-1土中水凍結(jié)過程曲線2、凍土的內(nèi)部聯(lián)結(jié)作用 凍土是由固體礦物顆粒、粘塑性冰包裹體、未凍水和強(qiáng)結(jié)合水以及氣態(tài)包裹體組成。 凍土的形成過程，實(shí)質(zhì)是土中水結(jié)冰并將固體顆粒膠結(jié)成整體的物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生質(zhì)變的過程，也是消耗冷量最多過程。由于凍土是一種復(fù)雜的四相體，所以凍土性質(zhì)比較復(fù)雜。 當(dāng)土體凍結(jié)時，并非所有的水都變成冰，土體的顆粒不同，未凍水的含量就不同。隨著負(fù)溫絕對值增加，未凍水的

23、含量逐漸減小。土越分散(粘性越大)，在一定的負(fù)溫下，其中所含的未凍水量越多。 影響凍土性質(zhì)的主要因素是負(fù)溫變化，當(dāng)降低負(fù)溫時，改變了凍土中未凍水的數(shù)量，也改變了未凍水的成分和性質(zhì)，當(dāng)然凍土的強(qiáng)度隨負(fù)溫下降而增加。凍土作為一個完整的整體主要是由內(nèi)部聯(lián)結(jié)作用的結(jié)果。 是土礦物顆粒接觸處的純分子聯(lián)結(jié)作用(范德瓦爾斯倫敦力)，其值決定于礦物顆粒之間直接接觸面積、粒間距離、顆粒的可壓密性和物理化學(xué)性質(zhì)； 是冰膠結(jié)聯(lián)結(jié)作用，它幾乎完全制約了凍土的強(qiáng)度與變形性質(zhì)，但又受負(fù)溫、總含冰量、粒度等的影響； 是結(jié)構(gòu)構(gòu)造聯(lián)結(jié)作用，它取決于凍土的形成條件及隨后存在的條件。凍土的不均勻性越強(qiáng)，結(jié)構(gòu)缺陷就越多，結(jié)構(gòu)單元和整

24、個凍土的強(qiáng)度就越低。 由于凍土的組構(gòu)非常復(fù)雜，這三種作用是互相存在的，從而凍土的變形性能較復(fù)雜。3、凍土強(qiáng)度 1）凍土的抗壓強(qiáng)度 (1)溫度對凍土抗壓強(qiáng)度的影響 實(shí)驗表明，凍土抗壓強(qiáng)度隨凍土溫度的降低而增大，主要是因為溫度降低導(dǎo)致凍土中未凍水含量減少，相對含冰量增加，使巖土顆粒間的膠結(jié)力加強(qiáng)。國內(nèi)外學(xué)者均認(rèn)為，在一定的溫度范圍內(nèi)，凍土抗壓強(qiáng)度與負(fù)溫絕對值呈線性關(guān)系。前蘇聯(lián)學(xué)者建議采用下面兩個公式計算飽和凍砂土的極限抗壓強(qiáng)度： 或 式中 凍土抗壓強(qiáng)度，MPa； t凍土溫度，取負(fù)溫絕對值，。（2）含水量對凍土抗壓強(qiáng)度的影響 實(shí)驗證明，巖土中的含水量對凍土抗壓強(qiáng)度影響甚大。當(dāng)巖土中含水量未達(dá)飽和之前

25、，凍土抗壓強(qiáng)度隨含水量增加而提高，但當(dāng)含水量達(dá)飽和之后，含水量增加時，凍土抗壓強(qiáng)度反而降低。（3）巖土類型(顆粒)對凍土抗壓強(qiáng)度的影響 巖土礦物成分對凍土抗壓強(qiáng)度影響甚小，而巖土顆粒則影響顯著。實(shí)踐證明，巖土顆粒越大，在相同凍結(jié)溫度的條件下，其抗壓強(qiáng)度就越大，在常見的巖土如礫石、砂土、粘土中，凍礫石土抗壓強(qiáng)度最大，其次為凍砂土，再次是凍粘土。 實(shí)驗室試驗表明，凍結(jié)砂土在受壓時，沿上直徑和下直徑產(chǎn)生一條斜縫，沿斜截面發(fā)生剪切錯動而破壞。這說明凍結(jié)砂的壓縮破壞是因為超過了凍砂的抗剪強(qiáng)度而造成的，凍砂已接近于脆性材料，或者說，凍砂隨負(fù)溫的降低，脆性越來越明顯。凍結(jié)粘土也具有這一現(xiàn)象，但沒有凍結(jié)砂土顯

26、著。2）凍土抗拉強(qiáng)度 凍土抗拉強(qiáng)度指凍土所能承受的最大拉應(yīng)力。 影響抗拉強(qiáng)度的因素基本相同于凍土抗壓強(qiáng)度的因素，但抗拉伸蠕變也有其重要特點(diǎn)，其中首先是破壞性質(zhì)，如果壓縮試驗中既可發(fā)生脆性破壞，也可發(fā)生延性破壞，對凍土抗拉強(qiáng)度試驗，無論溫度高還是溫度低，也不管快速加荷還是慢速加荷，都是脆性破壞。 抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度小5080。瞬時抗拉強(qiáng)度比長期抗拉強(qiáng)度高出1216倍。凍結(jié)粘性土的長期抗拉強(qiáng)度大于凍結(jié)砂土的長期抗拉強(qiáng)度。這是因為，在壓縮時礦物顆粒間距減少，相互接觸數(shù)量增加，而在拉伸時其距離增加，從而其接觸數(shù)量減小。3)凍土抗剪強(qiáng)度 試驗表明，當(dāng)正應(yīng)力小于10MPa時，凍土之抗剪強(qiáng)度可用庫倫表達(dá)式描

27、述： 式中 凍土的抗剪強(qiáng)度，MPa； c 凍土的粘結(jié)力，MPa； 正應(yīng)力，MPa； 凍土的內(nèi)摩擦角。 凍土抗剪強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系，如圖7-6-2所示 。影響因素甚多，如與凍土性質(zhì)、凍土溫度、加載速度等有關(guān)，當(dāng)凍土溫度相同時，凍砂土較凍粘土的抗剪強(qiáng)度高。凍土的粘結(jié)力與凍土溫度的絕對值成線性關(guān)系。圖7-6-2凍土的抗剪強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系04812162610-15-8凍砂土，MPa抗剪強(qiáng)度()MPa4、凍土的變形特性 由于凍土中冰和未凍水的存在，凍土具有明顯的流變特征。所謂流變性即當(dāng)凍土在恒載作用下，其變形隨時間的延長而增大，且沒有明顯的破壞特征。 1）本構(gòu)關(guān)系 國內(nèi)外許多學(xué)者對凍土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)

28、系 進(jìn)行了大量研究，如圖7-6-3所示，認(rèn)為 其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系可用下式表示： 式中 應(yīng)力，MPa； A可變模量，MPa； 應(yīng)變，； m強(qiáng)化系數(shù)。t=10mint=30minMPa，%123t=1ht=6h041216208凍粘土8t=3h圖7-6-3 凍土的應(yīng)力應(yīng)變（）曲線2）蠕變性 凍土的蠕變性是指凍土在應(yīng)力不變時，應(yīng)變隨時間變化的性質(zhì)。圖7-6-4是一組凍細(xì)砂土的蠕變曲線。試驗條件為10，應(yīng)力 =2.1 4.4MPa，歷時20h?？v坐標(biāo)為應(yīng)變， 橫坐標(biāo)為時間?，F(xiàn)以 =3MPa的蠕變曲線進(jìn)行分析。 =3.5 =5.4 =4.4t，h =3.1 =3.0 =2.7 =2.4 =2.1 A5101

29、52025DCB20151050凍細(xì)砂土-10 ，MPa% =3.6圖7-6-4凍土蠕變曲線 0）凍土受力后，首先發(fā)生瞬時的彈性和塑性變形(OA段)，之 后進(jìn)入蠕變階段； 1）不穩(wěn)定蠕變(彈性蠕變)階段(AB)，其變形速度，逐漸衰減； 2）穩(wěn)定蠕變(粘塑性流變)階段(BC)，其變形速度為常數(shù); 3）蠕變強(qiáng)化(流變速度增大)階段(CD)，其變形速度，逐漸增 大，直到最后產(chǎn)生脆性破壞(砂土類巖土)或塑性流動(粘土 類巖土)。7.6.3 凍土爆破試驗與爆破參數(shù)1、凍土爆破模型試驗 1）凍土爆破漏斗理論 利文斯頓爆破漏斗理論是以能量平衡為基礎(chǔ)的巖石破碎爆破漏斗理論。在同種固體介質(zhì)中埋置一定的炸藥，由于

30、埋置深度的改變，產(chǎn)生不同的爆破漏斗。根據(jù)利文斯頓爆破漏斗理論， , 令 ，得到： 式中 Lc臨界深度，m； Eb形變能系數(shù)，mkg-1/3； Q裝藥量，kg； 0最佳深度比； L0最佳深度，m。 在介質(zhì)和炸藥種類一定情況下，隨著藥量Q值的改變，臨界深度Lc隨著變化，而形變能系數(shù)Eb是個定值。 當(dāng)單位藥量時，Lc=Eb。 對堅韌難爆介質(zhì)，Lc較小，Eb值也??； 對脆性易爆介質(zhì)，Lc較大，Eb值也大。 因此，可用Eb值大小來比較凍土爆破的難易程度。 試驗表明，凍結(jié)粘土較凍結(jié)砂土難爆。2、多年凍土與季節(jié)凍土爆破方法 凍土爆破的裝藥參數(shù)可根據(jù)凍土層深度不同而不同。當(dāng)凍土層厚度不足1m時，在凍土層以下放

31、置藥包進(jìn)行爆破。把炸藥放在凍土層之下，爆炸時產(chǎn)生的壓力向上作用于凍土層并使其破裂，由于炸藥是放在不凍土層內(nèi)，所需藥量比較大，爆破參數(shù)如表7-6-1所示。凍土層厚度(m)藥包埋深(m)炮孔間距(m)單孔藥量(kg)0.30.50.80.150.50.71.10.250.70.91.50.501.01.42.01.00表7-6-1 凍土層下裝藥爆破參數(shù) 當(dāng)凍土層厚度超過1m，在凍土層下裝藥爆破不易破碎凍土層，宜將藥包放在凍土層中爆破，單孔裝藥量不超過2kg時，每孔作一個延時段起爆；單孔裝藥量超過2kg時，孔內(nèi)分上下兩層裝藥，每孔分二個延時段起爆，上層先爆，下層后爆。超過1m厚的凍土層的爆破參數(shù)如表

32、7-6-2所示。凍土層厚度/ m藥包埋深/ m炮孔間距/ m最小抵抗線/ m單孔藥量/ kg1.21.01.20.90.451.41.21.41.20.81.61.41.81.51.41.81.62.01.72.02.01.82.01.82.52.42.12.02.03.22.82.52.02.03.9表7-6-2 深層凍土爆破參數(shù)表 對開挖凍土方量較小、地形較復(fù)雜的工地，可采用淺孔爆破；對開挖凍土方量比較集中、開挖臺階高度大于5m的工地，可采用深孔爆破和深孔藥壺爆破。根據(jù)實(shí)驗和實(shí)踐經(jīng)驗，不同地質(zhì)條件下的單位耗藥量如表7-6-3所示，對具體某一地層的凍土爆破，建議進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)爆破漏斗試驗以確定單位

33、炸藥消耗量。巖土名稱松動爆破加強(qiáng)松動爆破深孔藥壺爆破砂粘土0.30-0.400.60-0.751.00-1.20泥灰土0.40-0.500.80-1.001.10-1.30砂頁巖0.50-0.651.00-1.201.20-1.40石灰?guī)r0.60-0.751.10-1.301.40-1.60風(fēng)火山地區(qū)飽冰凍土（5-9月）0.55-0.650.75-1.001.20-1.30清水河地區(qū)凍結(jié)泥灰土（7-8月）0.45-0.550.70-0.901.10-1.20表7-6-3 單位炸藥消耗量， 單位： kg/m33、凍土鉆眼爆破的施工技術(shù)要點(diǎn)（立井） 1)布眼和鉆眼 (1)清底工作要徹底，工作面應(yīng)找

34、平，浮土、浮石應(yīng)清理干凈； (2)要精確確定井筒中心位置和輪廓線； (3)嚴(yán)格按照爆破圖表要求打眼，掏槽眼和周邊眼務(wù)必按眼位打眼，炮眼深度要達(dá)到設(shè)計要求,終孔不能超過荒徑； (4)掏槽眼應(yīng)深于其它炮眼200mm； (5)在鉆眼時，鉆進(jìn)過程不能停止，一旦停止，立即拔出鉆桿，否則凍住很難處理，炮眼打好后，應(yīng)立即用木炮撅將炮眼塞上； （6）根據(jù)凍結(jié)管偏斜圖,嚴(yán)格控制周邊眼的傾角,確保周邊眼與相鄰凍結(jié)管的距離大于 1.2m，并不能使炮眼向凍結(jié)管方向偏斜，對偏斜凍結(jié)管在井筒幫壁用紅漆標(biāo)記明顯。2）裝藥和聯(lián)線（1）雷管必須逐發(fā)檢查，發(fā)現(xiàn)有折的痕跡不得使用；（2）裝藥前必須切斷井筒內(nèi)一切電源；（3）按爆破圖

35、表的規(guī)定制定炮頭；（4）要做好掃眼工作，沒有掃的炮眼嚴(yán)禁裝藥，保證裝藥到眼底；（5）掏槽眼、崩落眼按圖表規(guī)定的裝藥量正向連續(xù)裝藥，各圈雷管段別要符合圖表要求，嚴(yán)禁錯裝；（6）由于凍土層比較堅硬,爆破眼痕率均在90%以上,且炮后圍巖松動性小,為避免因欠挖而用風(fēng)鎬刷幫的困難,周邊眼布置時應(yīng)按設(shè)計荒徑進(jìn)行；（7）炮孔堵塞質(zhì)量符合要求，掏槽眼、崩落眼堵塞長度不得小于500mm，周邊眼堵塞長度為400mm；（8）嚴(yán)禁雷管漏聯(lián)或連接不牢，放炮母線與放炮電纜應(yīng)連接牢實(shí)；（9）裝藥連線應(yīng)由專人負(fù)責(zé)。3）放炮 （1）放炮前要打開井蓋門，所有人員撤離井口棚，吊盤及各懸吊設(shè)備必須升在距工作面30m高度以上；（2）放

36、炮前書面通知凍結(jié)站停止鹽水循環(huán)；（3）放炮后與凍結(jié)站人員一起下井檢查，確認(rèn)凍結(jié)管無損壞時，方可恢復(fù)鹽水循環(huán)，出矸過程中，要認(rèn)真查看井邦情況，發(fā)現(xiàn)有出水或出現(xiàn)黃色水跡，應(yīng)立即通知凍結(jié)站，關(guān)閉有關(guān)凍結(jié)管并檢查。1、不是井里沒有水，而是你挖的不夠深。不是成功來得慢，而是你努力的不夠多。2、孤單一人的時間使自己變得優(yōu)秀，給來的人一個驚喜，也給自己一個好的交代。3、命運(yùn)給你一個比別人低的起點(diǎn)是想告訴你，讓你用你的一生去奮斗出一個絕地反擊的故事，所以有什么理由不努力!4、心中沒有過分的貪求，自然苦就少?？诶锊徽f多余的話，自然禍就少。腹內(nèi)的食物能減少，自然病就少。思緒中沒有過分欲，自然憂就少。大悲是無淚的，

37、同樣大悟無言。緣來盡量要惜，緣盡就放。人生本來就空，對人家笑笑，對自己笑笑，笑著看天下，看日出日落，花謝花開，豈不自在，哪里來的塵埃!5、心情就像衣服，臟了就拿去洗洗，曬曬，陽光自然就會蔓延開來。陽光那么好，何必自尋煩惱，過好每一個當(dāng)下，一萬個美麗的未來抵不過一個溫暖的現(xiàn)在。6、無論你正遭遇著什么，你都要從落魄中站起來重振旗鼓，要繼續(xù)保持熱忱，要繼續(xù)保持微笑，就像從未受傷過一樣。7、生命的美麗，永遠(yuǎn)展現(xiàn)在她的進(jìn)取之中;就像大樹的美麗，是展現(xiàn)在它負(fù)勢向上高聳入云的蓬勃生機(jī)中;像雄鷹的美麗，是展現(xiàn)在它搏風(fēng)擊雨如蒼天之魂的翱翔中;像江河的美麗，是展現(xiàn)在它波濤洶涌一瀉千里的奔流中。8、有些事，不可避免

38、地發(fā)生，陰晴圓缺皆有規(guī)律，我們只能坦然地接受;有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地付出，就能慢慢改變它的軌跡。9、與其埋怨世界，不如改變自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都強(qiáng)。人生無完美，曲折亦風(fēng)景。別把失去看得過重，放棄是另一種擁有;不要經(jīng)常艷羨他人，人做到了，心悟到了，相信屬于你的風(fēng)景就在下一個拐彎處。10、有些事想開了，你就會明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎樣，最后收拾殘局的還是要靠你自己。11、人生的某些障礙，你是逃不掉的。與其費(fèi)盡周折繞過去，不如勇敢地攀登，或許這會鑄就你人生的高點(diǎn)。12、有些壓力總是得自己扛過去，說出來就成了充滿負(fù)能量的

39、抱怨。尋求安慰也無濟(jì)于事，還徒增了別人的煩惱。13、認(rèn)識到我們的所見所聞都是假象，認(rèn)識到此生都是虛幻，我們才能真正認(rèn)識到佛法的真相。錢多了會壓死你，你承受得了嗎?帶，帶不走，放，放不下。時時刻刻發(fā)悲心，饒益眾生為他人。14、夢想總是跑在我的前面。努力追尋它們，為了那一瞬間的同步，這就是動人的生命奇跡。15、懶惰不會讓你一下子跌倒，但會在不知不覺中減少你的收獲;勤奮也不會讓你一夜成功，但會在不知不覺中積累你的成果。人生需要挑戰(zhàn)，更需要堅持和勤奮!16、人生在世：可以缺錢，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盜名;可以低落，但不能墮落;可以放松，但不能放縱;可以

40、虛榮，但不能虛偽;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能浪蕩;可以生氣，但不能生事。17、人生沒有筆直路，當(dāng)你感到迷茫、失落時，找?guī)撞窟@種充滿正能量的電影，坐下來靜靜欣賞，去發(fā)現(xiàn)生命中真正重要的東西。18、在人生的舞臺上，當(dāng)有人愿意在臺下陪你度過無數(shù)個沒有未來的夜時，你就更想展現(xiàn)精彩絕倫的自己。但愿每個被努力支撐的靈魂能吸引更多的人同行。1、想要體面生活，又覺得打拼辛苦；想要健康身體，又無法堅持運(yùn)動。人最失敗的，莫過于對自己不負(fù)責(zé)任，連答應(yīng)自己的事都辦不到，又何必抱怨這個世界都和你作對？人生的道理很簡單，你想要什么，就去付出足夠的努力。2、時間是最公平的，活一天就擁有24小時，差別只是珍惜。你若不相信努力和時光，時光一定第一個辜負(fù)你。有夢想就立刻行動，因為現(xiàn)在過的每一天，都是余生中最年輕的一天。3、無論正在經(jīng)歷什么，都請不要輕言放棄，因為從來沒有一種堅持會被辜負(fù)。誰的人生不是荊棘前行，生活從來不會一蹴而就，也不會永遠(yuǎn)安穩(wěn)，只要努力，就能做獨(dú)一無二平凡可貴的自己。4、努力本就是年輕人應(yīng)有的狀態(tài)，是件充實(shí)且美好的事，可一旦有了表演的成分，就會顯得廉價