爆破工程課件

1、爆破工程第三章第三章 爆破工程爆破工程 爆破是開挖石方最有效的手段，也常用于土石方的松動、拋擲，定向爆破可用來撤除舊的建筑物，在水利工程施工中，通常采用爆破來開挖基坑，開挖地下建筑物所需要的空間，如遂洞開挖，也可用定向爆破建筑大壩。目前控制爆破方法的高技術，把爆破的應用領域進一步拓寬。爆破工程一、無限均勻介質(zhì)中的爆破作一、無限均勻介質(zhì)中的爆破作用用 工程中的介質(zhì)總是有限的和不均勻的。為了研究方便，假設爆破作用的介質(zhì)是無限的和均勻的。在這種理想介質(zhì)中的爆破作用是：沖擊波以藥包中心為球心，呈同心球向四周傳播。距球心越近，作用介質(zhì)的壓力越大，距球心越遠，由于介質(zhì)的阻尼，使作用于介質(zhì)的壓力波逐漸衰減，

2、直至全部消失。假如沿球心切割一平面，可將爆破作用的影響范圍劃分為如下幾個部分：爆破工程第一節(jié)第一節(jié) 爆破基本原理爆破基本原理 1、在外力激發(fā)下，可以發(fā)生化學爆炸的單質(zhì)或混合物，叫炸藥。 2、炸藥爆炸是化學爆炸。在某中起爆能的作用下，炸藥瞬時內(nèi)（約萬分之一秒內(nèi)）發(fā)生化學分解，產(chǎn)生高溫（幾千度）、高壓（數(shù)萬幾十萬個大氣壓）的氣體，對相鄰的介質(zhì)產(chǎn)生極大的沖擊壓力，以波的形式向四周傳播。若傳播介質(zhì)為空氣，稱為空氣波；若傳播介質(zhì)為巖土，則稱地震波，也叫固體沖擊波。爆破工程 1、壓縮圈（粉碎圈）：最靠近藥包的介質(zhì)，受到膨脹壓力最大，介質(zhì)若為塑性體，會被壓縮成一個球形空腔；介質(zhì)若為脆性體，會被壓縮的粉碎。因

3、此爆破影響的這個范圍稱為壓縮圈或粉碎圈。相應的半徑叫壓縮半徑。 2 2、拋擲圈：、拋擲圈：壓縮圈外具有拋擲勢能的介質(zhì)。這部分介質(zhì)當具有逸出的臨空面，常發(fā)生拋擲。這個范圍稱為拋擲圈。相應的半徑叫拋擲半徑。 3、松動圈：松動圈：拋擲圈外圍的一部分介質(zhì) ，爆破的作用只能使其產(chǎn)生破裂松動。因此這一范圍稱為松動圈。相應的半徑叫松動半徑。 4、震動圈：震動圈：松動圈以外的介質(zhì)，隨著沖擊波的進一步衰減，只能使這部分介質(zhì)產(chǎn)生震動，故稱為震動圈。相應的半徑叫震動半徑。 各圈半徑的大小與炸藥的特性、藥包結構、爆破方式、介質(zhì)的特性等密切相關。爆破工程二、有限介質(zhì)中的爆破作用二、有限介質(zhì)中的爆破作用 爆破作用受到臨空

4、面的影響，即爆破作用半徑能達到臨空面的爆破，稱為有限介質(zhì)中的爆破作用。工程中多屬于這種爆破。 有限介質(zhì)中的爆破形成爆破漏斗。爆破工程爆破漏斗的概念及形成爆破漏斗的概念及形成 如炸藥的埋置深度小于爆破作用半徑，就是有限介質(zhì)爆破。當藥包的爆破作用具有使部分介質(zhì)直接飛逸出臨空面的能量時，往往形成一個倒立圓堆形的爆破坑，這個坑稱為爆破漏斗爆破工程爆破漏斗的幾何特性參數(shù)爆破漏斗的幾何特性參數(shù) 1、藥包中心到臨空面的最短距離稱為最小抵抗線長度W；爆破漏斗底半徑r；爆破作用半徑R；可見爆破漏斗坑深度P；爆破拋擲距離L；爆破作用指數(shù)n=r/W。 2、爆破作用指數(shù)n是爆破設計中最重要的設計參數(shù)，n值大，爆破漏斗

5、呈寬淺式，n值小，爆破漏斗呈窄深式，甚至不出現(xiàn)爆破漏斗。因此可以用n值大小對爆破進行分類。爆破工程爆破分類爆破分類 1、當n=1即r =W時，稱為標準拋擲爆破； 2、當n1即rW時,稱為加強拋擲爆破； 3、當0.75n1即rW時，稱為減弱拋擲爆破； 4、當0.33n0.75時，稱為松動爆破。 5、不因爆破使臨空面產(chǎn)生破壞的爆破，叫隱藏式爆破，也叫內(nèi)部爆破，可用于炸脹藥壺。 6、相應于以上各類爆破的藥包分別叫：標準拋擲藥包、加強拋擲藥包、減弱拋擲藥包、松動藥包。爆破工程可見漏斗深度計算可見漏斗深度計算 拋擲爆破將部分介質(zhì)拋出，其中部分介質(zhì)又回落到爆破漏斗坑中，回落后的 可見漏斗深度為： P=CW

6、(2n1) 式中C介質(zhì)系數(shù)，對于巖石，C=0.33；對于粘土：C=0.4 。 拋擲堆積距藥包中心的最大距離（一般簡稱拋距）為： L=5nW爆破工程三、炸藥和裝藥量計算三、炸藥和裝藥量計算 1、性能指標：性能指標： (1)(1)威力：威力：爆力和猛度的合稱。爆力是破壞能力；猛度粉碎能力。 (2)安定性：保持炸藥物理和化學性質(zhì)不變的能力。 (3)敏感度：在外力作用下發(fā)生爆炸的難易程度。 (4)最佳密度：能獲得最大爆破效果的密度。 (5)氧平衡：含氧量和爆破需氧量的關系。有零氧平衡、正氧平衡、負氧平衡三種情況。 (6)殉爆：一個藥包爆炸引起附近藥包爆炸的現(xiàn)象。能連續(xù)三次殉爆的最大距離稱殉爆距。爆破工

7、程 2、工程炸藥的類型工程炸藥的類型 (1) 起爆炸藥：制造起爆材料的炸藥，特點是爆力和猛度高，對沖擊、摩擦、火焰敏感性強，化學安定性大。如：雷汞，氮化鉛，二硝基重氮酚等。 (2)單質(zhì)猛性炸藥：單質(zhì)猛性炸藥：是制造起爆材料的炸藥，爆力和猛度都很高。它還可以作為提高混合猛性炸藥敏感度的敏化材料，這類炸藥如梯恩梯、硝化甘油等。 (3)混合猛性炸藥：混合猛性炸藥：是按一定比例將爆炸性和非爆炸性可燃物混合制成的。是應用最廣的工程炸藥。這類炸藥主要有：硝酸銨類炸藥（銨硝酸銨類炸藥（銨梯、銨油、漿狀、乳化油等炸藥的總稱）。梯、銨油、漿狀、乳化油等炸藥的總稱）。 爆破工程 3、裝藥量計算 爆破效果和所用成本

8、都于藥包大小（裝藥多少）相關，藥包的類型不同，爆破效果不同。按形狀藥包分為集中藥包和延長藥包。當L/a4時為集中藥包；當L/a4時為延長藥包。 對于大爆破，采用洞室裝藥，常用集中系數(shù)來區(qū)分藥包類型。 實際工程要結合現(xiàn)場條件，吸取成功經(jīng)驗，選擇符合實際情況的計算方法。 爆破工程 爆破設計時，標準情況的標準拋擲爆破的單位用藥量K值可查爆破手冊獲得。 標準情況標準情況是指標準拋擲爆破是指標準拋擲爆破、標準炸藥標準炸藥（國內(nèi)以2號巖石銨梯炸藥為標準炸藥，其爆力值為320cm3）、爆破在一個臨空爆破在一個臨空面的標準情況下進行的面的標準情況下進行的。 隨著臨空面的增多，單位耗藥量隨之減少，有兩個臨空面時

9、為0.83K，有三個臨空面時為0.67K。爆破工程 課本裝藥量計算，只是以單個水平自由課本裝藥量計算，只是以單個水平自由面、單個集中藥包為前提條件的面、單個集中藥包為前提條件的，未能反映對爆破質(zhì)量、巖石破碎程度、爆破均勻程度提出要求。但實際工程爆破中要復雜的多，因此，要結合現(xiàn)場條件，吸取成功經(jīng)驗，選擇符合實際情況的計算方法。爆破工程第二節(jié)第二節(jié) 起爆方法和起爆材料起爆方法和起爆材料 一、炸藥起爆有關概念：一、炸藥起爆有關概念： 1 1、起爆：、起爆：利用外力使藥包爆炸的過程叫炸藥起爆。 2、起爆方法：起爆方法：常用火雷管起爆、電雷管起爆、導爆索起爆、導爆管起爆、聯(lián)合起爆等方法。 3、起爆器材：

10、起爆器材：一是點火器材，如火雷管、電雷管；二是傳爆器材，如導火索、傳爆線、傳爆管等。爆破工程二、起爆方法二、起爆方法 1、火雷管起爆法：火雷管起爆法：這是利用點燃的導火索產(chǎn)生的火焰先使雷管爆炸，進而引起藥包爆炸的起爆方法。 2、電雷管起爆法電雷管起爆法：利用雷管通電從而起爆，進而引起藥包爆炸的起爆方法。安全性大，可以準確控制起爆時間；技術要求高。 3、導爆索起爆法：先用雷管引爆導爆索，再有導爆索網(wǎng)路引爆炸藥。 4、導爆管起爆法：導爆管用起爆槍或者雷管起爆，導爆管只傳遞爆轟波，將導爆管的末端與普通雷管相配合，引起藥包爆炸。 5、聯(lián)合起爆法爆破工程三、起爆器材 1、火雷管：由管殼、起爆炸藥、加強帽

11、三部分組成。 2、導火索：以黑火藥為藥芯，借藥芯燃燒傳遞火焰，引爆火雷管。 3、即發(fā)電雷管：在通電后的瞬時立即發(fā)生爆炸的電雷管。 4、延發(fā)電雷管：通電后能延長一段時間才會爆炸的電雷管。 5、導爆索：以黑索金等單質(zhì)炸藥為藥芯，端部用雷管起爆后，便通過自身的爆炸性能引爆整個網(wǎng)路的藥包。 6、導爆管：是一根薄塑料軟管，內(nèi)壁涂有一薄層單質(zhì)炸藥。用起爆槍或者雷管起爆，末端與普通雷管相配合，引起藥包爆炸。爆破工程第三節(jié)第三節(jié) 爆破的基本方法爆破的基本方法 在各種工程建設中爆破工程采用的爆破基本方法有：淺孔爆破法、深孔爆破法、藥壺爆破法、洞室爆破法等。爆破工程一、淺孔爆破法： 1、對于炮孔孔徑小于75mm，

12、孔深小于5m的爆破叫淺孔爆破。 2、淺孔爆破使用的打孔簡單，操作方便，但生產(chǎn)效率低，鉆孔工作量大，因此，不適合規(guī)模大的工程爆破。 主要適用于：淺層開挖（如渠道、路塹、小型料場、基坑的保護層開挖等）；堅硬土質(zhì)的預松（以便人工開挖或其它不適宜開挖硬質(zhì)土的機械開挖）；復雜地形的石方爆破（不便于大型機械開挖作業(yè)的）；舊建筑物拆除；地下工程爆破開挖等。爆破工程 3、淺孔爆破的炮孔布置原則：合理布置炮孔，應充分利用自然臨空面，或者創(chuàng)造更多的臨空面以提高爆破效果。要盡量防止炮孔方向與最小抵抗線方向一致。避免爆破時首先將炮孔的堵塞物沖出，形成沖天炮（爆破效果很差的空炮）。不論是基坑開挖，還是渠道開挖，一般總是

13、先開除先鋒槽，形成階梯。這樣，不僅增加了臨空面，同時，便于組織鉆孔、裝藥、爆破、出渣各道工序的平行流水作業(yè)。爆破工程 4、主要參數(shù)： 最小抵抗線長度W：W= (1530)倍炮孔直徑 階梯高度H：H=（1.22.0）W 炮孔深度h：堅硬巖石（1.11.15）H、松軟巖石（0.850.95）H、中等巖石h =H 炮孔的間距a：火雷管起爆（1.22.0）W； 電雷管起爆（0.82.0）W； 炮孔的排距b ：b =（0.81.2）W 爆破孔布置：平面上雙排的，要呈等邊三角形布孔，多排的，要呈梅花形布孔，以提高爆破效果。爆破工程 裝藥要求： 1、淺孔松動爆破的裝藥量計算為： Q=0.33K a b h（

14、kg） 2、裝藥長度一般為孔深的1/31/2； 3、雷管置于自上部算起裝藥全長的1/31/2處； 4、孔口段要用炮泥堵塞。爆破工程二、深孔爆破法 1、炮孔孔深大于5m，孔徑大于75mm的爆破，稱為深孔爆破。 2、深孔多用回轉鉆機、潛孔鉆機等各類專用鉆機造孔，一般孔徑150225mm，階梯高度為816m。 3、與淺孔法比較，深孔法單位耗藥量少，單位爆破落巖體所耗鉆孔工作量小，一次爆破方量多，生產(chǎn)率高。 4、深孔爆破法主要適用于：大型工程的深基坑開挖；大型采石場的松動爆破；大型劈坡開挖等。 5、深孔爆破炮孔可以垂直或者傾斜布置。傾斜布置的炮孔與坡面平行，爆破后的巖石破碎均勻；留下的殘埂少；爆破后的

15、坡面較平整；鉆孔施工較為安全。爆破工程 6、 炮孔布置的主要參數(shù)： 臺階高度H：要滿足總體布置要求，也要考慮鏟運機械的配置。當使用34m3的電鏟裝渣時，臺階高度1215m；當使用12m3的電鏟時，臺階高度以1012m。 鉆孔直徑鉆孔直徑d d：根據(jù)造孔的鉆機確定，根據(jù)巖石堅硬程度會擴大1.061.4倍。 抵抗線抵抗線Wp：深孔爆破不采用最小抵抗線。 孔距孔距a a與排距與排距b b： 堵塞長度堵塞長度L L： 超鉆深度超鉆深度h h： 藥包重量藥包重量Q Q： 爆破工程三、洞室爆破爆破工程爆破工程四、改善爆破效果的方法與措施 1、充分利用和創(chuàng)造臨空面； 2、采用毫秒微差擠壓爆破：創(chuàng)造臨空面；

16、3、采用不耦合裝藥，提高爆破效果：藥包周圍有空隙，降低爆破峰壓； 4、分段裝藥爆破：增長爆壓作用時間； 5、保證堵塞長度和堵塞質(zhì)量；爆破工程第四節(jié) 特種爆破技術特種爆破技術 根據(jù)爆破的基本規(guī)律，為了解決工程的特殊要求（如定向要求、切割要求、減震要求等）需要采取特殊的爆破方法，如定向爆破、預裂爆破、光面爆破等。這些特殊爆破的應用，促進了爆破技術的發(fā)展。 爆破工程一、定向爆破 1、定向爆破原理： 爆破工程中，由于臨空面的作用，介質(zhì)流主要沿藥包中心至臨空面的最短距離，即沿最小抵抗線方向拋射。 定向爆破應盡量利用天然地形，或利用輔助藥包創(chuàng)造臨空面，以滿足工程定向拋擲的要求。 2、作用： 定向爆破可以用

17、于截流、筑壩、開渠、移山填谷等。爆破工程二、預裂爆破 1、基本概念：預裂爆破是一種用于大劈坡爆破，或者用于開挖深槽的控制設計邊線爆破。它的特點是，在開挖區(qū)爆破之前，根據(jù)巖石特性，沿設計開挖線先炸出一條裂縫面。這個裂縫面可將爆破開挖區(qū)傳來得沖擊波的能量削減70%，從而可以減輕對保留區(qū)的震動影響，以切斷爆破區(qū)裂縫向保留區(qū)的擴展，保證設計邊坡的平整性和穩(wěn)定性。爆破工程 2、基本機理： 預裂爆破是一種不偶合裝藥結構，產(chǎn)生的切向拉力使炮孔四周形成徑向裂紋，切向拉力和孔與孔之間的聚能作用一起，在孔與孔 之間的連線上產(chǎn)生應力集中，首先使孔間連線（包括連線上的裂紋）上的拉力強化，從而使裂縫發(fā)展，而后的高壓氣體

18、進一步使這一裂縫開展，形成“氣刃”劈裂作用，使這一連線上的裂紋全部貫通。這就成為預裂爆破。爆破工程 3、預裂爆破設計： 炮孔直徑：50200mm。 炮孔間距：812倍孔徑。 炮孔裝藥量：一般200400g/m。孔底增加14倍。 不偶合系數(shù)：炮孔裝藥的不偶合程度常用不偶合系數(shù)表示，一般取 Dd=25。 Dd=r/rd rd 藥卷直徑，mm 。爆破工程 4、預裂面的質(zhì)量控制要求：為了使預裂縫對保留巖體充分起到屏蔽作用，預裂面的質(zhì)量控制應滿足下列要求： 預裂縫寬度足夠。一般不小于0.51cm。 預留面孔壁不出現(xiàn)嚴重震裂現(xiàn)象。 預裂面上的不平整度不大于15cm。 預裂孔的深度要大于主爆破孔的深度大1.

19、01.5m。 預裂孔端孔位置應超過主爆破孔端孔710m。 預裂孔與主爆破孔的孔距應保持適當距離一般16m。 預裂孔孔口要用小于10mm的礫石填塞。 預裂爆破可用傳爆線或者毫秒雷管起爆，起爆時差應控制在10m/s以內(nèi)。爆破工程 5、說明： 實現(xiàn)預裂爆破的3個關鍵問題：加密布孔、減弱裝藥、同時起爆。 不偶合裝藥的概念：炮孔的直徑與藥卷的直徑完全一致稱為偶合連續(xù)裝藥，相反，不偶合連續(xù)裝藥是指炮孔直徑大于藥卷直徑的裝藥情況。 線裝藥密度：炮孔單位長度的裝藥量稱為線裝藥密度。 裝藥對預裂爆破效果的影響：藥包結構對預裂爆破效果有很大影響。線炸藥密度要符合設計要求，不偶合系數(shù)值符合規(guī)定值。炮孔底部裝藥量要增加。爆破工程三、光面爆破 1、光面爆破施工的基本方法： 光面爆破是一種用于洞挖作業(yè)的控制爆破。施工方法是：沿著設計開挖線布置小孔徑，密間距的周邊炮孔，進行減弱的不偶合線裝藥，先爆破主體部位的巖石，再同時起爆光面孔藥包，將主爆破孔與光面孔之間留下的保護層（也叫光爆層）炸掉。從而形成一個比較平整的周邊表面，即光面。它的作用和預裂爆破的成縫機理相似。（有何區(qū)別？）爆破工程 2、光面爆