第二章爆破工程-2010

第二章爆破工程爆破

利用炸藥爆炸的能量破壞介質(zhì)的原有形態(tài)達(dá)到預(yù)定的工程目的爆破技術(shù)的應(yīng)用廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)挖施工巖石基礎(chǔ)開(kāi)挖地下洞室開(kāi)挖石料場(chǎng)開(kāi)采建筑物拆除第一節(jié)爆破器材與起爆方法爆破器材炸藥起爆器材雷管、導(dǎo)火索是其中的兩種炸藥炸藥雷管導(dǎo)火索一、炸藥和起爆器材

(一)炸藥1.炸藥的性能指標(biāo)(1)威力(2)敏感度(3)氧平衡(4)安定性(5)殉爆距離(6)最佳密度課后閱讀教材了解(5)殉爆距離藥包的爆炸引起相鄰藥包起爆的最大距離小于殉爆距離大于殉爆距離2.常用的工業(yè)炸藥(1)TNT(三硝基甲苯)(2)膠質(zhì)炸藥(硝化甘油炸藥)(3)銨梯炸藥(4)銨油炸藥(5)漿狀炸藥(6)乳化炸藥課后閱讀教材了解水電工程中最常用的炸藥2號(hào)巖石銨梯炸藥我國(guó)藥量計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)炸藥爆力為320ml猛度為12mm殉爆距離5cm臨界直徑18-20mm直徑為32-35mm最佳密度時(shí)的藥卷爆速約3600m/s貯存有效期6個(gè)月(二)起爆器材1.火雷管2.導(dǎo)火索3.電雷管4.導(dǎo)爆索5.導(dǎo)爆管6.導(dǎo)爆雷管作用：引爆炸藥引爆器材間互相引爆傳遞爆轟波1.火雷管用什么引爆：導(dǎo)火索作用：引爆炸藥引爆導(dǎo)爆管引爆導(dǎo)爆索起爆方式即發(fā)聚能穴副起爆藥正起爆藥加強(qiáng)帽帽孔雷管外殼導(dǎo)火索2.導(dǎo)火索用什么引燃（起爆）：火花作用：引爆火雷管棉線纏繞黑火藥紙條瀝青防水層紙條3.電雷管用什么引爆電流作用引爆炸藥起爆方式即發(fā)起爆秒延遲毫秒延遲即發(fā)電雷管延時(shí)電雷管外殼腳線密封膠點(diǎn)火橋絲加強(qiáng)帽帽孔正起爆藥副起爆藥聚能穴緩燃劑+-即發(fā)電雷管起爆+-延時(shí)電雷管起爆4.導(dǎo)爆索用什么引爆各種雷管作用引爆炸藥--軟雷管傳遞爆轟波組成非電起爆網(wǎng)絡(luò)爆速大于6500m/s起爆方式即發(fā)起爆防水包裝防水層紙條黑索金雷管導(dǎo)火索導(dǎo)爆索膠布纏繞5.導(dǎo)爆管用什么引爆：各種雷管、導(dǎo)爆槍、導(dǎo)爆索作用：引爆導(dǎo)爆雷管傳遞爆轟波組成非電起爆網(wǎng)絡(luò)爆速大于1600～2000m/s3mm聚乙烯塑料軟管奧克托金或黑索金導(dǎo)爆槍導(dǎo)爆管導(dǎo)爆索雷管爆轟波傳遞1.4mm6.導(dǎo)爆雷管用什么引爆導(dǎo)爆管作用引爆炸藥起爆方式即發(fā)起爆毫秒延遲外殼延遲藥消爆室卡痕導(dǎo)爆管卡口塞聚能穴正起爆藥副起爆藥二、起爆方法和起爆網(wǎng)路1.起爆方法

電力起爆電雷管→炸藥非電起爆火花起爆導(dǎo)火索→火雷管→炸藥導(dǎo)爆管起爆導(dǎo)爆管→導(dǎo)爆雷管→炸藥導(dǎo)爆索起爆各種雷管→導(dǎo)爆索→炸藥齊發(fā)起爆導(dǎo)爆索炸藥綁扎2.起爆網(wǎng)路爆破時(shí)把起爆器材聯(lián)結(jié)在一起，形成的網(wǎng)路例外：火花起爆不成網(wǎng)路為什么需要起爆網(wǎng)路與節(jié)日放鞭炮類似工程爆破的藥包在空間上分散布置相互之間超過(guò)殉爆距離不允許多次點(diǎn)火起爆，只能一次點(diǎn)火全部起爆起爆順序和間隔時(shí)間有嚴(yán)格要求起爆網(wǎng)路的作用一次點(diǎn)火起爆所有藥包控制藥包的起爆順序和間隔時(shí)間達(dá)到預(yù)定的爆破效果，控制爆破震動(dòng)起爆網(wǎng)路分類電力起爆網(wǎng)路齊發(fā)起爆網(wǎng)路延遲起爆網(wǎng)路非電起爆網(wǎng)路導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)路導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路混合起爆網(wǎng)路齊發(fā)起爆網(wǎng)路延遲起爆網(wǎng)路其他起爆網(wǎng)路雙復(fù)式交叉起爆網(wǎng)路孔間微差順序起爆網(wǎng)路（1）電力起爆網(wǎng)路準(zhǔn)爆性可以檢查用于準(zhǔn)爆性要求高的場(chǎng)合沒(méi)有起爆后網(wǎng)路超前破壞電流同時(shí)到達(dá)所有雷管沒(méi)有爆轟波傳遞過(guò)程，非接力起爆可進(jìn)行齊爆或延遲起爆（采用延遲雷管）容易受外電場(chǎng)的干擾需要起爆設(shè)備和布置起爆電力線路網(wǎng)路設(shè)計(jì)需要復(fù)雜的電路計(jì)算消耗有色金屬，成本高電力起爆網(wǎng)路的基本形式串連法并聯(lián)法串并聯(lián)法并串連法并串并聯(lián)法延遲起爆網(wǎng)路的主要組網(wǎng)方法起爆器網(wǎng)路干線藥包起爆器網(wǎng)路干線藥包起爆器網(wǎng)路干線藥包起爆器網(wǎng)路干線藥包起爆器網(wǎng)路干線藥包網(wǎng)路支線接通點(diǎn)源起爆(2)導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路從起爆網(wǎng)路連接和爆轟波傳遞路線來(lái)分1.簇并聯(lián)網(wǎng)路2.并并聯(lián)網(wǎng)路3.串并聯(lián)網(wǎng)路4.分段并串聯(lián)網(wǎng)路導(dǎo)爆管導(dǎo)爆雷管導(dǎo)爆管炮孔（導(dǎo)爆雷管＋藥包）激發(fā)源導(dǎo)爆管導(dǎo)爆雷管導(dǎo)爆管炮孔（導(dǎo)爆雷管＋藥包）激發(fā)源激發(fā)源激發(fā)爆轟波依次向前傳遞，到達(dá)所有藥包接力起爆不受外電場(chǎng)干擾，比較安全準(zhǔn)爆性無(wú)法檢查靈活多樣，組網(wǎng)方便價(jià)格適中水電施工中最主要的起爆網(wǎng)路導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路特點(diǎn)

(3)導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)路

雷管用量少，安全性高網(wǎng)路成本高準(zhǔn)爆性無(wú)法檢查傳爆速度快，網(wǎng)路齊爆性好主要用于光面爆破和預(yù)裂爆破等齊爆性要求高的部位一般和導(dǎo)爆管網(wǎng)路結(jié)合組成混合網(wǎng)路藥卷起爆雷管主干索支索混合網(wǎng)路導(dǎo)爆管、導(dǎo)爆索混合使用導(dǎo)爆索用于光面爆破孔或預(yù)裂爆破孔導(dǎo)爆雷管導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)爆索網(wǎng)絡(luò)非電起爆網(wǎng)路特點(diǎn)準(zhǔn)爆性不可以檢查起爆后可能產(chǎn)生網(wǎng)路超前破壞接力起爆起爆過(guò)程是爆轟波傳遞過(guò)程網(wǎng)路超前破壞先爆炸的藥包破壞爆轟波尚未傳到的部分網(wǎng)路可進(jìn)行齊爆或延遲起爆主要是進(jìn)行延遲起爆利用導(dǎo)爆雷管的延遲特性分若干段，1段為即發(fā)，以后各段延遲不同的毫秒數(shù)參考具體生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品參數(shù)或手冊(cè)(4)延遲起爆網(wǎng)路具備延遲起爆功能的導(dǎo)爆管網(wǎng)路或混合網(wǎng)路基本型式孔內(nèi)延遲網(wǎng)路孔外延遲網(wǎng)路孔內(nèi)外延遲網(wǎng)路1111111222333444導(dǎo)爆雷管段數(shù)1段即發(fā)2～5段延遲不同毫秒炮孔分組同組用同段雷管ⅣⅢⅡⅠ孔內(nèi)延遲網(wǎng)路激發(fā)導(dǎo)爆管炮孔(導(dǎo)爆雷管＋藥包)導(dǎo)爆雷管1345111111111111孔外延遲網(wǎng)路激發(fā)2222555555555555孔內(nèi)外延遲網(wǎng)路激發(fā)延遲起爆網(wǎng)路特點(diǎn)

起爆方式：炮孔分組起爆同組齊發(fā)起爆瞬間起爆藥量網(wǎng)路中同一時(shí)刻齊發(fā)起爆的所有藥包藥量總和組間延遲起爆延遲單位：毫秒目的按設(shè)計(jì)的分組、順序、間隔時(shí)間起爆藥包增強(qiáng)爆破效果控制震動(dòng)強(qiáng)度(5)其他起爆網(wǎng)路

導(dǎo)爆管毫秒雷管雙復(fù)式交叉接力網(wǎng)路目的在于達(dá)到極高的準(zhǔn)保率孔間微差順序起爆網(wǎng)路炮孔不分組，按排、列順序微差起爆深孔臺(tái)階爆破控制破碎塊度控制震動(dòng)損傷范圍基礎(chǔ)保護(hù)層開(kāi)挖導(dǎo)爆管導(dǎo)爆雷管炮孔(導(dǎo)爆雷管＋藥包)復(fù)式網(wǎng)路交叉網(wǎng)絡(luò)雙復(fù)式交叉網(wǎng)路臨空面臨空面12345678開(kāi)挖作業(yè)面臨空面第二節(jié)爆破的基本原理及藥量計(jì)算一、爆破機(jī)理無(wú)限介質(zhì)藥包r沖擊波粉碎周邊介質(zhì)2~3r8~10r彈性振動(dòng)區(qū)粉碎區(qū)超高溫超高壓爆生氣體應(yīng)力波壓縮介質(zhì)介質(zhì)環(huán)向拉伸產(chǎn)生徑向裂隙尖劈作用擴(kuò)展裂隙應(yīng)力波通過(guò)應(yīng)力釋放介質(zhì)向內(nèi)反彈，環(huán)向拉伸產(chǎn)生環(huán)向裂隙破碎區(qū)爆生氣體串通高壓爆生氣體充填產(chǎn)生爆炸沖擊波沖擊波衰減為應(yīng)力波應(yīng)力波衰減為地震波爆生氣體進(jìn)入半無(wú)限介質(zhì)二、爆破漏斗

半無(wú)限體表面，有臨空面爆破形成爆破漏斗藥包爆破作用指數(shù)：n=r/w臨空面rrw最小抵抗線漏斗底半徑爆破分類n=1 標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破n＞1 加強(qiáng)拋擲爆破0.75≤n＜1 減弱拋擲爆破n＜0.75 松動(dòng)爆破Wrrn=1rrwn＞1rrw0.75≤n＜1rrwn≤

0.75水電工程爆破多為松動(dòng)爆破三、藥包種類和裝藥量計(jì)算的基本方法藥包種類集中藥包延長(zhǎng)藥包水電工程多為鉆孔爆破，為延長(zhǎng)藥包aLL/a＞4延長(zhǎng)藥包L/a≤4集中藥包La鉆孔爆破藥量計(jì)算Q＝qVV爆落的方量，m3q單位耗藥量，kg/m3一般給出標(biāo)準(zhǔn)炸藥值非標(biāo)準(zhǔn)炸藥需要進(jìn)行換算參考教材和相關(guān)手冊(cè)第三節(jié)爆破的基本方法一、鉆孔爆破二、洞室爆破三、預(yù)裂爆破和光面爆破淺孔爆破孔徑小于75mm，孔深小于5m中小型規(guī)模的開(kāi)挖深孔爆破孔徑大于75mm，孔深超過(guò)5m大規(guī)模、高強(qiáng)度開(kāi)挖一、鉆孔爆破鉆孔爆破的工作面布置形成臺(tái)階式開(kāi)挖作業(yè)面又稱：階梯式爆破或稱：梯段爆破階梯工作面+延遲網(wǎng)絡(luò)分段爆破階梯式開(kāi)挖作業(yè)面臨空面炮孔先鋒槽本圖為利用岸坡地形布置階梯式工作面平面地形開(kāi)先鋒槽創(chuàng)造階梯式工作面鉆孔機(jī)具小型潛孔鉆手風(fēng)鉆鉆孔機(jī)具多以壓縮空氣（壓風(fēng)）為動(dòng)力（風(fēng)動(dòng)）為什么需要設(shè)固定式、移動(dòng)式空壓機(jī)供風(fēng)（一）淺孔爆破1.炮孔布置參數(shù)長(zhǎng)度方向分段寬度方向布3～4排炮孔炮孔一般采用梅花型布置需要確定的參數(shù)：LHaaabW連續(xù)裝藥段炮孔堵塞段炮孔參數(shù)的確定(1)最小抵抗線 W＝KwdKw為巖質(zhì)系數(shù)，一般取15~30，堅(jiān)硬巖石取小值，松軟巖石取大值(2)臺(tái)階高度 H＝(1.2~2.0)W(3)炮孔深度 L＝(0.85~1.15)H(4)孔距和排距 a=(1.0~2.0)W b=(0.8~1.0)W(5)堵塞長(zhǎng)度 L1≥0.5Lab排距bwL堵塞段連續(xù)裝藥dHL1剖面圖平面圖梅花形布孔2.裝藥量計(jì)算

單孔藥量Q＝qaWHq－淺孔臺(tái)階爆破單耗，0.2~0.6kg/m3a－炮孔間距W－最小抵抗線H－臺(tái)階高度aWH實(shí)際為單孔爆落巖石體積3.起爆網(wǎng)路123122334455一般采用導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路，進(jìn)行微差延遲起爆梯段爆破常用的微差延遲起爆方法排間微差V形起爆炮孔數(shù)量很少，可采用火花起爆火花起爆是相同孔徑中爆破振動(dòng)最小的起爆方式振動(dòng)大小完全由炮孔直徑?jīng)Q定鉆孔機(jī)具大型自行式潛孔鉆多為風(fēng)動(dòng)，或以柴油為動(dòng)力(二)深孔爆破鉆孔方式垂直孔傾斜孔傾斜孔優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)，常用1.炮孔布置參數(shù)(1)臺(tái)階高度 H6~16m(2)鉆孔直徑 d主爆孔≤150mm,輪廓孔≤110mm

(3)底盤(pán)抵抗線 Wd=HDηd/150D巖石硬度影響系數(shù)，0.46～0.56η臺(tái)階高度影響系數(shù)，查表2-1確定(4)超鉆深度 △H＝(0.15～0.35)Wd(5)孔長(zhǎng) L＝（H+△H）/sinαα為鉆孔傾斜角(6）孔距a和排距b a=(1.0~2.0)Wd b=(0.8～1.0)Wd(7)堵塞長(zhǎng)度L1 L1≥0.75Wd L1＝(20～30)d L1＝(0.2～0.4)LdL△HbL1WdHabHbWd2.裝藥量計(jì)算前排炮孔的單孔藥量Q＝qaWdH后排炮孔的單孔藥量Q＝qabHq深孔臺(tái)階爆破單耗軟巖 0.15~0.3kg/m3中硬巖 0.3~0.45kg/m3硬巖 0.45~0.6kg/m3ab對(duì)爆破效果的基本要求巖塊均勻，大塊率低臺(tái)階面平整，不留殘埂較高的鉆孔延米爆落量較低的炸藥單耗

3.改善深孔爆破效果的技術(shù)措施(1)合理利用或創(chuàng)造人工自由面(2)改善裝藥結(jié)構(gòu)分段裝藥混合裝藥空氣間隔裝藥(3)優(yōu)化起爆網(wǎng)路(4)采用微差擠壓爆破爆破工作面前留有渣堆的微差爆破(5)保證堵塞長(zhǎng)度和堵塞質(zhì)量二、洞室爆破自行看書(shū)了解三、預(yù)裂爆破和光面爆破預(yù)裂爆破輪廓孔先爆形成預(yù)裂面再爆主炮孔光面爆破先爆主炮孔后爆輪廓孔形成光爆面預(yù)裂爆破和光面爆破齊爆性要求高所有預(yù)裂孔或光爆孔同一瞬時(shí)起爆一般采用導(dǎo)爆索網(wǎng)絡(luò)起爆預(yù)裂孔主炮孔預(yù)裂面光爆孔光爆面崩落孔主炮孔應(yīng)用部位廣泛應(yīng)用于壩基邊坡開(kāi)挖地下洞室開(kāi)挖(一)成縫機(jī)理耦合裝藥封堵不耦合裝藥封堵藥包藥包一般的炮孔預(yù)裂、光爆炮孔空氣隔層削減孔壁受到的爆炸壓力，不產(chǎn)生壓縮破壞但使炮孔四周產(chǎn)生徑向裂紋孔間的聚能作用，在連線上產(chǎn)生應(yīng)力集中，初始裂紋進(jìn)一步發(fā)展高壓爆生氣體產(chǎn)生氣刃劈裂作用，使孔間連線上的裂紋貫通成縫環(huán)狀空氣隔層(二)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)(1)開(kāi)挖壁面巖石的完整性半孔率（炮孔痕跡總長(zhǎng)與炮孔總長(zhǎng)的百分比率）節(jié)理裂隙極發(fā)育的巖體 10%～50%節(jié)理裂隙中等發(fā)育 50%～80%節(jié)理裂隙不發(fā)育者 80%以上圍巖壁面不應(yīng)有明顯的爆生裂隙(2)圍巖壁面不平整度（起伏差）允許值為±15cm(3)在臨空面上，預(yù)裂縫寬度一般不宜小于1cm質(zhì)量控制的重點(diǎn)爆破參數(shù)鉆孔精度(三)參數(shù)設(shè)計(jì)1·預(yù)裂爆破參數(shù)(1)孔徑d明挖 70~105mm隧洞開(kāi)挖 40~90mm大型地下廠房 50~110mm(2)孔距 a 7~12倍的孔徑d(3)裝藥不偶合系數(shù)d/r

2~5(4)線裝藥密度Qx經(jīng)驗(yàn)公式估算，參考有關(guān)手冊(cè)一般200一500g/m孔底段加大到2~5倍?？讖絛孔距a藥卷直徑r不耦合系數(shù)=r/d2.光面爆破參數(shù)(1)光爆層厚度W 10~20倍炮孔直徑(2)孔距a (0.75~0.90)W(3)鉆孔直徑 同預(yù)裂爆破(4)裝藥不偶合系數(shù) 同預(yù)裂爆破(4)線裝藥密度 Qx=qaW

q為松動(dòng)爆破單耗，kg/m3awd崩落孔光爆孔藥卷直徑r不耦合系數(shù)=d/r要求藥卷置于炮孔中心中心定位器竹片綁扎（四）裝藥結(jié)構(gòu)與起爆LLdL0L1L2導(dǎo)爆索封堵段藥卷炮孔L孔長(zhǎng)L1堵塞長(zhǎng)度L2裝藥長(zhǎng)度L0均勻裝藥段長(zhǎng)度Ld孔底加強(qiáng)段長(zhǎng)度第四節(jié)水利水電工程中的巖石開(kāi)挖爆破技術(shù)一、水工建筑物巖石基礎(chǔ)的開(kāi)挖遵循自上而下分層開(kāi)挖的原則廣泛運(yùn)用深孔臺(tái)階爆破方法設(shè)計(jì)邊坡輪廓面采用預(yù)裂爆破或光面爆破在建基面以上一定范圍預(yù)留保護(hù)層原地面設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓岸坡開(kāi)挖河床開(kāi)挖水平建基面保護(hù)層開(kāi)挖預(yù)裂爆破馬道1·基礎(chǔ)保護(hù)層以上的巖體開(kāi)挖設(shè)計(jì)開(kāi)挖邊坡基礎(chǔ)保護(hù)層以上巖體保護(hù)層岸坡開(kāi)挖主要采用以毫秒爆破技術(shù)為主的深孔臺(tái)階爆破方法常用爆破方式齊發(fā)爆破微差爆破微差順序爆破微差擠壓爆破小抵抗線寬孔距爆破控制指標(biāo)主體建筑物部位的鉆孔直徑≤110mm最大一段起爆藥量≤500kg建基面保護(hù)層河床開(kāi)挖基礎(chǔ)保護(hù)層以上巖體2.水平建基面上保護(hù)層開(kāi)挖

保護(hù)層厚度H由梯段爆破孔底以下的破壞深度爆破試驗(yàn)確定類比法：25～40倍梯段炮孔底部裝藥直徑開(kāi)挖規(guī)范規(guī)定分三層開(kāi)挖第一層H~1.5m,d≤40mm,單響藥量≤300kg,炮孔不過(guò)層底線第二層1.5~0.5（軟弱巖石0.7）m,d≤32mm,炮孔傾角≤60。,單孔起爆,炮孔不過(guò)層底線第三層軟弱巖石0.7~0.2m,同第二層，留0.2m人工撬挖其他巖石0.5~0m,同第二層,炮孔不過(guò)層底線Hd炮孔Hd炮孔保護(hù)層開(kāi)挖輪廓第一