第五章 爆破工程地質(zhì)

第五章爆破基礎(chǔ)知識(shí)

與常用鉆孔設(shè)備第一節(jié)工程地質(zhì)及對(duì)爆破效果的影響爆破的主要對(duì)象是巖石，因此只有在熟悉巖石性質(zhì)基礎(chǔ)上，才能取得良好的爆破效果。巖石的堅(jiān)硬程度和巖體的完整程度決定了巖體的基本性質(zhì)。爆破實(shí)踐表明，巖石構(gòu)造不僅對(duì)工程爆破效果有直接的影響，而且會(huì)對(duì)爆破安全和爆后工程巖體（如圍巖、基巖和邊坡等）的穩(wěn)定性帶來(lái)一定的安全隱患。因此，工程地質(zhì)因素對(duì)工程爆破施工有重要影響。一、工程地質(zhì)（一）巖石分類地球表層是一層由固體物質(zhì)組成的硬殼，這層硬殼通常稱為地殼。地殼的具體物質(zhì)組成就是巖石（土）。巖石（土）種類很多，按其成因可分為以下三大類型：巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖。1、巖漿巖由熔融的巖漿在地殼內(nèi)部或表面冷凝結(jié)晶而形成的巖石，如花崗巖、劉紋巖、閃長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)巖及正長(zhǎng)斑巖、玄武巖等。巖漿巖亦稱火成巖。巖漿：地殼下面存在高溫、高壓的熔融硅酸鹽物質(zhì)。巖漿巖：也稱火成巖。來(lái)自地球內(nèi)部的熔融物質(zhì)，在不同地質(zhì)條件下冷凝固結(jié)而成的巖石。角礫巖巖漿巖的堅(jiān)固性主要與其產(chǎn)狀和結(jié)構(gòu)構(gòu)造密切相關(guān)。1、一般而言，結(jié)晶的礦物顆粒越細(xì)、結(jié)構(gòu)越致密，則強(qiáng)度越高，堅(jiān)固性較好。2、一般而言，侵入巖堅(jiān)硬完整，粘結(jié)性好，韌度高，噴出巖相比較粘結(jié)性略差，脆性。在浙江常見的巖漿巖的情況1、在浙江的工程施工中比較常見的巖漿巖主要有花崗巖、流紋巖、角礫巖、各種凝灰?guī)r等。2、花崗巖分布于浙江全省，在各地工程施工中都有見到。現(xiàn)已探明儲(chǔ)量的花崗巖礦有安吉、文成、武義、諸暨、東陽(yáng)。3、巖漿巖主體分布情況是：紹興、諸暨、東陽(yáng)、縉云、麗水以東的區(qū)域。

2、沉積巖由陸地或海洋中的沉積物（如卵石、砂、黏土等）經(jīng)膠結(jié)硬化而形成的巖石，如角礫巖、石英砂巖、石英長(zhǎng)石砂巖、鐵質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)砂巖、粉砂巖等。又稱為水成巖，是三種組成地球巖石圈的主要巖石之一。是在地表不太深的地方，將地表母巖的風(fēng)化產(chǎn)物、一些火山噴發(fā)物、有機(jī)物及少量宇宙物質(zhì)，經(jīng)過(guò)水流或冰川的搬運(yùn)、沉積、成巖作用形成的巖石。沉積巖層的天然剖面，巖層面向圖右內(nèi)側(cè)傾斜頁(yè)巖：不同時(shí)期沉積的巖層顏色、厚度、固結(jié)程度等在地質(zhì)斷面清晰可見。石灰?guī)r盆景，可見清晰的沉積層理丹霞地貌，紅砂巖沉積巖的特性1、其堅(jiān)固性與礦物顆粒成分、粒度和形狀有關(guān)，并與膠結(jié)成分和顆粒間膠結(jié)的強(qiáng)弱有關(guān)。2、組織致密、膠結(jié)牢固和孔隙較少的巖石，堅(jiān)固性最好，而膠結(jié)不牢固，存在許多結(jié)構(gòu)面弱面和孔隙的巖石，堅(jiān)固性最差。在浙江的沉積巖1、在浙江工程施工中常見的沉積巖為石灰?guī)r、砂礫巖、紅砂巖。2、石灰?guī)r主要分布于長(zhǎng)興、臨安、蕭山、紹興、杭州、富陽(yáng)、桐廬、建德、蘭溪、衢州、常山、江山等地。3、砂礫巖和紅砂巖主要分布于義烏、永康、金華、衢州等地。3、變質(zhì)巖由原來(lái)巖漿巖或沉積巖，經(jīng)過(guò)變質(zhì)作用而形成的巖石，如片巖（云母片巖、綠泥石片巖、滑石片巖、角閃石片巖）正變質(zhì)巖：由巖漿巖形成的變質(zhì)巖。如花崗片麻巖。副變質(zhì)巖：由沉積巖形成的變質(zhì)巖。如大理巖、板巖、石英巖、千枚巖等。變質(zhì)巖的特性一般來(lái)說(shuō)，變質(zhì)巖的變質(zhì)程度越高，礦物重新結(jié)晶越好，結(jié)構(gòu)越緊密，堅(jiān)固性就越好。在浙江的變質(zhì)巖在浙江的變質(zhì)巖主要是石英巖，在長(zhǎng)興、安吉有大型的石英礦。由于風(fēng)化、流水和風(fēng)等各種地質(zhì)因素作用的結(jié)果，形成各種堆積物，這些堆積物尚未硬結(jié)成巖，一般統(tǒng)稱為松散沉積物。巖石的結(jié)構(gòu)是指巖石中礦物的結(jié)晶程度、晶粒大小和形狀等巖石內(nèi)部結(jié)合的特征。

巖石的構(gòu)造是指巖石中礦物的排列和相互配置的關(guān)系在外貌上的特征。（二）與爆破有關(guān)的地質(zhì)作用1、地下水存在于巖石或土的孔隙、裂隙或空洞中的水蒸汽、液態(tài)水及固態(tài)水統(tǒng)稱為地下水。上層滯水地下水（埋藏條件不同）

潛水自流水1）上層滯水是存在于包氣帶中局部隔水層之上的重力水。2）潛水地表以下（飽水帶中），第一個(gè)具有自由表面的穩(wěn)定含水層中的重力水。自由表面：即沒有隔水頂板限制，與大氣直接相通。3）自流水也即承壓水，充滿于兩個(gè)隔水層（弱透水層）之間的含水層中的水。2、巖溶巖溶指可溶性巖層（如石灰?guī)r、白云巖等）被水溶蝕而形成的各種洞穴及各種奇觀的空洞自然形態(tài)。在爆破施工中，巖溶有可能使爆破能量消失于地下而達(dá)不到預(yù)期的爆破效果，或者溶面本身就是巖體破壞最好的自由面，從而改變預(yù)期爆破漏斗的形成、影響爆破范圍的大小，或者由于巖溶的發(fā)育，使整個(gè)爆破區(qū)域內(nèi)的巖體處于不穩(wěn)定臨界狀態(tài)，在爆破作用下產(chǎn)生地盤陷落、崩塌、地下水滲漏或涌水等現(xiàn)象。溶洞對(duì)爆破作用的影響1）改變抵抗線的方向，使土石方量朝著溶洞的薄弱方向沖出而改變了設(shè)計(jì)拋擲方向和拋擲方量，如圖所示，2）引起沖炮，造成爆破安全事故，如圖所示。3）降低爆破威力，影響爆破效果。4）影響爆破巖石的塊度，造成爆破不均，有的地方炸得很碎，有的出現(xiàn)大塊或沒有松動(dòng)。5）影響爆破施工，造成施工安全事故，如巖溶水的危害、開挖坑洞的崩塌、陷落現(xiàn)象。溶洞對(duì)爆破的影響6）影響爆破后邊坡的穩(wěn)定，據(jù)調(diào)查，處于巖溶的工點(diǎn)有三分之二都有不同程度的危害。溶洞對(duì)爆破的影響3、崩塌崩塌是指在陡峻斜坡上巨大巖塊突然發(fā)生崩落的現(xiàn)象，崩落時(shí)巖塊傾倒翻轉(zhuǎn)，互相撞擊破碎堆積在破腳下，當(dāng)在構(gòu)造節(jié)理發(fā)育、巖石比較破碎地帶進(jìn)行硐室爆破時(shí)，很容易形成崩塌。4、滑坡滑坡是指斜坡上的巖土在重力作用下，失去了原有的穩(wěn)定狀態(tài)，沿著一定的滑動(dòng)面向下作整體性緩慢滑動(dòng)的現(xiàn)象。爆破時(shí)，若巖體存在軟弱結(jié)構(gòu)面，由于爆破的振動(dòng)作用，巖體層間的黏結(jié)力被破壞，便可能發(fā)生滑坡。（三）巖石的主要物理力學(xué)特性巖石的主要物理力學(xué)特性包括巖石的密度、孔隙率、含水率、風(fēng)化程度、波阻抗、可爆性等，具體含義如下：（1）密度：?jiǎn)挝惑w積的巖石質(zhì)量；一般巖石密度為1400~3000kg/m3。密度與容重是有區(qū)別的。容重也稱為重度，指單位容積內(nèi)物體的重量，常用于工程上指一立方的重量，如單位體積土體的重量。容重=密度*g=kg/m3*g,單位是牛/立方米（N/m3）幾種常見巖石的指標(biāo)

巖石種類密度重度

砂巖2000～2600kg/m32.6～2.75kg/m3

頁(yè)巖2000～2400kg/m32.57～2.77kg/m3

石灰?guī)r2200～2600kg/m32.48～2.85kg/m3

凝灰?guī)r2500～3300kg/m3

花崗巖2630～3300kg/m3

褐煤1200～1400kg/m3

無(wú)煙煤1300～1500kg/m3（2）孔隙率：巖石中空隙體積與巖石所占總體積之比；常見的孔隙率一般在0.1%~30%之間。隨著孔隙率的增加，巖石中沖擊波和應(yīng)力波的傳播速度降低。巖石的孔隙度增大，使巖石的整體性削弱，使巖石的密度、強(qiáng)度降低，使透水性增大，風(fēng)化速度加快，并導(dǎo)致力學(xué)強(qiáng)度降低。巖石中的裂隙分為原生裂隙、構(gòu)造裂隙、次生裂隙三種。

（3）含水率：巖石中水的含量與巖石顆粒質(zhì)量之比；含水率增加，巖石的抗剪能力降低，巖石承載力減少，變形增大；含水率減少，巖石的抗剪能力增大，巖石承載力增加，變形減少。（4）風(fēng)化程度：巖石在地質(zhì)內(nèi)應(yīng)力和外力作用下發(fā)生破壞、疏松的程度；巖石的風(fēng)化程度可分為未風(fēng)化（新鮮巖石）、微風(fēng)化、弱風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化和全風(fēng)化。

一般來(lái)說(shuō)，風(fēng)化程度越高，巖石的孔隙率和變形性增大，巖石的強(qiáng)度和彈性性能就越低，從爆破的角度來(lái)說(shuō)，就是破巖越容易。（5）波阻抗：巖石中縱波波速與巖石密度的乘積，它反映縱波傳播的阻尼作用；巖石的這一性質(zhì)與炸藥爆炸后傳給巖石的總能量及這一能量傳遞給巖石的效率有直接關(guān)系。通常認(rèn)為選用的炸藥波阻抗若與巖石波阻抗相匹配（接近一致），就能較好的爆破效果。（6）硬度：巖石抵抗工具侵入的能力；（7）堅(jiān)固性系數(shù)：巖石抵抗外力擠壓破壞的比例系數(shù)；以前常用普氏系數(shù)（符號(hào)f）表示；（8）可鉆性：在巖石中鉆鑿炮孔的難易程度；（9）可爆性：巖石在爆炸能量作用下發(fā)生破碎的難易程度

（四）巖石分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)土巖類別劃分執(zhí)行《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50218）和《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001），不再使用普氏系數(shù)。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，巖石分為極軟巖、軟質(zhì)巖（軟巖、較軟巖）、硬質(zhì)巖（較硬巖、堅(jiān)硬巖）三類。二、爆破地質(zhì)對(duì)爆破效果的影響

（一）爆破效果描述爆破效果就是實(shí)施爆破后，使爆體形成的破壞形態(tài)、塊度、對(duì)周圍環(huán)境影響的綜合結(jié)果。評(píng)價(jià)一次爆破效果的好壞，主要是評(píng)價(jià)該爆破效果與實(shí)施前的預(yù)期效果是否相符。由于爆區(qū)周圍環(huán)境的不同，對(duì)爆破對(duì)象處理的方法不同，對(duì)爆破效果的控制也不同。通常情況下，爆破效果的好壞可以從以下四方面進(jìn)行描述。

1、爆破塊度爆破塊度是指介質(zhì)在爆破后形成的一定形狀和尺寸的塊體。通過(guò)對(duì)爆破對(duì)象的了解，確定合理的孔網(wǎng)參數(shù)（或藥包布置）、裝藥結(jié)構(gòu)、起爆方式，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的大塊率、塊度級(jí)配或塊度大小與形狀。2、爆堆形態(tài)爆堆形態(tài)指介質(zhì)在爆破后堆積的狀態(tài)。根據(jù)爆破對(duì)象的形態(tài)和條件，以合理的爆破設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)爆堆的形態(tài)符合施工要求，如爆堆適宜裝載，拋擲體堆積位置和拋擲體積大小得到控制。3、爆破效果指爆破后呈現(xiàn)的最終結(jié)果。如塊度級(jí)配符合要求，邊坡穩(wěn)定，開挖面平整，淤泥被擠出某區(qū)域，爆堆集中，定向準(zhǔn)確等等。4、爆破危害效應(yīng)是指爆炸產(chǎn)生的爆破地震波、空氣沖擊波、飛散物、毒氣等對(duì)周圍人員、建筑、設(shè)施等造成的危害程度。根據(jù)爆區(qū)周圍的環(huán)境條件和爆破對(duì)象的現(xiàn)狀，以合理的爆破參數(shù)和警戒不知確保人身、財(cái)產(chǎn)、建筑物、構(gòu)筑物的絕對(duì)安全。每次爆破不一定全部實(shí)現(xiàn)以上四種爆破效果的控制，但往往一次爆破需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)幾種控制目標(biāo)。

（二）地質(zhì)條件對(duì)爆破效果的影響大家知道，巖石的基本性質(zhì)決定了開挖巖石的方法，也決定了巖石的可鉆性和可爆性。在進(jìn)行具體的爆破設(shè)計(jì)時(shí)，爆破參數(shù)的選取也與巖性有密切的關(guān)系。大量的工程實(shí)踐表明，除巖性與爆破有關(guān)外，地形、地質(zhì)條件對(duì)藥包布置和爆破效果的影響也不容忽視，有時(shí)甚至是爆破成敗的關(guān)鍵。1、結(jié)構(gòu)面對(duì)爆破的影響巖土工程爆破時(shí)，除炸碎孤石、大塊的二次該炮及規(guī)模不大的淺孔爆破等是在單一的巖層（巖石）中進(jìn)行外，大多數(shù)爆破的藥包是布置在地殼的巖體中。巖體是非連續(xù)介質(zhì)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)體，他是由巖石介質(zhì)構(gòu)成并受到多種地質(zhì)結(jié)構(gòu)面切割而成的。

因此，結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體（巖石）是構(gòu)成巖體結(jié)構(gòu)的兩個(gè)基本要素。

地質(zhì)結(jié)構(gòu)面主要包括：斷層、層理、節(jié)理和片理。根據(jù)結(jié)構(gòu)面的形成原因，可分成如下三種類型：

原生結(jié)構(gòu)面：在巖石形成過(guò)程中產(chǎn)生。構(gòu)造結(jié)構(gòu)面：在地殼運(yùn)動(dòng)中由構(gòu)造應(yīng)力的作用而產(chǎn)生。次生結(jié)構(gòu)面：巖體受卸荷、風(fēng)化、地下水

等次生作用所形成。原生結(jié)構(gòu)面：如沉積巖的層理、層面、不整合面、沉積軟弱夾層；巖漿巖的流動(dòng)面、原生裂隙、侵入巖與圍巖的接觸面等；變質(zhì)巖中的片理、板理、片麻理、混合巖層面等。構(gòu)造結(jié)構(gòu)面：如斷層、裂隙和劈理等。次生結(jié)構(gòu)面：風(fēng)化裂隙、卸荷裂隙、爆破裂隙等。

在爆破工程中，結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度和形狀對(duì)單位炸藥消耗量和爆破安全起決定性作用。地質(zhì)構(gòu)造可歸納為褶皺和斷裂兩大類型1）褶皺構(gòu)造褶皺的形態(tài)基本上分為背斜和向斜兩種。

褶皺示意圖巖石中面狀構(gòu)造(如層理、劈理或片理等)形成的彎曲，單個(gè)的彎曲也稱褶曲。褶皺的面向上彎曲，兩側(cè)相背傾斜，稱為背形；褶皺的面向下彎曲，兩側(cè)相向傾斜，稱為向形。如組成褶皺的各巖層間的時(shí)代順序清楚，則較老巖層位于核心的褶皺稱為背斜；較新巖層位于核心的褶皺稱為向斜。正常情況下，背斜成背形，向斜成向形。但在特殊情況下也會(huì)出現(xiàn)相反的情況。褶皺2）、斷裂構(gòu)造顧名思義，斷裂是指巖層被斷錯(cuò)或發(fā)生裂開。據(jù)其發(fā)育的程度和兩側(cè)的巖層相對(duì)位錯(cuò)的情況把斷裂分為三類。一類叫劈理，是微細(xì)的斷裂變動(dòng)，還沒有明顯破壞巖石的連續(xù)性。最常見的劈理是在褶曲的核部發(fā)育的軸面劈理，常呈扇形（以褶皺軸面為對(duì)稱軸）。第二類稱節(jié)理，是巖層發(fā)生了裂開但兩盤巖石沒有發(fā)生明顯的相對(duì)位移的斷裂變動(dòng)。按其形成的力學(xué)性質(zhì)，節(jié)理可分為張節(jié)理和剪切節(jié)理。節(jié)理常成組出現(xiàn)，如“X”-形的共軛節(jié)理。節(jié)理一般是閉合的,裂隙一般是有張開度的。共軛節(jié)理柱狀節(jié)理第三類是斷層，如果斷裂兩盤的巖石已發(fā)生了明顯的相對(duì)位移，則稱斷層，是最重要的一類斷裂。按兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向，斷層可分為基本的三類；正斷層、逆斷層和平推斷層。斷層的類型正斷層上盤下降正斷層形成動(dòng)畫爆破工程地質(zhì)逆斷層上盤上升逆斷層形成動(dòng)畫爆破工程地質(zhì)平移斷層水平錯(cuò)動(dòng)平移斷層形成動(dòng)畫爆破工程地質(zhì)斷層使巖層或礦體遭受切割、破壞，甚至錯(cuò)失，出現(xiàn)破碎層帶，這會(huì)破壞露天礦邊坡穩(wěn)定性，也會(huì)給地下開采帶來(lái)困難。

原生結(jié)構(gòu)面

1）：層理（層面）在巖石形成過(guò)程中產(chǎn)生的，由物質(zhì)成分、顆粒大小、顏色、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等的差異而表現(xiàn)出的巖石成層構(gòu)造。巖石層之間的分割面稱為層理面。相鄰兩個(gè)層理面的垂直距離為巖層的厚度。一般厚幾厘米至幾米，其橫向延伸可以是幾厘米至數(shù)千米。水平巖層陡傾巖層直立巖層2）不整合面如果一個(gè)地區(qū)沉積了一套巖層，之后有上升露出水面并遭受剝蝕，造成長(zhǎng)時(shí)間的沉積間斷，然后再重新下降接受沉積，即在先后沉積的地層之間缺失了某一時(shí)期的地層，造成上、下地層時(shí)代的不連續(xù)。上、下地層之間的這種接觸關(guān)系稱為不整合接觸。不整合接觸的上、下地層之間隔著一個(gè)大陸剝蝕面，這個(gè)面就叫不整合面。不整合面巖石結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀三要素產(chǎn)狀：是指地質(zhì)體在地殼中的空間分布位置和產(chǎn)出狀態(tài)。通常用走向、傾向、傾角三個(gè)要素來(lái)表示。走向：巖層的延伸方向傾向：巖層的傾斜方向傾角：巖層的傾斜程度斷層對(duì)爆破效果的影響斷層對(duì)爆破效果的影響層對(duì)爆破來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)面的影響將更為顯著。結(jié)構(gòu)面對(duì)爆破的影響可歸納為五種作用：（1）應(yīng)力集中作用。由于軟弱帶或軟弱面的存在，使巖石的連續(xù)性遭到破壞。當(dāng)巖石受力時(shí)，巖石便從強(qiáng)度最小的軟弱帶或軟弱面處首先裂開，在裂開的過(guò)程中，在裂縫尖端發(fā)生應(yīng)力集中，特別是巖石在爆破應(yīng)力作用下的爆破是瞬時(shí)的，來(lái)不及進(jìn)行熱交換且處于脆性狀態(tài)，結(jié)果使應(yīng)力集中現(xiàn)象更加突出。因此，在巖石中軟弱面較發(fā)育的部位，其單位炸藥消耗量應(yīng)相應(yīng)降低。（2）應(yīng)力波的反射增強(qiáng)作用。當(dāng)應(yīng)力波傳至軟弱帶的界面處時(shí)發(fā)生反射，反射回去的波與隨后繼續(xù)傳來(lái)的波相疊加，當(dāng)相位相同時(shí)，應(yīng)力波便會(huì)增強(qiáng)，使軟弱帶迎波一側(cè)巖石的破壞加劇。對(duì)于張開的軟弱面，這種作用亦較明顯。軟弱帶和軟弱面對(duì)爆破效果的影響問題，應(yīng)視爆破規(guī)模區(qū)別對(duì)待，對(duì)于小規(guī)模的藥包爆破，不大的裂隙面即可影響其效果，對(duì)于大規(guī)模的群藥包爆破，小的斷層破碎帶對(duì)其影響不顯著。（3）能量吸收作用。由于界面的反射作用和軟弱帶介質(zhì)的壓縮面形與破裂，使軟弱帶背波側(cè)應(yīng)力波因能量被吸收而減弱，它與反射增強(qiáng)作用同時(shí)產(chǎn)生。因此，軟弱帶可保護(hù)其背波側(cè)的巖石，使其破壞減輕。同樣，空氣充填的張開裂隙也有吸收能量的作用。

（4）泄能作用。當(dāng)軟弱帶或軟弱面穿過(guò)爆源通向自由面（工程上也有叫臨空面）由爆源到自由面之間軟弱帶或軟弱面的長(zhǎng)度小于爆破藥包最小抵抗線的某個(gè)倍數(shù)時(shí)，裝藥的能量便可以“沖炮”或以其他形式泄出，使爆破效果明顯降低。在爆破作用范圍以內(nèi)，如果有大溶洞存在，亦會(huì)發(fā)生泄能作用。（5）楔入作用。在高溫高壓爆炸氣體的膨脹作用下，爆炸氣體沿巖體軟弱帶高速侵入時(shí)，將使巖體沿軟弱帶發(fā)生楔形塊裂破壞。2、地形對(duì)爆破的影響地形條件是影響爆破效果的重要因素。地形條件就是爆破區(qū)的地面坡度起伏、自由面的形狀和數(shù)目、山體高低、沖溝分布等地形特征。不同地形條件下要因地制宜地進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，利用好可以節(jié)省爆破成本，有效控制爆破拋擲方向，反之易造成安全事故。多個(gè)自由面會(huì)增加巖石的破壞范圍和效果，自由面數(shù)目與爆破單位體積巖石的單耗藥量成反比。

松動(dòng)爆破與加強(qiáng)松動(dòng)爆破，在陡坡懸崖及多面臨空的地形條件下，經(jīng)濟(jì)效果更為顯著，炸藥單耗通常為0.3～0.6kg/m3。平坦地面的拋擲爆破，一般單耗為1.5～2.0kg/m3。在斜坡地面上進(jìn)行拋擲爆破時(shí)，往往要求將巖塊拋出爆破漏斗或路塹境界以外，以降低山體高度和減少裝運(yùn)工程量。這類爆破的炸藥單耗通常為0.8～1.5kg/m3。其拋擲百分率與地形有關(guān)，地形坡度愈陡，拋擲率愈高，最大可達(dá)70%～80%左右。深孔爆破和條形藥包硐室爆破設(shè)計(jì)中，第一排藥包的布置和裝藥結(jié)構(gòu)必須根據(jù)地形的變化加以調(diào)整。在爆區(qū)天然地形不利于達(dá)到需要的爆破目的時(shí)，改造地形是爆破設(shè)計(jì)中的重要措施之一。在改造地形時(shí)，必須注意輔助藥包開創(chuàng)的臨空面應(yīng)能準(zhǔn)確引導(dǎo)后面主藥包的拋擲方向，否則會(huì)影響爆破效果。3、地下水對(duì)爆破的影響在硐室爆破中地下水對(duì)爆破的影響主要是對(duì)爆破前的導(dǎo)硐、藥室開挖、裝藥、填塞等施工條件有直接影響。如果導(dǎo)峒、藥室處在地下水位以下，對(duì)藥包的有效防水措施應(yīng)特別注意，否則將造成盲炮或影響爆破效果。對(duì)地下水發(fā)育地區(qū)，應(yīng)該采用防水炸藥，或在藥室設(shè)計(jì)時(shí)采取有效的排水措施，消除地下水的危害性。在鉆孔爆破中地下水對(duì)爆破的影響主要是對(duì)鉆孔和裝藥、填塞作業(yè)的影響。當(dāng)鉆孔達(dá)到地下水位以下時(shí)，孔內(nèi)滲水使得鑿巖巖屑不易吹出孔外，容易發(fā)生卡鉆。在裝藥過(guò)程中，如孔內(nèi)有水，即使裝入防水炸藥，也會(huì)因水的浮力使藥卷難以沉入孔底，有時(shí)裝入的藥卷會(huì)因脫節(jié)不連續(xù)而發(fā)生拒爆，影響爆破效果，造成安全隱患。在填塞炮孔時(shí)若孔口滿水，回填的砂土粒不能及時(shí)下沉，使得孔口填塞不嚴(yán)實(shí)常會(huì)發(fā)生沖炮，減弱爆破作用力。在這種情況下，及時(shí)排水和采取有效的裝藥、填塞措施是十分必要的。如下圖所示，在不同的臺(tái)階進(jìn)行鉆孔爆破時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)各臺(tái)階炮孔內(nèi)水位的情況是不一樣的。第一個(gè)臺(tái)階的炮孔孔底有不同深度的水，第二臺(tái)階的炮孔水很少甚至是無(wú)水，在最下面的地層中的炮孔將滿水。（三）構(gòu)件材料的差異對(duì)爆破效果的影響1、材料的種類及其物理、力學(xué)性質(zhì)的影響對(duì)于磚、石、混凝土和鋼筋混凝土來(lái)說(shuō)，不僅它們之間的物理、力學(xué)性質(zhì)各不相同，即使是同一種材料也有很大的差異。以混凝土為例，由于組分、配比、生產(chǎn)工藝不同，其標(biāo)號(hào)也不相同，抗壓強(qiáng)度有時(shí)相差一個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，使用同樣的藥量，爆破效果也會(huì)明顯不同。

2、材料非均質(zhì)性的影響同一種材料各處密度并不完全相同。尤其是磚砌體的砌縫、混凝土的蜂窩麻面易造成爆炸氣體泄漏，使藥孔內(nèi)的爆炸壓力降低，甚至改變最小抵抗線方向，影響爆破效果。第二節(jié)爆破作用炸藥在巖土等介質(zhì)內(nèi)爆炸時(shí)，對(duì)周圍介質(zhì)的作用稱為爆破作用。由于介質(zhì)的非均質(zhì)性、爆炸反應(yīng)的特殊性（高溫、高壓、高速）和爆炸過(guò)程的瞬發(fā)性、復(fù)雜性、模糊性等多因素的影響；爆破介質(zhì)破碎過(guò)程是非常復(fù)雜的。人們對(duì)爆破破壞機(jī)理仍然不是十分了解，只能通過(guò)一些實(shí)驗(yàn)對(duì)爆破現(xiàn)象進(jìn)行解釋。用爆破方法破碎巖石的特征實(shí)驗(yàn)法長(zhǎng)桿現(xiàn)象1、臨近炸藥端石桿被粉碎再遠(yuǎn)裂隙；2、遠(yuǎn)離炸藥端石桿被破壞成塊，愈近炸藥端破塊愈大；3、中間石桿無(wú)明顯變形，只有彈性變形（震動(dòng)區(qū)）4、藥量不同，各區(qū)范圍不同，當(dāng)藥量增大到一定程度后，粉碎、裂隙、片落三區(qū)擴(kuò)大，而震動(dòng)區(qū)不存在。（四）、現(xiàn)場(chǎng)條件下球形內(nèi)部藥包爆破試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)在藥量相等的情況下因藥包離地面（自由面）距離不同，爆破的效果各不相同

最小抵抗線變小，片落區(qū)（爆破漏斗）越來(lái)越大。一、爆破作用的基本原理（一）爆破作用的破壞機(jī)理裝藥在巖土等固體介質(zhì)中爆炸后，瞬間爆炸氣體壓力可達(dá)104～105MPa的量級(jí)，在形成高溫高壓爆轟氣體的同時(shí)還產(chǎn)生爆炸沖擊波，沖擊波在固體介質(zhì)內(nèi)自爆源向四周傳播過(guò)程中，強(qiáng)度逐漸衰減變?yōu)閼?yīng)力波，進(jìn)一步衰減后變?yōu)榈卣鸩ㄖ敝料?，如?-1（二）炸藥在介質(zhì)內(nèi)部的爆炸作用假設(shè)介質(zhì)為均質(zhì)（各向同性），當(dāng)炸藥置于無(wú)限均質(zhì)介質(zhì)中爆炸時(shí)（炸藥埋置很深或炸藥量很少，爆后地表無(wú)破壞現(xiàn)象），在巖石中將形成以炸藥為中心的由近及遠(yuǎn)的不同破壞區(qū)域，分別稱為粉碎區(qū)、裂隙區(qū)及彈性振動(dòng)區(qū)（圖5-2）。

1、粉碎區(qū)炸藥爆炸后形成的壓力高達(dá)幾萬(wàn)MPa、溫度達(dá)3000℃以上，高溫、高壓爆炸氣體迅速膨脹作用在孔壁上，將巖石粉碎成微細(xì)的顆粒，把原來(lái)的炮孔擴(kuò)大成空腔，稱為粉碎區(qū)。如果巖石是可塑性的（如軟巖和硬土），就會(huì)被壓縮形成空腔；如果巖石是彈脆性的，就會(huì)被粉碎形成壓碎區(qū)。

在壓碎區(qū)范圍內(nèi)，由于巖石遭受到壓縮或粉碎性破壞，能量消耗很大，爆破作用力急劇減小，其半徑一般不超過(guò)藥包半徑的4～7倍。粉碎區(qū)對(duì)實(shí)際施工的指導(dǎo)作用：

一些學(xué)者的理論研究表明：對(duì)于球形裝藥，粉碎區(qū)半徑一般是藥包半徑的（1.28～1.75）倍；對(duì)于柱形裝藥，粉碎區(qū)半徑一般是藥包半徑的（1.65～3.05）倍。雖然粉碎區(qū)的范圍不大，但由于巖石遭到強(qiáng)烈粉碎，能量消耗卻很大。因此，爆破巖石時(shí)，應(yīng)盡量避免形成粉碎區(qū)。

不耦合裝藥就是為了達(dá)到避免或減少形成粉碎區(qū)而采取的有效措施。2、裂隙區(qū)（破裂區(qū)）隨著沖擊波傳播范圍的擴(kuò)大，沖擊波衰減為壓縮應(yīng)力波，其強(qiáng)度不再能直接壓碎巖石。但會(huì)使外圍巖層中產(chǎn)生徑向擴(kuò)張和切向拉伸應(yīng)變，當(dāng)切向拉伸應(yīng)變超過(guò)巖石的動(dòng)抗拉強(qiáng)度時(shí)，在外圍巖層中就會(huì)產(chǎn)生徑向裂隙；

當(dāng)切向拉伸應(yīng)力小到低于巖石的動(dòng)抗拉強(qiáng)度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生與壓縮應(yīng)力波作用方向相反的向心拉伸應(yīng)力，使巖石質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生反向的徑向移動(dòng)，當(dāng)徑向拉伸應(yīng)力超過(guò)巖石的動(dòng)抗拉強(qiáng)度時(shí)，在巖石中便會(huì)出現(xiàn)環(huán)向的裂隙；同時(shí)，徑向和切向裂隙的共同作用，還會(huì)在與徑向呈45°方向上形成剪切裂隙。巖體被割裂成塊，此區(qū)域稱為裂隙區(qū)（亦稱破裂區(qū)），其范圍大約為藥包半徑的120～150倍。一般說(shuō)來(lái)，巖體內(nèi)最初形成的裂隙是由應(yīng)力波造成的，隨后爆炸氣體滲入裂隙起著氣楔作用，并在靜壓作用下使應(yīng)力波形成的裂隙進(jìn)一步擴(kuò)大。3、振動(dòng)區(qū)在破裂區(qū)以外的區(qū)域，爆破作用力已衰減到不能使巖石的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，而只能引起巖石顆粒產(chǎn)生彈性振動(dòng)。這一區(qū)域叫做振動(dòng)區(qū)。在工程中，利用爆炸空腔（壓縮區(qū)）和壓碎區(qū)，可以開設(shè)小藥洞構(gòu)筑建筑物的爆擴(kuò)樁基礎(chǔ)以及埋設(shè)電桿的基坑等；利用裂隙區(qū)，可以松散巖石、硬土和凍土，在石井中爆破擴(kuò)大涌水量等；利用振動(dòng)區(qū)，可以勘查地質(zhì)和地下油氣、監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)爆破震動(dòng)對(duì)周圍環(huán)境的影響程度等。（三）炸藥在介質(zhì)外部的爆炸作用當(dāng)炸藥埋置很淺或炸藥量相對(duì)較大時(shí)，藥包爆破后除產(chǎn)生內(nèi)部破壞作用外，還會(huì)在地表產(chǎn)生破壞作用（地表隆起或巖石被拋離地表形成爆破漏斗），這種在地表附近產(chǎn)生的破壞作用稱為外部爆炸作用。

爆破漏斗

將球形藥包埋置在一個(gè)水平自由面下的巖石中爆破時(shí)，如果埋置深度合適，則爆破后將會(huì)在巖石中由藥包中心到自由面形成一個(gè)倒圓錐體的爆破坑，這坑就叫做爆破漏斗，如下圖所示。爆破漏斗的要素：(1)爆破漏斗半徑r。(2)最小抵抗線W。(3)漏斗破裂半徑R。(4)漏斗可見深度P。(5)漏斗張開角θ。(1)標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗，當(dāng)爆破作用指數(shù)n=1，漏斗張開角等于90°(2)加強(qiáng)拋擲爆破漏斗，1<n<3。漏斗半徑r大于最小抵抗線W，漏斗張開角也大于90°。(3)減弱拋擲爆破漏斗，0.75<n<1。漏斗半徑r小于最小抵抗線W，漏斗張開角也小于90°，也叫加強(qiáng)松動(dòng)爆破。(4)松動(dòng)爆破漏斗，0.4<n<0.75.

地表上只看到鼓包現(xiàn)象，而看不到爆破漏斗，這樣的漏斗稱為松動(dòng)爆破漏斗。1、自由面的概念自由面亦叫臨空面，通常是指被爆介質(zhì)與空氣的交界面，也是對(duì)爆破作用能產(chǎn)生影響并能使爆后介質(zhì)發(fā)生移動(dòng)的一個(gè)面。自由面的數(shù)目、自由面的大小、自由面與炮孔的夾角以及自由面的相對(duì)位置等，都對(duì)爆破作用產(chǎn)生不同程度的影響。自由面越多，爆破破碎越容易，爆破效果也越好。當(dāng)介質(zhì)性質(zhì)、炸藥品種相同時(shí)，隨著自由面的增多，炸藥單耗將明顯降低。自由面的個(gè)數(shù)對(duì)爆破效果有很大影響。

一般來(lái)說(shuō)，隨著自由面面積的增加，介質(zhì)爆破夾制作用將變小，這有利于介質(zhì)的爆破破壞。其他條件不變，炮孔與自由面的夾角愈小，爆破效果愈好。炮孔垂直于自由面時(shí)，爆破效果最差；炮孔方向平行于自由面，爆破效果最好,見圖5-3所示。

因此，施工中應(yīng)盡可能地利用臨空面以達(dá)到較好的爆破效果。能否利用巖石介質(zhì)的自重下落亦對(duì)爆破效果有影響。2、自由面影響下的破壞作用機(jī)理在臨空面附近，介質(zhì)的表面以外無(wú)約束，其抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度都比無(wú)限介質(zhì)情況小。因此，在傳播過(guò)程中已經(jīng)衰減的沖擊波，如在無(wú)限介質(zhì)中不能使介質(zhì)破壞，而在有臨空面的情況下，卻仍有可能使介質(zhì)發(fā)生破壞。這是因?yàn)樵谝欢ǚ秶鷥?nèi)，沖擊波（壓應(yīng)力波）到達(dá)臨空面反射形成反射拉伸波，并由臨空面向介質(zhì)內(nèi)部傳播。由于拉伸波的拉伸作用，在臨空面附近的介質(zhì)中便出現(xiàn)與臨空面成近似平行的裂隙，使介質(zhì)發(fā)生“片落”形成“片落漏斗”，其破壞過(guò)程如圖5-4所示。反射拉伸波向介質(zhì)內(nèi)部傳播過(guò)程中還與徑向裂隙相互作用，使平行反射波陣面的裂隙以較快的速度擴(kuò)展，裂縫貫通后，介質(zhì)內(nèi)部阻力減小，在爆炸氣體作用下，破碎的介質(zhì)從表面隆起，最后使碎塊獲得一定的加速度向外飛出，形成拋擲漏斗。從時(shí)間順序上來(lái)說(shuō)，上述巖石的爆破破壞過(guò)程可分為三個(gè)階段：第一階段為炸藥爆炸后沖擊波徑向壓縮階段。需1～2ms。第二階段為沖擊波反射引起自由面處的巖石片落。10～20ms。第三階段為爆炸氣體的膨脹。（四）爆破作用的五種破壞模式炸藥爆炸時(shí)，介質(zhì)受到多種載荷的綜合作用：沖擊波傳播引起的動(dòng)載荷；爆炸氣體形成的準(zhǔn)靜載荷和巖石移動(dòng)及瞬間應(yīng)力場(chǎng)張弛導(dǎo)致的載荷釋放。在整個(gè)爆破過(guò)程中，起主要作用的是五種破壞模式：（1）炮孔周圍巖石的壓碎作用；（2）徑向裂隙擴(kuò)展作用；（3）卸載引起的巖石內(nèi)部環(huán)狀裂隙作用；（4）反射拉伸引起的“片落”和引起徑向裂隙的延伸；（5）爆炸氣體使徑向裂隙擴(kuò)展。二、影響爆破效果的主要因素要想達(dá)到預(yù)期的爆破效果和進(jìn)一步改善爆破效果，就必須對(duì)影響爆破的各因素作出正確分析。我們主要可以從爆破器材和爆破對(duì)象以及兩者之間的關(guān)聯(lián)方式上進(jìn)行分析。對(duì)于石方爆破來(lái)說(shuō)這些因素主要是：炸藥性能和裝藥結(jié)構(gòu)；爆破方法、爆破參數(shù)與爆破工藝；巖石的性質(zhì)與構(gòu)造。一、炸藥性能的影響炸藥是爆炸的能源，是影響爆破效果的重要因素。

在炸藥的各種性能中（包括物理性能、化學(xué)性能和爆炸性能），直接影響爆破效果的主要因素是炸藥密度、爆熱和爆速。1、炸藥性能參數(shù)的影響（1）炸藥爆速：炸藥爆速即爆轟波在炸藥內(nèi)部傳播的速度。爆速越大炸藥的爆轟壓力越大，作用在孔壁上的爆壓也越大，對(duì)巖石的脹裂、推移、拋擲作用也越強(qiáng)烈。（2）爆炸壓力：又稱炮孔壓力。爆炸壓力越高，說(shuō)明爆轟氣體產(chǎn)物中含的能量越大，對(duì)巖石的脹裂、推移和拋擲的作用越強(qiáng)。（3）爆轟氣體產(chǎn)物的體積：爆轟氣體產(chǎn)物的體積越大，對(duì)巖石的鼓脹、拋擲能力越大。（4）裝藥密度：裝藥密度的大小影響炸藥的爆速，從而影響炸藥能量的發(fā)揮。2、提高炸藥能量利用率炸藥在巖體中爆炸時(shí)所釋放出的能量中，用于破碎巖石的能量只占炸藥釋放能量的極小部分，大部分能量都消耗在作無(wú)用功上。因此，提高炸藥爆炸能量利用率是有效破碎巖石、改善爆破效果和提高經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。在工程爆破中，造成巖石的過(guò)度粉碎、產(chǎn)生強(qiáng)烈的拋擲、形成強(qiáng)大爆破地震波、空氣沖擊波、噪聲和爆破飛石均屬無(wú)益消耗的爆炸功。因此，必須根據(jù)爆破工程的要求，采取有效措施來(lái)提高炸藥爆炸能量的利用率。這些措施包括根據(jù)巖石性質(zhì)來(lái)合理選擇炸藥的品種、合理確定爆破參數(shù)、選擇合理的裝藥結(jié)構(gòu)和藥包的起爆順序以及保證填塞質(zhì)量等等。（二）裝藥結(jié)構(gòu)的影響裝藥結(jié)構(gòu)是指炸藥裝入炮孔內(nèi)的集中程度、與孔壁的耦合情況、以及藥包相對(duì)炮孔位置的幾何關(guān)系，即裝藥在炮孔內(nèi)的安置方式。不同裝藥結(jié)構(gòu)可以改變炸藥的爆炸性能，從而引起爆破作用的變化。（1）藥包幾何形狀用于爆破而具有一定形狀和一定重量的炸藥叫做藥包，又叫裝藥。常用的藥包有集中藥包和延長(zhǎng)藥包兩類。

延長(zhǎng)藥包是相對(duì)集中藥包而言的，當(dāng)藥包的長(zhǎng)度與它的橫截面的直徑(或方形截面的邊長(zhǎng))之比值大于某一值時(shí)，就叫做延長(zhǎng)藥包，比值一般為15～20。集中藥包又名球形藥包，其直徑與長(zhǎng)度的尺寸相差不大，一般不超過(guò)六倍。（2）延長(zhǎng)藥包的裝藥結(jié)構(gòu)主要包括連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)和不連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，不連續(xù)裝藥又分為軸向間隔裝藥和徑向間隔裝藥。軸向間隔裝藥有：分段裝藥結(jié)構(gòu)：在裝藥段分為若干段，用空氣、巖粉或水隔開?？椎组g隔裝藥結(jié)構(gòu)：為保護(hù)底板不受破壞，用空氣、水或柔性材料間隔。徑向間隔裝藥結(jié)構(gòu)：不耦合裝藥結(jié)構(gòu)：炮孔直徑與藥卷直徑之比為不耦合系數(shù)，一般為2~5。

還有一種是混合裝藥結(jié)構(gòu)：一般為孔底裝高威力炸藥，上部裝普通炸藥。一般深孔爆破采用耦合裝藥結(jié)構(gòu)，光面爆破、預(yù)裂爆破、保護(hù)孔壁或邊坡工程等采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)或分段間隔裝藥結(jié)構(gòu)。

炸藥與孔壁完全接觸，稱為耦合裝藥結(jié)構(gòu)；如不完全接觸則稱為不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，不耦合程度用不耦合系數(shù)來(lái)表示，通常把炮孔直徑與裝藥直徑的比值稱為裝藥的不耦合系數(shù)，該系數(shù)一般大于等于1。裝藥結(jié)構(gòu)圖見5-5圖5-5裝藥結(jié)構(gòu)示意圖（a）—偶合裝藥；(b)—不偶合裝藥；(c)—正向連續(xù)裝藥；(d)—正向空氣間隔裝藥；（e）—反向連續(xù)裝藥1—炸藥；2—炮眼壁；3—藥卷；4—雷管；5—炮泥；6—腳線；7—竹條；8—綁繩不耦合裝藥結(jié)構(gòu)或分段間隔裝藥結(jié)構(gòu)可以起到減弱爆炸壓力對(duì)孔壁的破壞、增加用于拋擲或破碎介質(zhì)的爆炸能量、延長(zhǎng)爆破作用時(shí)間、提高炸藥能量的有效利用率、降低炸藥消耗量的作用、增強(qiáng)或改善爆破效果的目的。（三）爆破參數(shù)的影響爆破參數(shù)主要是指單位炸藥消耗量（簡(jiǎn)稱炸藥單耗）、裝藥量、孔網(wǎng)參數(shù)（孔距、排距、孔深、傾角等）、最小抵抗線等。

爆破參數(shù)確定得是否合理將直接影響爆破效果，炸藥單耗是最重要的一個(gè)參數(shù)。

需要指出的是，當(dāng)炸藥單耗和裝藥量確定以后，藥包間距與最小抵抗線之間的比值（也稱為炮孔密集系數(shù)）就有著非常重要的作用。炮孔密集系數(shù)過(guò)小，爆破時(shí)巖體容易沿炮孔連線方向產(chǎn)生破裂，而最小抵抗線方向的巖石卻得不到充分破碎，從而產(chǎn)生大塊，甚至造成欠挖，出現(xiàn)巖坎（或根底）；炮孔密集系數(shù)過(guò)大時(shí)，則可能使炮孔之間的巖石爆不下來(lái)，出現(xiàn)巖坎。因此，爆破參數(shù)一定要根據(jù)工程爆破的要求和環(huán)境條件，慎重確定。

（四）爆破條件與爆破工藝的影響爆破條件與爆破工藝是指裝藥、填塞的施工、自由面的利用、延時(shí)間隔的選擇和起爆點(diǎn)位置的確定等。1、裝藥施工：裝藥時(shí)，起爆藥包重量是否足夠、炸藥是否裝到預(yù)定位置、是否連續(xù)，都對(duì)爆破效果產(chǎn)生重要影響。2、填塞施工：填塞時(shí)，填塞材料的質(zhì)量、填塞長(zhǎng)度和填塞質(zhì)量是否滿足設(shè)計(jì)要求等都對(duì)爆破效果產(chǎn)生重要影響。填塞作用在于：

（1）阻止爆轟氣體過(guò)早逸散，使炮孔在相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持高壓狀態(tài)，能有效地提高爆破作用效果。（2）良好的填塞加強(qiáng)了對(duì)炮孔中炸藥爆轟時(shí)的約束作用，降低了爆炸氣體逸出自由面的壓力和溫度，提高了炸藥的熱效率，使更多的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功。（3）在有沼氣的工作面內(nèi)，填塞還能阻止灼熱固體顆粒（例如雷管殼碎片等）從炮孔內(nèi)飛出的作用，有利于安全。3、自由面的利用自由面的多少對(duì)爆破效果有著重要影響，臨空面越多，材料受到的約束力就越小，要求同樣的爆破效果，則需要的藥量也越少。實(shí)踐表明，爆破具有五個(gè)臨空面的構(gòu)件與爆破只有一個(gè)臨空面的構(gòu)件，藥量可減少50%～70%。因此，在實(shí)際爆破中，應(yīng)盡可能地利用臨空面以達(dá)到較好的爆破效果。如果臨空較少，應(yīng)盡可能地創(chuàng)造新的臨空面。4、延時(shí)間隔的選擇不同的起爆方式對(duì)爆破效果和爆破危害效應(yīng)有較大的影響。有些爆破，如開挖溝槽、切割爆破、光面爆破和預(yù)裂爆破等，為了能充分利用多個(gè)裝藥的共同作用，達(dá)到拋擲或切割成縫的預(yù)期效果，一般要求裝藥能同時(shí)起爆。而大多數(shù)爆破工程，如拆除爆破、深孔爆破、峒室爆破等，當(dāng)采用多孔（或多藥室）和多排爆破時(shí)，為了控制一次起爆藥量，降低爆破地震效應(yīng)，減少爆破對(duì)邊坡及附近建筑物的破壞；或?yàn)榱颂岣弑芰坷寐剩纳票瀑|(zhì)量；或?yàn)榱藙?chuàng)造動(dòng)態(tài)臨空面，改善爆破條件，增強(qiáng)爆破效果；或?yàn)榱私档驼ㄋ幈▽?duì)巖石的損傷程度，提高邊坡或巷道壁面的穩(wěn)定性等，一般是采用延期爆破方式。合理選擇分段延期爆破的間隔時(shí)間，是延期爆破的核心問題。國(guó)內(nèi)外大量爆破研究與實(shí)踐表明，相鄰炮孔或排孔間微差間隔時(shí)間是一項(xiàng)重要爆破參數(shù)，它對(duì)爆破效果及生產(chǎn)成本會(huì)產(chǎn)生顯著的影響。因此可以說(shuō)，合理的微差間隔時(shí)間是有效爆破的先決條件。對(duì)于同一爆破，即使其它各項(xiàng)爆破參數(shù)都相同，其爆破效果必定隨微差間隔時(shí)間的不同而出現(xiàn)差異。實(shí)踐表明，土石爆破以毫秒雷管延時(shí)間隔為宜；拆除爆破以半秒雷管延時(shí)間隔為宜。5、起爆點(diǎn)位置的確定采用柱狀裝藥時(shí)，起爆藥包的位置決定著炸藥起爆以后，爆轟波的傳播方向。也決定了爆炸應(yīng)力波的傳播方向和爆轟氣體的作用時(shí)間，所以對(duì)爆破作用產(chǎn)生一定的影響。根據(jù)起爆藥包在炮孔中安置的位置不同，有三種不同的起爆方式：一種是起爆藥包裝于孔底，雷管的聚能穴朝向孔口，叫做反向起爆；第二種是起爆藥包裝于靠近孔口的附近，雷管聚能穴朝向孔底，稱為正向起爆；第三種是多點(diǎn)起爆，即在長(zhǎng)藥包中在孔口附近和孔底分別放置起爆藥包。實(shí)踐證明：反向起爆能提高炮孔利用率，減小巖石的塊度，降低炸藥消耗量和改善爆破作用的安全條件。我國(guó)目前深孔臺(tái)階爆破時(shí)，大多采用多點(diǎn)起爆，每孔裝兩個(gè)起爆藥包，分別置于距孔口和孔底各1/3處，可以大幅度提高爆炸能量利用率。第三節(jié)鉆孔機(jī)具爆破工程施工中最基本的一個(gè)工序就是在爆破對(duì)象（巖石或鋼筋混凝土等）中鑿出放置炸藥的炮孔。爆破工程施工常用機(jī)具主要是鉆孔機(jī)具。在鑿巖工程中，鉆孔直徑與深度的變化范圍較大，并且直接關(guān)系到鑿巖機(jī)械與工具的選擇。依據(jù)鉆孔直徑和深度，通常采用下述分類法：小直徑：≤50mm；中直徑：51～75mm；大直徑：>75mm；淺孔：≤5m；深孔：>5m。一、風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)以孔徑大小分為淺孔和深孔鉆機(jī)；以鑿巖機(jī)的支撐方式分為手持式鑿巖機(jī)、氣腿式鑿巖機(jī)、上向式鑿巖機(jī)和導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)。淺孔鉆孔機(jī)械主要用于拆除爆破、石方淺孔爆破和地下工程等。（一）手持式鑿巖機(jī)以Y26手持式鑿巖機(jī)為例，該機(jī)重量：26kg；外型尺寸：650mm×465mm×125mm；圖5-6常見手持鑿巖機(jī)（帶氣腿）其它型號(hào)的手持鑿巖機(jī)，如Y24、Y3、YOl8型號(hào)，其技術(shù)指標(biāo)可查閱有關(guān)說(shuō)明書。

（二）氣腿式鑿巖機(jī)以7655為例，該機(jī)的最大特點(diǎn)是鑿巖過(guò)程中的定向支撐和施加推力均依靠氣腿完成。其特性參數(shù)為：工作風(fēng)壓：0.55～0.65MPa；活塞的沖擊能：當(dāng)風(fēng)壓為0.5MPa時(shí)為59J；活塞沖擊頻率：35Hz（2100次/min）；轉(zhuǎn)釬扭矩：15N·m；耗氣量：60L/s（3.6m3/min）；釬尾尺寸（直徑×長(zhǎng)度）：（22.2×108）mm；外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：（627×215×200）mm；重量：24kg。該機(jī)型可鉆鑿中硬以上巖石。釬頭多采用一字形，直徑為Ф38～42mm。其他型號(hào)的同類產(chǎn)品有YT27、YT28、YT24、YT25D和YTP26等，其技術(shù)指標(biāo)可查閱有關(guān)說(shuō)明書圖5-6常見手持鑿巖機(jī)（帶氣腿）1.手把，2.柄體，3.操縱閥手柄，4.氣缸，5.消聲罩，6.機(jī)頭，7.釬卡，8.釬桿，9.氣腿，10.自動(dòng)注油器，11.入水管，12.連接螺栓

多臂臺(tái)車二、潛孔鉆機(jī)潛孔鉆機(jī)和鑿巖機(jī)一樣，都有沖擊、轉(zhuǎn)動(dòng)、排渣和推進(jìn)的鑿巖成孔過(guò)程，同屬于沖擊轉(zhuǎn)動(dòng)式鉆機(jī)。不同的是潛孔鉆機(jī)的沖擊機(jī)構(gòu)—沖擊器裝于鉆桿的前端，潛入孔底，隨鉆孔的延伸而不斷推進(jìn)。潛孔鉆機(jī)也因沖擊器潛入孔底而得名。潛孔鉆機(jī)是將沖擊鑿巖的工作機(jī)構(gòu)置于孔內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)可以減少鑿巖能量損失。潛孔鉆機(jī)通過(guò)其風(fēng)接頭，將高壓空氣輸入沖擊器，依靠機(jī)械傳動(dòng)裝置可確?？招闹鬏S輸出的扭矩傳遞給釬桿。①鉆孔時(shí)，推進(jìn)機(jī)構(gòu)5使鉆具連續(xù)推進(jìn)并將一定的軸向壓力施于孔底，使鉆頭和孔底巖石相接觸；②回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4使鉆具連續(xù)回轉(zhuǎn)；③安裝在鉆桿前端的沖擊器2，在風(fēng)壓的作用下，使活塞往返沖擊鉆頭1，完成對(duì)巖石的沖擊動(dòng)作；④壓氣從回轉(zhuǎn)供風(fēng)機(jī)構(gòu)4，經(jīng)中空鉆桿直達(dá)孔底，把破碎的巖粉從鉆桿與孔壁之間的環(huán)形空間排到孔外。潛孔鉆機(jī)工作原理潛孔式鑿巖原理的實(shí)質(zhì)是在軸向壓力的作用下，沖擊和回轉(zhuǎn)兩種破碎巖石方法的結(jié)合，其中沖擊是間斷的，回轉(zhuǎn)是連續(xù)的，所以，巖石是在沖擊力和剪切力作用下不斷地被壓碎和剪碎。實(shí)際上，對(duì)中硬以上巖石軸壓力無(wú)法使釬刃壓力巖石起到切削作用，只是防止鉆具跳動(dòng)。是沖擊作功在起主導(dǎo)作用。（1）輔助卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼繩（2）起重吊鉤（3）回轉(zhuǎn)裝置（4）鉆桿（5）送桿器（6）起落鉆架油缸（7）司機(jī)室（8）除塵系數(shù)（9）履帶行走裝置（10）機(jī)棚（11）空壓機(jī)（12）穩(wěn)車千斤頂（13）通風(fēng)機(jī)潛孔鉆機(jī)通常適用于鉆鑿直徑為80～250mm的炮孔，孔深一般不大于30m，特殊需要時(shí)孔深可達(dá)150m。潛孔鉆機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是沖擊的鑿入能量不經(jīng)鉆桿直接傳遞到鉆頭，能量損失小；沖擊器工作中以強(qiáng)力的高壓氣體方式排出孔底的鑿碎巖碴，其效果顯著，有利于提高鉆孔速度。由于沖擊器置于孔底，方向定位好，一般不會(huì)出現(xiàn)斜孔或彎孔現(xiàn)象；潛孔鉆機(jī)可以鉆鑿節(jié)理裂隙發(fā)育、破碎地層、土層和第四紀(jì)沖積層；潛孔鉆機(jī)還可以鉆鑿傾斜炮孔。（一）潛孔鉆機(jī)分類（1）按作業(yè)地點(diǎn)進(jìn)行分類用于地下巖土工程和采礦工程的潛孔鉆機(jī)多數(shù)是柱架式，沒有行走裝置。露天潛孔鉆機(jī)是一種露天使用的潛孔鉆機(jī)，鉆鑿大中直徑炮孔，多數(shù)鉆機(jī)帶有行走機(jī)構(gòu)。（2）按鑿巖孔徑進(jìn)行分類小孔徑潛孔鉆機(jī)鉆鑿孔徑一般在Ф80～114mm范圍內(nèi)。中孔徑潛孔鉆機(jī)鉆鑿的炮孔直徑在Ф127～146mm范圍內(nèi)。這類鉆機(jī)基本上用于露天爆破工程作業(yè)。大直徑潛孔鉆機(jī)鉆鑿的炮孔直徑，通常大于153mm以上，其中最大直徑達(dá)883mm。（3）按工作風(fēng)壓進(jìn)行分類普通型潛孔鉆機(jī)工作風(fēng)壓小于0.7MPa。當(dāng)使用的工作風(fēng)壓大于1.0MPa時(shí)，這種鉆機(jī)稱為高風(fēng)壓型鉆機(jī)。支架式潛孔鉆機(jī)分體式履帶風(fēng)動(dòng)潛孔鉆機(jī)一體式液壓潛孔鉆機(jī)（二）潛孔鉆具潛孔鉆具包括潛孔鉆機(jī)配套用的沖擊器、鉆頭、鉆桿等。（1）潛孔沖擊器①潛孔沖擊器分類按配氣方式，沖擊器可分為有閥沖擊器與無(wú)閥沖擊器。其中有閥沖擊器又可分為自由閥和控制閥兩種。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)沖擊器主要有三種型號(hào)：C型，其特點(diǎn)是自由閥配氣，側(cè)排氣，單次沖擊功小，沖擊頻率較高，工作風(fēng)壓為0.4～0.7MPa工作壓力；J型，自