2爆破工程.

1◎第二章爆破工程爆破——是利用工业炸药爆炸时释放的能量，使炸药周围一定范围内的土石破碎、抛掷或松动。施工中，常用爆破的方式来开挖基坑和地下建筑物所需要的空间（如水电站地下厂房、水工隧洞等），另外还可利用定向爆破技术进行筑坝。爆破示意动画2§2.1爆破基本原理一、爆破作用及爆破漏斗•⒈爆破作用圈①压缩圈②抛掷圈③松动圈④震动圈爆破作用圈爆破影响范围示意图①②③④3一、爆破作用及爆破漏斗•⒉爆破漏斗在有限介质中爆破，当药包埋设较浅，爆破后将形成以药包中心为顶点的倒圆锥型爆破坑。爆破漏斗爆破作用指数Wrn4一、爆破作用及爆破漏斗•⒋爆破类型（根据n值划分）爆破类型n＞1加强抛掷爆破常用于定向爆破筑坝、料场覆盖层剥离、渠道开挖、稳山筑路及隧洞掌子面上掏槽爆破。n＜0.33隐藏式爆破用于药壶爆破中药壶的扩爆。n＝1标准抛掷爆破仅用于爆破实验。0.75≤n＜1减弱抛掷爆破常用于基坑开挖、石料开采、建筑物拆除及隧洞掌子面崩落爆破。0.33≤n＜0.75松动爆破5二、装药量计算•⒈药包分类一般按外形(长边L与短边a的比值)，将药包分为：集中药包和延长药包。按外形分药包分类L/a≤4集中药包L/a＞4延长药包6二、装药量计算•⒉装药量计算装药量的基本计算公式是：对于标准抛掷爆破来说：KVeQ·33W3WV3·KWeQ7二、装药量计算•⒉装药量计算⑵集中药包装药量Q：)(3·nfKWeQ加强抛掷爆破标准抛掷爆破减弱抛掷爆破松动爆破3)(6.04.0nfn1)(nf3)(734nfn3)(nfn8二、装药量计算•⒉装药量计算⑵延长药包装药量Q：与临空面平行的延长药包与临空面垂直的延长药包LKWeQ2·33·216125·KheKWeQ9§2.2爆破器材与起爆方法一、炸药㈠炸药的性能指标•①威力：暴力和猛度。•②敏感度：(可分为热感度、撞击感度、摩擦感度和爆炸冲能感度)。•③爆速：一般为2000～8000m/s。•④氧平衡：零氧平衡、负氧平衡、正氧平衡。•⑤安定性：物理安定性与化学安定性。•⑥殉爆距离•⑦最佳密度10§2.2爆破器材与起爆方法㈡炸药分类工程爆破常用炸药分类分类特点品种应用范围起爆药感度高、加热、摩擦或撞击易引起爆炸主要有二硝基重氮酚、雷汞、迭氮化铅等用于制作起爆器材，如火雷管、电雷管猛炸药（单质猛炸药和混合猛炸药）爆炸威力大，破碎岩石效果好；同起爆药相比，猛炸药感度较低，使用时需用起爆药起爆。单质猛炸药有梯恩梯、黑索金、泰安、硝化甘油等；混合猛炸药有硝铵炸药、铵油炸药、铵沥蜡炸药、铵松蜡炸药、浆状炸药、水胶炸药、乳胶炸药、高威力炸药等混合猛炸药是工业爆破工程中用量最大、最基本的一类炸药；单质猛炸药是制造某种品种混合猛炸药的主要成分；黑索紧、泰安又常用作导爆索的药芯，黑索金也常用作雷管副起爆药发射药对火焰的感度极高，余火能迅速燃烧，在密闭条件下可转为爆炸常用黑火药用作导火索的药芯11§2.2爆破器材与起爆方法㈡炸药分类常用炸药主要性能及用途名称主要性能及特性用途图片梯恩梯(TNT)(三硝基甲苯)有压榨的、鳞片的和熔铸的三种。淡黄色或黄褐色，味苦，有毒，爆烟也有毒。安定性好，对冲击和摩擦的敏感性不大。块状时不易受潮，威力大。1.作雷管副起爆药。2.适于露天及水下爆破，不宜用于通风不良的隧洞爆破和地下爆破。12§2.2爆破器材与起爆方法㈡炸药分类常用炸药主要性能及用途名称主要性能及特性用途图片硝铵类炸药硝铵类炸药时以硝酸铵为主要成分的混合炸药，常用的有铵梯炸药（又分露天铵梯炸药、岩石铵梯炸药、煤矿安全铵梯炸药）、铵油炸药、铵松蜡炸药、浆状炸药、水胶炸药、乳化炸药等。浅黄或灰白色，粉末状。药质有毒，但爆烟毒气少，对热和机械作用敏感度不大，撞击摩擦不爆炸，不易点燃。易受潮，受潮后威力降低或不爆炸，长期存放易结块，能腐蚀铜、铅、铁等金属，起爆时，雷管插入药内不得超过一昼夜。应用较广。适于一般岩石爆破，也可用于隧洞或地下爆破。13§2.2爆破器材与起爆方法㈡炸药分类常用炸药主要性能及用途名称主要性能及特性用途图片黑色火药一股由硝石(75％)，硫磺(l5％)，木炭10％混合而成。带深兰黑色，颗粒坚硬明亮，对摩擦、火花、撞击均较敏感，爆速低，威力小，易受潮，但制作简便，起爆容易(不用雷管)。不能用于水中。常用于小型水利工程中的小型岩石爆破，以及用做导火线心药。14§2.2爆破器材与起爆方法㈡炸药分类常用炸药主要性能及用途名称主要性能及特性用途图片胶质炸药(硝化甘油)由硝化棉吸收硝化甘油而制成，为淡黄色半透明体的胶状物，不溶于水，可在水中爆炸，威力大。敏感度高，有毒性、粘于皮肤便可引起头痛中毒，冻结后更为敏感。受撞击摩擦或折断药包均可引起爆炸，可点燃，当储藏时间过长时，可能产生老化现象，威力降低。主要用于水下爆破。15§2.2爆破器材与起爆方法二、起爆器材•⒈火雷管16二、起爆器材•⒉电雷管§2.2爆破器材与起爆方法17§2.2爆破器材与起爆方法二、起爆器材•⒉电雷管18§2.2爆破器材与起爆方法二、起爆器材•⒊导火索导火索的药芯为黑火药19§2.2爆破器材与起爆方法二、起爆器材•⒋导爆索结构类似于导火索，但药芯为黑索金20§2.2爆破器材与起爆方法二、起爆器材•⒌导爆管21§2.2爆破器材与起爆方法二、起爆器材•⒍导爆雷管22§2.2爆破器材与起爆方法三、起爆方法㈠电力起爆瞬发电雷管起爆迟发电雷管起爆23§2.2爆破器材与起爆方法三、起爆方法㈡非电起爆•⒈火花起爆用导火索和火雷管引爆24§2.2爆破器材与起爆方法三、起爆方法㈡非电起爆•⒉导爆管起爆导爆管起爆用电雷管起爆导爆索，然后再引爆药包用导火索起爆导爆索，然后再引爆药包25§2.2爆破器材与起爆方法三、起爆方法㈡非电起爆•⒊导爆索起爆用导爆索引爆用点火管或电雷管起爆导爆索，再引爆药包用起爆药块起爆导爆索，再引爆药包26§2.2爆破器材与起爆方法四、起爆网络•⒈电力起爆网络•⒉导爆管起爆网络•⒊导爆索起爆网络•⒋延迟起爆网络•⒌其他起爆网络27§2.3爆破的基本方法爆破基本方法钻孔爆破(孔眼爆破)浅孔爆破深孔爆破洞室爆破28§2.3爆破的基本方法一、浅孔爆破孔径d＜75mm、孔深h＜5m的钻孔爆破。单排孔布置(用于一次性爆破方量较小的情况)多排孔布置(用于一次性爆破方量较大的情况)29§2.3爆破的基本方法一、浅孔爆破•⒈最小抵抗线WW=Kωd(一般情况下，d在50mm以内)30§2.3爆破的基本方法一、浅孔爆破•⒉台阶高度H和炮孔深度LH=(1.2~2.0)WL=(0.85~1.15)H31§2.3爆破的基本方法一、浅孔爆破•⒊孔距a和排距ba=(1.0~2.0)Wb=(0.8~1.0)W32§2.3爆破的基本方法一、浅孔爆破•⒋堵塞长度L1•⒌装药量QL21L1≮qaWHQ＝33§2.3爆破的基本方法二、深孔爆破孔径d≥75mm、孔深h≥5m的钻孔爆破。◆垂直深孔(钻孔速度较快。可用于各种地质条件)◆倾斜深孔(抵抗线比较均匀，爆后不易产生大块和残留根底。多用于软质岩石中。)34§2.3爆破的基本方法二、深孔爆破•⒈台阶高度H一般为6~16m。实际经验总结：当采用1～2m³电铲装渣时，台阶高度以10m为宜，最大不超过12m；当采用3～4m³电铲装渣时，台阶高度以12m为宜，最大不超过15m。•⒉钻孔直径d在建筑物基础开挖中：d≯150mm在临近建基面、设计边坡轮廓处：d≯110mm35§2.3爆破的基本方法二、深孔爆破•⒊底盘抵抗线Wd150dHDWdWd36§2.3爆破的基本方法二、深孔爆破•⒋超钻深度△H△H△H＝(0.15~0.35)Wd37§2.3爆破的基本方法二、深孔爆破•⒌孔长(炮孔深度)LLsin)HH(L38§2.3爆破的基本方法二、深孔爆破•⒍孔距a和排距bba=(1.0~2.0)Wdb=(0.8~1.0)Wd39§2.3爆破的基本方法二、深孔爆破•⒎堵塞长度L1参考式：L1≥0.75WdL1=(20~30)dL1=(0.2~0.4)L40§2.3爆破的基本方法二、深孔爆破•⒏装药量Q前排炮孔：Q＝qaWdH后排炮孔：Q＝qabH41§2.3爆破的基本方法※改善钻孔爆破效果的技术措施•①合理利用或创造临空面；•②改善装药结构(分段装药、不耦合装药)；•③优化起爆网络；•④采用微差挤压爆破；•⑤保证堵塞长度和堵塞质量。孔间微差起爆42§2.3爆破的基本方法三、洞室爆破洞室爆破是开挖体积较大的洞室作为药室的大爆破。柴石滩工程的洞室爆破43§2.3爆破的基本方法三、洞室爆破•⒈竖井布置竖井药室44§2.3爆破的基本方法三、洞室爆破•⒉平洞布置药室平洞45§2.4水利水电工程中的特殊爆破水利水电工程中常用的特殊爆破：•预裂爆破与光面爆破•定向爆破•岩塞爆破•拆除爆破46§2.4水利水电工程中的特殊爆破一、预裂爆破与光面爆破(边线控制爆破)边线控制爆破：是为保护保留区岩体或围岩表面的特殊爆破法（即：保护设计边界以外的岩体不受破坏，并获得平整的开挖轮廓）。边线控制爆破的开挖要求：一方面，要求爆破开挖的边界尽量与设计的轮廓相符合，不要出现超挖或欠挖；另一方面，要求开挖边界上保留的岩体尽量保持完整无损。47§2.4水利水电工程中的特殊爆破一、预裂爆破与光面爆破(边线控制爆破)㈠预裂爆破预裂缝48§2.4水利水电工程中的特殊爆破一、预裂爆破与光面爆破(边线控制爆破)㈠预裂爆破•⒈概念：它是在开挖区未进行大量爆破前，首先起爆布置在设计轮廓线上的预裂爆破孔药包，炸出一条沿设计轮廓线的贯穿裂缝面(一般＞1cm)，把开挖区和保留区岩体分开，再在概人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖区的爆破，以保证保留区岩体免遭破坏。预裂爆破49§2.4水利水电工程中的特殊爆破㈠预裂爆破•⒉钻孔布置预裂孔缓冲孔主爆孔50§2.4水利水电工程中的特殊爆破㈠预裂爆破•⒊起爆顺序：预裂爆破起爆顺序预裂孔→缓冲孔→主爆孔51§2.4水利水电工程中的特殊爆破㈠预裂爆破•⒋预裂爆破装药：①连续装药结构底部加强装药段正常装药段堵塞段52§2.4水利水电工程中的特殊爆破㈠预裂爆破•⒋预裂爆破装药：②间隔装药结构底部加强装药段正常装药段堵塞段53§2.4水利水电工程中的特殊爆破㈠预裂爆破•⒋预裂爆破装药：③间隔顶部减弱装药结构底部加强装药段正常装药段堵塞段顶部减弱装药段54§2.4水利水电工程中的特殊爆破一、预裂爆破与光面爆破(边线控制爆破)㈡光面爆破光爆孔光爆层55§2.4水利水电工程中的特殊爆破一、预裂爆破与光面爆破(边线控制爆破)㈡光面爆破•⒈概念：它是先炸除主体开挖部分的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔(又称：光爆孔)药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面。光面爆破56§2.4水利水电工程中的特殊爆破㈡光面爆破•⒉钻孔布置57§2.4水利水电工程中的特殊爆破㈡光面爆破•⒊起爆顺序：光面爆破起爆顺序掏槽孔↓辅助孔(崩落孔)↓光爆孔(周边孔)58§2.4水利水电工程中的特殊爆破㈡光面爆破•⒋光面爆破装药：光面爆破的装药结构类似于预裂爆破。①连续装药结构(常采用该法)底部加强装药段正常装药段堵塞段59§2.4水利水电工程中的特殊爆破光面爆破•⒋光面爆破装药：②间隔装药结构底部加强装药段正常装药段堵塞段60§2.4水利水电工程中的特殊爆破二、定向爆破定向爆破筑坝定向爆破筑坝61§2.4水利水电工程中的特殊爆破二、定向爆破定向爆破开挖渠道定向爆破开挖渠道62§2.4水利水电工程中的特殊爆破三、岩塞爆破•在修建隧洞时，为避免在进口深水中修建围堰，所以先从出口开始逆着水流方向开挖，待掌子面到达水库(或湖泊)的岸坡或底部附近时，预留一定厚度的塞岩，待隧洞衬砌及进口控制闸门井等全部完建后，再一次性炸除岩塞，使隧洞与水库(或湖泊)连通。此爆破方法称为——“岩塞爆破”。岩塞爆破63§2.4水利水电工程中的特殊爆破四、拆除爆破爆