二級建造師水利水電精講之爆破施工

　　爆破施工

　　重點內容

　　爆破的基本原理和基本施工方法

　　難點內容

　　理解爆破作用圈和爆破漏斗的概念;常用炸藥的種類及性能;控制爆破的主要施工技術;隧洞開挖和襯砌的施工程序與施工方法。

　　1.爆破的基本原理

　　爆炸氣體作用理論;

　　反射應力波作用理論;

　　爆炸氣體和反射應力波聯合作用理論。

　　2. 爆破作用圈的概念

　　假設爆破作用的介質是無限的和均勻的。在這樣的介質中埋設一個球形藥包(見圖3-1)。起爆后的沖擊波以藥包為中心，呈同心圓向四周傳播，可以按照介質 距藥包中心的遠近，分別形成不同狀態(tài)的同心圓球體。距球心越近，作用于介質的壓力越大;越遠則壓力越小。由介質的阻尼，使作用于介質的壓力波逐漸衰減，直到全部消失。若沿球心切割一個平面，可將爆破作用的影響，劃分為壓縮圈(亦稱粉碎圈)、拋擲圈、松動圈、振動圈。

　　上述前三個圈的介質在爆炸作用下，是起破壞性的塑性變形，因此在爆破工程中將壓縮圈、拋擲圈、松動圈合起來叫做破壞圈，其半徑稱為破壞半徑，或叫破壞作用半徑。

　　以上四個作用圈的劃分，只是根據藥包爆炸時產生的幾種現象歸納出來的，實際上很難定量地把各個作用圈的半徑劃分出來。由于土巖的性質差異很大，藥包形狀不同，各作用圈的范圍相差也很懸殊，因此目前還只能是由經驗判斷決定。

　　3. 爆破漏斗的概念

　　巖石在爆破作用下，形成一個漏斗似的倒立圓錐體。這個倒立的圓錐體，就稱之為爆破漏斗。

　　爆破漏斗的幾何參數

　　爆破作用指數與爆破漏斗分類

　　4. 什么叫爆炸?什么叫爆破?

　　爆炸，從廣義的角度來說，能量在瞬間釋放的現象都可稱之為爆炸。爆炸作用在一定的介質中，使其發(fā)生變形和破壞，稱之為爆破。習慣上是把在空氣中的爆炸叫“爆炸”，在水和土巖介質中的爆炸叫“爆破”。

　　5. 炸藥的一般性質

　　在人類利用炸藥的化學反應快，產生大量的熱和生成大量的高壓氣體等特點的同時，還應該在制造、運輸、保管和使用的過程中了解和掌握炸藥的一般性質，以免發(fā)生意外事故。炸藥一般性質主要有：

　　1)。炸藥的敏感度：炸藥在外界能的作用下，發(fā)生爆炸反應的難易程度，叫炸藥的敏感度。敏感度的高低，以引起炸藥爆炸所需的最小外界能量來表示。這個能量叫起爆能。所以敏感度越高，所需的起爆能越小。炸藥的敏感度包括：

　　(1)炸藥的熱感度：炸藥在熱能作用下起爆的難易程度，稱為熱感度，以爆燃點來爆燃點。

　　(2)炸藥的火焰感度：是指炸藥對火焰的敏感度。有些炸藥的爆燃點雖然高，如黑火藥為290~310℃，但在接觸火焰或火花時，很容易發(fā)火引起爆炸。因此，對火焰感度高的炸藥如黑火藥、無煙火藥等，應特別注意火焰的危險。

　　(3)炸藥的沖擊感度：是指炸藥對機械作用的敏感程度。沖擊能使炸藥局部加熱到炸藥的爆燃點而發(fā)生爆炸。因此要特別注意沖擊對炸藥的危險性。

　　(4)炸藥的起爆敏感度：通常以能引起爆炸的極限起爆藥量的大小來表示該炸藥的起爆敏感度。起爆藥量小，說明該炸藥的起爆敏感度高。

　　2)。炸藥的安定性：炸藥在長期儲存中，保持其原有物理化學性質不變的能力，稱為炸藥的安定性。

　　(1)物理安定性：主要取決于炸藥的物理性質，對炸藥起主要影響的有：吸濕、結塊、揮發(fā)、滲油、老化、凍結和耐水等性能。

　　(2)化學安定性：主要取決于炸藥的化學性質。硝基化合物炸藥是屬于化學安定性最高的炸藥種類，沒有雜質的硝基化合物炸藥，可以貯存多年而不改變原有成分和炸藥性能。例如，梯恩梯的化學安定性特別高。

　　3)。炸藥的穩(wěn)定性：凡經起爆的炸藥，若能以恒定不變的速度自始至終保持完整的爆炸反應，并使爆炸完全，稱為穩(wěn)定爆炸。否則會降低效果甚至拒爆。

　　6. 炸藥的爆炸性能

　　在一般情況下，炸藥的爆炸性能可以從以下幾個方面來闡明。

　　(1)。殉爆距離：它表示在水平地面炸藥的爆炸性能由一個藥卷爆炸后，可引起鄰近另一個藥卷爆炸的能力。國產2#巖石硝銨炸藥的殉爆距離為4~8cm;而銨油炸藥的殉爆距離僅為2~4cm.

　　(2)。爆炸速度：炸藥爆炸時沖擊波自始點至終點在單位時間內的傳播速度，亦即炸藥的分解速度，叫做爆炸速度。炸藥的爆速一般在2000~7500m/s.

　　(3)。爆熱與爆溫：炸藥爆炸分解時所生成的熱量叫爆熱。一般炸藥的爆熱約600~1500kcal/kg.爆炸產物所能達到的最高溫度叫爆溫。通常可達1500~4500℃。

　　(4)。爆力：炸藥破壞一定量的介質(土或巖)體積的能力，叫爆力，也就是炸藥對介質的破壞威力。炸藥的爆力越大，破壞力就越強，破壞的范圍及體積就愈大。爆力的大小取決于爆炸時所產生的氣體與熱量多少，以及溫度的高低。

　　(5)。猛度：炸藥破壞一定量的介質(土或巖)，并將此一定量的介質破碎成細塊程度的能力，叫做猛度，也就是炸藥的猛烈程度。炸藥的猛度越大，破壞的巖石就愈碎。它與炸藥的爆速有關，爆速愈大猛度也愈大。

　　(6)。氧平衡：炸藥在爆炸分解時的氧化情況。如炸藥本身的含氧量恰好等于其中可燃物完全氧化時的需要量，炸藥爆炸后，生成二氧化碳和水，并放出大量的 熱，這種情況就叫做零氧平衡。如含氧量不足，可燃物不能完全氧化，則產生有毒氣體一氧化碳，這種情況稱為負氧平衡。如含氧量過多，將放出的氮氧化成為有毒 氣體二氧化氮，這種情況叫正氧平衡。無論是正氧平衡還是負氧平衡，都會帶來兩個害處：一是熱能量減少，炸藥威力降低，影響爆破效果;二是生成有毒氣體。

　　7. 論述爆破工程中的某種基本方法及其在工程施工中的運用。

　　基本爆破方法有淺孔爆破、深孔爆破、峒室爆破、水下爆破、裸露爆破等多種方法。

　　淺孔爆破 深度小于5m、直徑在75mm以內的炮孔稱為淺孔。它適用范圍很廣。例如：城市建筑的拆除(叫控制爆破)、地下隧洞的開挖(叫地下工程爆破)、大塊石的解小(叫二次爆破)等都可用淺孔爆破。

　　深孔爆破 深孔是和淺孔相對而言。常把孔深大于5m，孔徑大于75mm的鉆孔爆破叫做深孔爆破 .深孔梯段爆破對邊坡和基礎的影響，比大爆破小得多，它 配合光面爆破或預裂爆破，能按要求一次形成設計輪廓，并且壁面平整邊坡穩(wěn)定，可減少邊坡開挖工程量和混凝土回填工程量。與大爆破或單自由面深孔爆破相比， 爆破同樣的方量，所需的藥量少，特別是二次解小的工作量大大減少，相應地降低了成本。深孔梯段爆破相對用藥量較小，又比較均勻地分散在爆區(qū)巖體中，所以爆 破時無論是震動強度、飛石距離等都比大爆破或單自由面的小。

　　8. 控制爆破的主要方法

　　控制爆破的主要方法有預裂爆破、光面爆破、建筑物拆除爆破等。

　　9.峒室爆破的主要優(yōu)缺點是什么?

　　一次爆破的方量很大;能加快施工進度;鑿巖工作量少;機械設備比較簡單;爆破工效高，節(jié)省勞力。但是開挖裝藥的峒室比較困難，勞動強度高，工作條件差，爆后的巖塊不均勻，產生大塊率較高，二次解小工作量比較大;引起較大的震動對建筑物保護不利，通風條件也差。

　　10. 鉆爆洞挖中的炮孔類型，作用及布置要求有那些?

　　布置在開挖面上的炮孔，按其作用不同分為掏槽孔、崩落孔和周邊孔三種。

　　(1)掏槽孔 掏槽孔布置在開挖面中心部位，首先爆出一個小的槽穴，其作用是增加爆破臨空面，提高周圍炮孔的爆破效果。常見的掏槽孔布置方式有楔形掏槽 孔、錐形掏槽孔和垂直掏槽孔等，其布置方式和適用條件見表3-20.掏槽方式的選擇，主要根據巖石性質、巖層構造、斷面大小和鉆爆方法等因素確定。

　　(2)崩落孔 崩落孔的主要作用是爆落巖體，大致均勻地分布在掏槽孔外圍，通常崩落孔與開挖斷面垂直，孔底應落在同一平面上。

　　(3)周邊孔 周邊孔的主要作用是控制開挖輪廓，布置在開挖斷面四周。周邊孔的底落在同一平面上?？椎拙嘣O計邊界的距離，視巖石強度而定，對于中硬石 (f>4)，孔 底 可達設計邊界;對于軟石(f≤2～4)，孔底可不達到設計邊界;對于極堅硬的巖石，孔底 應超出設計邊界10～15cm.

　　11. 鉆爆法隧洞開挖循環(huán)作業(yè)有哪些工序?

　　測量定線、鉆孔、裝藥、爆破、通風散煙、安全檢查與處理、裝渣運輸、洞室臨時支撐、洞室襯砌或支護、灌漿及質量檢查

　　12.爆破安全控制

　　爆破安全是所有爆破工程都應特別重視的主要問題。爆破安全可分為兩個部分，第一是爆破工程的安全，即爆破準備工作及爆破工程施工的安全。第二是因爆破而引起的危害，即爆破能量中非作功部分而造成的災害。