第2章爆破工程_水利工程施工

1、第二章 爆破(bop)工程 爆破是利用炸药的能量对炸药周围的介质进行破坏，在水利工程施工中，广泛采用爆破方法开挖基坑和地下建筑物，开采砂石料以及完成其它特定的施工任务。探索爆破机理，正确掌握各种爆破技术，对加快工程进度，保证工程质量，降低工程造价具有(jyu)十分重要的意义。共一百六十八页第一节 爆破(bop)器材与钻孔机具第二节 爆破(bop)基本原理及药量计算第三节 爆破的基本方法第四节 爆破技术在水利水电工程中的应用第五节 爆破公害及安全控制第二章 爆破工程共一百六十八页第一节 爆破(bop)器材与钻孔机具 工程炸药及起爆器材是爆破所必需的材料，起爆及起爆网路的设计是爆破设计施工的重要环

2、节。钻孔是爆破施工的一个(y )重要环节，它的效率和质量很大程度上取决于钻孔机具。共一百六十八页一、 炸药和起爆(qbo)器材二、起爆(qbo)方法和起爆(qbo)网路三、钻孔机具第一节 爆破器材与钻孔机具共一百六十八页一、 炸药和起爆(qbo)器材炸药 一般来说，凡能发生化学爆炸的物质均可称为炸药。炸药的性能指标： 1）威力(爆力和猛度);爆力，为静力威力，表征炸药炸胀介质的能力(nngl)；猛度为动力威力，表征炸药粉碎介质的能力。2）敏感度；代表起爆能力3）氧平衡；反映炸药含氧量和氧化反映程度的指标4）安定性；代表长期贮存中保持自身性质稳定不变的能力5）殉爆距离；为炸药药包的爆炸引起相邻药

3、包起爆的最大距离6）最佳密度；为炸药获得最大爆破效果时的密度。共一百六十八页一、 炸药和起爆(qbo)器材炸药常用的工业炸药：铵-硝酸铵TNT（三硝基甲苯）爆炸后呈负氧平衡，释放CO。 不适于工程爆破。胶质炸药（硝化甘油炸药）容易结冻，结冻后敏感度高，安全性差，使用日趋减少。铵梯炸药；应用广泛，但现在已不再生产。因为含有TNT。铵油炸药；油-柴油 常用，施工现场拌制浆状炸药；为抗水硝铵类炸药 抗水性强，威力大，常用于露天有水深孔爆破。缺点是储存期短。乳化炸药；主要成分为硝酸铵 性能较好。抗水性强，爆炸性能好，原料来源广，加工工艺简单(jindn)，生产使用安全，环境污染小。 在水利水电工程中，

4、常用乳化炸药，铵油炸药。 共一百六十八页2号岩石(ynsh)铵梯炸药1号铵松蜡炸药(zhyo)共一百六十八页粘性(zhn xn)粒状乳化铵油炸药共一百六十八页乳化(rhu)炸药共一百六十八页一、 炸药(zhyo)和起爆器材起爆器材 常用的起爆器材包括各种雷管、用来引爆雷管或传递爆轰波的各种材料。主要包括： 1）雷管：有电雷管和火雷管两种，用于引爆炸药2）导火索：黑火药，靠火焰(huyn)用于激发火雷管 3）导爆索：黑索金，靠冲击波能直接引爆炸药；燃速快，6500m/s，故准爆性好，价格贵。 4）导爆管：聚乙烯管加黑索金，靠冲击波传递爆轰波，需雷管引爆。5）导爆雷管火雷管加导爆管组成。共一百六十

5、八页共一百六十八页共一百六十八页火雷管(ligun)电雷管(ligun)导爆管雷管共一百六十八页导火索 共一百六十八页导爆索共一百六十八页导爆管共一百六十八页炸药(zhyo)混装车和地面站共一百六十八页一、 炸药和起爆(qbo)器材炸药混装车是一种可以现场混制炸药的一种适用于工程爆破现场的设备。 目前有铵油炸药、浆状炸药、乳化炸药、乳化粒状炸药、或重铵油炸药混装车。 地面站是现场混装车的地面配套设施，用于原材料贮存(zhcn)、半成品加工等 。共一百六十八页二、起爆(qbo)方法和起爆(qbo)网路起爆方法(fngf) 1）火花起爆；由导火索加火雷管引爆炸药； 2) 电力起爆；由电源，电线和电

6、雷管引爆炸药； 3）导爆管起爆；雷管轴向激发导爆管，管内形成稳定传播的爆轰波，末端引爆导爆雷管进而引爆炸药； 4）导爆索起爆。既传递爆轰波，又直接引爆炸药。开始要用雷管侧向引爆导爆索，导爆索再侧向引爆炸药。共一百六十八页二、起爆(qbo)方法和起爆(qbo)网路起爆网路：（1）含义： 当采用群药包进行爆破时，为了达到增强爆破效果、控制爆破震动等目的，可能采用齐发、延迟，或组内齐发、组间延迟等起爆方式，这就要求用起爆材料将各药包联接成既可统一(tngy)赋能起爆、又能控制各药包起爆延迟时间的网络。共一百六十八页二、起爆(qbo)方法和起爆(qbo)网路（2）分类1）电力(dinl)起爆网路；准爆

7、性可检查，但需防外电场的干扰。 2）导爆管起爆网路；不受外电场干扰，但其准爆性无法检查。 3）导爆索传爆速度快，网络齐爆性好，但网络成本高。目前主要用于光面爆破和预裂爆破等齐爆性要求高的网络中。共一百六十八页共一百六十八页共一百六十八页共一百六十八页起爆(qbo)网络共一百六十八页共一百六十八页三、钻孔机具根据破岩机理，可将钻孔方法分为冲击式、旋转式、旋转冲击式和滚压式四种。 钻机动力一般为风动、电动、内燃、液压。 钻孔机具分为以下几种： 1）回转式钻机 ，适用于软弱岩层或煤层。 有电动、液压式。 2）冲击式钻机 ，适用于硬岩，称为凿岩机。 有风动、电动、液压、内燃式等。 3）潜孔钻 ，为旋转

8、加冲击式，适用于大孔径硬岩。 工作方式：多为风动冲击式，冲击器与钻头一起潜入孔内，属于深孔钻机。 4）液压钻机 ，牙轮(yln)钻头，滚压式，大孔径硬岩。 以液压为动力 5) 手风钻快速钻及钻孔台车，前者为风动，后者一般为液压。共一百六十八页钻孔(zun kn)施工共一百六十八页潜孔钻共一百六十八页回转钻机回转式共一百六十八页冲击(chngj)钻机潜孔式共一百六十八页液压钻共一百六十八页手风钻(fngzun)和快速钻多臂钻孔(zun kn)台车共一百六十八页第二节 爆破(bop)基本原理及药量计算 爆破基本原理及药量计算(j sun)是进行工程爆破设计和施工的基础。共一百六十八页一、爆破(bo

9、p)机理第二节 爆破(bop)基本原理及药量计算二、爆破漏斗三、药包种类和装药量计算基本方法共一百六十八页一、爆破(bop)机理 爆破的机理 岩土介质的爆破破碎是炸药爆轰产生的冲击波的动态作用(zuyng)和爆轰气体准静态作用(zuyng)的联合作用(zuyng)的结果。在无限介质和有限介质的爆破作用(zuyng)是不同的。共一百六十八页一、爆破(bop)机理无限均匀介质中的爆破（见下页图） 无限均匀介质中爆破作用的最终影响范围可划分为：粉碎圈（压缩圈）；破碎圈（松动圈）；震动圈。以上各圈只是为说明爆破破坏作用的范围而划分的，并无明显界限，其作用半径的大小与炸药(zhyo)的特性与用量、药包结

10、构、爆炸方式以及介质特性等密切相关。 共一百六十八页共一百六十八页一、爆破(bop)机理半无限介质表面附近的爆破爆破漏斗1、爆破漏斗爆破在半无限介质临空面附近进行时，若药包的爆破作用使部分破碎介质具有抛向临空面的能量时，往往形成(xngchng)一个倒立圆锥形的爆破坑，形如漏斗，称为爆破漏斗。 （如下图所示）共一百六十八页共一百六十八页共一百六十八页二、爆破(bop)漏斗 2、爆破漏斗的几何特征参数 1）药包中心至临空面的最短距离，即最小抵抗线长度W； 2）爆破漏斗底半径r； 3）爆破破坏半径R； 4）可见漏斗深度P； 5）抛掷距离L。 爆破漏斗的几何特征反映了药包重量(zhngling)和埋

11、深的关系，反映了爆破作用的影响范围。共一百六十八页二、爆破(bop)漏斗 3、爆破作用指数n系数 nr/W，它反映了爆破漏斗的几何特征。 工程应用中，通常(tngchng)根据n值大小对爆破进行分类。 当n1即r=W时，称为标准抛掷爆破； 当n1即rW时，称为加强抛掷爆破；当0.75n1时，称为减弱抛掷爆破；当0.33n0.75时，称为松动爆破；当n0.33时，称为隐藏式爆破。共一百六十八页二、爆破(bop)漏斗 4、有关爆破漏斗的计算可见漏斗深度P： PCW（2n1） （2-1） C为介质系数，对岩石C0.33，对粘土C=0.4。 抛掷(pozh)距离L-抛掷堆积体距药包中心的最大距离L5n

12、W （2-2） 共一百六十八页三、药包种类和装药量计算(j sun)基本方法1、药包种类集中药包- L/a4延长药包-La4L和a分别为药包的长边和短边的长度。2、装药量计算 Q=q0V (2-3)式中，Q为装药量，kg； q0为单位耗药量，kg/m3；V爆除介质体积，m3；单位耗药量与炸药(zhyo)品种、爆破方法、爆破部位、地质条件、自由面数目、爆破参数及工艺措施有关。 共一百六十八页三、药包种类(zhngli)和装药量计算基本方法3、对单个集中药包，其装药量计算公式为： Q=KW3f(n) (2-4) K规定条件下的标准抛掷爆破的单位耗药量，kg/m3；W最小抵抗线长度，m；f（n）爆破

13、作用指数函数(zh sh hn sh)。标准抛掷爆破：f（n）=1； 加强抛掷爆破：f（n）=0.40.6n3； 减弱抛掷爆破：f（n）= ； 松动爆破：f（n）=n3。 共一百六十八页三、药包种类(zhngli)和装药量计算基本方法4、对钻孔爆破，一般采用延长药包，其药量计算公式为： Q=qV （2-5） q为钻孔爆破条件下的单位耗药量。式中的q与单个集中(jzhng)药包中的K值是有区别的。共一百六十八页 【例】埋置深度为4m的药包，爆破后得到底直径为10m的爆破漏斗。求 (1)爆破作用指数，指出属何种类型的爆破?如果(rgu)炸药单耗为15kgm3,爆破药量是多少？ （2）如果爆破漏斗直径不变，要求实现减弱抛掷爆破，其深度如何调整？解：(1)W4 m，r10/25 m 故减弱(jinru)抛掷爆破的条件：5W1即rW时，称为加强抛掷爆破。故减弱抛掷爆破的条件：5W6.67。孔径小于75mm，孔深小于5m