山岭隧道的常规施工方法

第三章山岭隧道的常规施工方法第一节概述第二节新奥法的概念、基本内容和要求第三节新奥法的基本原理第四节新奥法施工基本方法第五节钻眼与爆破的一般知识第一节概述一、隧道设计施工的两大理论及其发展过程隧道及地下洞室工程，其核心问题，是开挖和支护两个关键工序。即如何开挖，才能更有利于洞室的稳定和便于支护；若需支护时，又如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。

一种理论是“松弛荷载理论”：20年代提出的。其核心内容是：稳定的岩体有自稳能力，不产生荷载；不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支承。这样，作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。

返回另一种理论是“岩承理论”：50年代提出的现代支护理论。其核心内容是：围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力；不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的，如果在这个过程中提供必要的帮助或限制，则围岩仍然能够进入稳定状态。由上可以看出，前一种理论更注意结果和对结果的处理；而后一种理论则更注意过程和对过程的控制，即对围岩自承载能力的充分利用。表3－1－1是对两大理论体系的比较说明。松弛荷载理论岩承理论认识围岩产生围岩压力，支护结构承受围岩压力围岩不但产生围岩压力，而且承受围岩压力，还承受大部分的围岩压力。力学原理“荷载—结构”力学体系“围岩—支护”力学体系支护临时支撑和整体式厚衬砌作为永久性支护。初期支护采用喷锚支护，二次衬砌采用整体式混凝土衬砌开挖分部开挖，钻爆法和中小型机械开挖采用大断面开挖理论基础传统矿山法新奥法

二、山岭隧道的常规施工方法

传统的矿山法和新奥法作为施工方法，人们习惯上将采用钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称为“传统的矿山法”；而将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称之为“新奥法”。“松弛荷载理论”就是在传统矿山法的基础上提出来的，而“岩承理论”则是在新奥法的基础上提出来的。(一)传统矿山法：人们在长期的施工实践中发展起来的。

传统的矿山法是以松弛荷载理论为基础，采用钻爆法开挖，以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成形后，逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式厚衬砌作为永久性支护的施工方法。(二)新奥法：即奥地利隧道施工新方法(NewAustrianTunnelMethod，简称为NATM)，是奥地利学者腊布希维兹首先提出的。新奥法是以岩承理论为基础，采用钻爆法开挖，以喷锚作为主要支护手段，通过监控量测控制围岩的变形，便于充分发挥围岩的自承能力的施工方法。下一张上东峪隧道施工现场返回喷锚支护施工返回技术人员在兰新铁路第二双线

乌拉泊隧道进口处监控量测下一张测量隧道洞内拱顶下沉下一张记录隧道监控控量测应力变变化返回第二节新新奥法的概念念、基本内容容和要求一、新奥法的的概念新奥法与传统统方法相比最根本的区别别在于，传统矿山法把围岩看作荷荷载的来源，，其围岩压力力全部由支护护结构承担；；围岩被视为为松散结构，，无自承能力力。而新奥法恰恰相反，它它把支护结构构和围岩本身身看作一个整整体，二者共共同作用达到到稳定洞室的的目的，而且且大部分围岩岩压力是由围围岩体本身承承担的，支护护结构只承担担了少部分的的围岩压力。。新奥法的概念念：根据弹塑性性理论，以岩岩石力学为基基础提出支护护结构的支护护参数，开挖挖后及时采用用柔性支护，，在尽量抑制制围岩变形、、积极发挥围围岩自承能力力的同时，依依靠现场量测测来指导隧道道的设计和施施工。二、新奥法的的基本内容1.开挖作业宜采采用对围岩扰扰动较小的控控制爆破和较较少的开挖步步骤，避免过过度破坏岩体体的稳定。2.隧道的开挖应应尽量利用围围岩的自承能能力，充分发发挥围岩的自自身支护作用用；3.根据围岩级别别，采用不同同支护类型和和参数，及时时施作密贴于于围岩的柔性性支护，以控控制围岩的变变形和松弛；；4.在软弱破碎地地段，使断面面及早闭合，，从而有效发发挥支护体系系的作用，保保证隧道的稳稳定性；5.二次衬砌原则则上是在围岩岩和初期支护护变形基本稳稳定的条件下下修建，使围围岩和支护结结构形成一个个整体，从而而提高支护体体系的安全度度；6.尽量使开挖后的隧隧道断面周边轮廓廓光滑、圆顺，避避免棱角突变处应应力集中；7.在施工中对围岩和和支护结构进行合合理的监控量测，，以便能够合理安安排施工程序，修修正不合理的设计计和施工方法。三、我国实施新奥奥法的基本要求1.在开挖过程中，尽尽量减少对围岩的的扰动，为此必须须采用光面爆破或预裂爆破，以维维护围岩的自承能能力；2.开挖时尽量采用大大断面、少分部的的开挖方法，降低低围岩内部应力重重分布的次数，以以利于最大限度地地利用围岩的承载载力；3.根据围岩特征，采采用不同的支护类类型和支护参数，，及时施作喷锚支支护，抑制围岩的的松弛和变形；4.在施工过程中，以以量测手段修正设设计和施工，做到到既经济合理，又又安全可靠；5.根据量测数据，在在确认初期支护变变形收敛后，进行行二次灌筑混凝土土衬砌。光面爆破效果图返回第三节新奥法法的基本原理一、坑道开挖后的的应力状态隧道是修建在具有有原始应力的岩体体中的。坑道开挖挖前，岩体处于初初始状态，也叫一一次应力状态。在在理论分析中，只只按静水压力的分分布形式来考虑围围岩的自重应力。。初始应力为坑道开挖后，围岩岩的应力及位移，，按照围岩的强度度不同有两种情况况。1.围岩强度较开挖后后的围岩应力高，坑道开挖后围岩仍为弹性状态态，坑道可能由于爆爆破影响而有少许许松弛，但仍为稳稳定状态。2.开挖后的围岩应力力超过围岩强度，坑道围岩的一部分处于于塑性以至松弛状状态，坑道将产生塑性性滑移、松弛或破破坏。影响开挖后应力状状态的因素很多，，为便于理论分析析，多按以下假定定进行计算：1.坑道形状为圆形；；2.围岩为均质的、各各向同性的连续介介质；3.只考虑自重造成的的初始应力；4.坑道位于一定深度度，视为无限体中中的孔洞问题。(一)坑道开挖后的弹性性应力状态如图3-3-1所示，半径为圆形形坑道开挖后，根根据弹性力学的理理论推导围岩中的的二次应力状态为为下一张图3－3－1坑道围岩的应力场场返回围岩中径向位移移为如对坑道周边施施以均匀的径向向支护阻力pr0，则围岩内部应应力为相应的径向位移移为(二)坑道开挖后的弹弹塑性二次应力力状态当隧道埋深较大大，或埋深不大大而围岩强度较较低时，围岩中的应力可可能超过围岩强强度。此时坑道有两两种破坏形式：：一是在坚硬、、脆性整体的围围岩中，产生岩岩爆、剥离等脆脆性破坏；二是是在坑道附近围围岩内形成塑性性应力区域，产产生塑性剪切滑滑移破坏。根据弹性理论，，在不加支护阻阻力的前提下，，塑性区内应力力为塑性区以外仍为为弹性区，弹性性区应力为当R=R0时，可求出塑性区半半径R0为图3-3-2为某一圆形坑道道围岩的应力分分布图，由图可可概略了解圆形形坑道开挖后，，围岩应力的分分布情况。图3－3－2圆形坑道围岩的的应力分布当坑道周边有均均匀的径向支护护阻力Pr0时，塑性区内的的应力为假定塑性区岩体体为不可压缩，，则可求出塑性性区岩体的径向向位移坑道壁面径向位位移ur0为二、支护阻力与与塑性区域的关关系支护阻力pr0与塑性区半径R0之间的关系当Pr0=0，即无支护阻力力时，塑性区半半径最大，其值值为当R0=r0，即形不成塑性性区时，坑道开开挖后的围岩仍仍处于弹性应力力状态，为此必必须在坑道开挖挖后立即提供支支护阻力，该阻阻力为支护阻力力的最大值Pr0max。由以上支护阻力力与塑性区半径径的关系，我们们可得出以下结结论：1．径向支护阻力力Pr0与塑性区域的大大小密切相关，，Pr0越大，R0越小；Pr0越小，R0越大。这充分说说明径向支护阻阻力对塑性区的的发展能起到限限制作用。2．正是因为在坑坑道围岩内形成成了塑性区，才才使得围岩内应应力通过塑性区区得以释放，因因此又称塑性区区域为防护区，，这也说明隧道道的主要承载结结构是围岩体本本身。3．围岩压力由塑塑性区释放后大大大降低，正因因为如此，我们们才能够做到用用较小的支护阻阻力达到围岩稳稳定的目的。【例3-3-1】某隧道埋深为500ｍ，隧道开挖半半径为3.2ｍ，围岩容重=18kN/ｍ3，内摩擦角=27.5°，粘结力=0.5ＭPa，变形系数=0.15×104ＭPa，泊松比=0.38。求支护阻力与与塑性区半径及及相应周边位移移，并绘制支护护阻力与位移的的关系曲线。[解]围岩初始应力ＭPa令得ｍ，即塑性区最最大厚度为当按1、3/4、1/2、1/4分别算出列于表3-3-1中。、、

(ＭPa)01.12.23.34.4

(ｍ)8.725.594.353.663.2(cm)10.14.12.51.81.4按照表列数值可可绘成曲线，如图3-3-3所示图3－3－3Pr0——ur0曲线返回三、新奥法的基基本理论(一)围岩岩体是隧道道承载的主要部部分图3－3－3(二)用最小的支护阻阻力设计支护结结构图3－3－4(三)控制围岩的初始始变形(四)适应围岩的特性性，采用薄层柔柔性的支护结构构(五)采用量测来检验验设计并指导施施工图3－3－4支护关系图返回第四节新奥奥法施工基本方方法一、新奥法施工工程序与原则新奥法的施工过过程主要包括：：开挖、初期支支护、构筑防水水层、二次模筑筑混凝土衬砌四四部分。(一)新奥法施工程序序1．开挖为了充分利用围围岩的自承能力力，尽量采用较较大断面进行开开挖，地质条件件较差时可采用用台阶法开挖或或分部环形开挖挖。爆破宜采用用光面爆破或预预裂爆破。2．初期支护初期支护包括下下列各个工序：：一次喷射混凝凝土，打锚杆，，设置钢筋网，，必要时架设钢钢支撑，二次喷喷射混凝土等。。下一张隧道开挖返回喷射混凝土返回3.构筑防水层在初期支护完成成后，临近二次次衬砌前构筑防防水层。4．二次模筑混凝土土衬砌当围岩与初期支支护变形收敛后后，用模筑混凝凝土构筑二次衬衬砌。（二）新奥法施施工基本原则隧道施工采取的的基本原则，可可以概括为“少少扰动、早喷锚锚、勤量测、紧紧封闭”四句话话十二个字。二、新奥法基本本施工方法下一张防水层返回永和隧道衬砌模模板台车返回隧道施工方法的的选择，主要取取决于隧道的地地质条件、隧道道长度与工期要要求，同时应结结合机具设备情情况、材料供应应情况以及施工工技术水平等因因素综合考虑。。隧道施工方法，，按开挖隧道的的横断面分部情情形来分，可分分为全断面法、、台阶法、分部部开挖法等。(一)全断面开挖法（（fullfaceexcavationmethod）全断面一次开挖挖法就是按照隧隧道设计轮廓一一次爆破开挖成成型，然后修筑筑衬砌的施工方方法，如图3-4-2所示。1.施工顺序(1)用钻孔台车钻眼眼，然后装药联联线；(2)退出钻孔台车，，引爆炸药，开开挖出整个隧道道的断面轮廓；；(3)排除危石，安装装拱部锚杆(必要时)和喷射第一层混混凝土；(4)装碴、运碴；(5)安装边墙锚杆(必要时)和喷射第一层混混凝土；(6)拱、墙喷射第二二层混凝土(必要时)；(7)按上述工序开始始下一轮循环作作业；(8)在围岩和初期支支护基本稳定后后，或按施工组组织要求的日期期施做二次模筑筑混凝土衬砌及及灌筑隧道底部部混凝土。2.适用条件(1)Ⅰ～Ⅲ级整体性好的围围岩。用于Ⅳ级围岩时，围岩岩应具备从全断断面开挖后到支支护前这一时间间内，保持其自自身的稳定；l-全断面开挖；Ⅱ-衬砌。图3-4-2全断面一次开挖挖法2.有大型施工机械械；3.隧道长度或施工工区段长度不宜宜太短，根据经经验一般不应小小于1km，否则，采用大大型机械化施工工经济性较差。。返回以凿岩台车为龙龙头的单线隧道道快速施工机械械化作业线机械化出渣作业业线凿岩台车作业机械化衬砌作业业线3.施工特点(1)工序少，便于施施工组织和管理理；(2)开挖一次成型，，对围岩扰动小小，有利于围岩岩稳定；(3)开挖断面大，可可采用深孔爆破破以提高爆破效效果，加快掘进进速度。如大瑶瑶山双线隧道施施工中最深钻孔孔达5.15ｍ，单口月成洞洞达150~240ｍ；(4)作业空间大，有有利于采用大型型施工机械设备备，实现综合机机械化施工，从从而提高劳动生生产率，减轻施施工人员的劳动动强度，降低工工程造价。(二)台阶法法（stepcutmethod）台阶法法根据据台阶阶长度度不同同，可可划分分为长长台阶阶法、、短台台阶法法和超超短台台阶法法三种种，如如图3-4-3所示。。转到下下张1、3--开挖；；Ⅱ、Ⅳ、V--衬砌。。图3-4-3台阶法法返回在施工工中选选用何何种台台阶，，应根根据下下面两两个条条件来来确定定：1.初期支支护形形成闭闭合断断面的的时间间要求求，围围岩稳稳定性性越差差，要要求闭闭合时时间越越短；；2.上部断断面施施工所所采用用的开开挖、、支护护、出出碴等等机械械设备备所需需空间间大小小的要要求。。台阶法法施工工中，，开挖挖下部部断面面时应应注意意以下下事项项：1.下部断断面开开挖时时，应应注意意上部部的稳稳定。。若围围岩稳稳定性性较好好，则则可以以分段段顺序序开挖挖；若若围岩岩稳定定性较较差，，则应应缩短短下部部掘进进循环环进尺尺；若若围岩岩稳定定性更更差，，则可可以左左右错错开，，或先先拉中中槽后后挖边边帮。。2.下部边边墙开开挖后后必须须立即即施作作初期期支护护。3.施工量量测应应及时时跟上上，当当发现现围岩岩的位位移速速率增增大时时，应应立即即闭合合仰拱拱以增增加结结构的的刚度度。4.要解决决好上上、下下半断断面作作业的的相互互干扰扰问题题。尤尤其短短台阶阶法干干扰较较大，，要做做好作作业组组织。。对于于长度度较短短的隧隧道，，可将将上半半断面面贯通通后，，再进进行下下半断断面施施工。。台阶法法开挖挖上半半断面面(三)分部开开挖法法（subsectionexcavationmethod）1.环形开开挖留留核心心土法法（ringexcavationleavecoresoilmethod）这种方方法一一般将将开挖挖断面面分成成环形形拱部部、上上部核核心及及下部部台阶阶三部部分，，如图3-4-4所示。。(1)施工程程序：：①用人人工或或单臂臂掘进进机开开挖环环形拱拱部；；②架立立钢支支撑挂挂钢丝丝网，，喷射射混凝凝土；；③在拱拱部初初期支支护保保护下下，用用挖掘掘机或或单臂臂掘进进机开开挖核核心土土和下下部台台阶；；④随即即接长长边墙墙钢支支撑挂挂网喷喷射混混凝土土，并并进行行封底底；⑤根据据围岩岩和初初期支支护变变形情情况或或施工工安排排，施施做二二次模模筑混混凝土土衬砌砌。1、2、3、5、6--开挖；；Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ--衬砌。。图3-4-4环形开开挖留留核心心土法法(2)特点：：①由于于拱部部开挖挖高度度较小小及地地层比比较松松软，，锚杆杆易失失效，，所以以一般般不设设置锚锚杆。。②环形形开挖挖留核核心土土法，，因上上部留留有核核心土土以支支挡开开挖工工作面面，且且施工工时能能迅速速及时时地施施作拱拱部初初期支支护，，所以以开挖挖工作作面稳稳定性性好。。返回下一张张人工开开挖隧隧道环环形拱拱部返回③核心心土和和下部部台阶阶开挖挖都是是在拱拱部初初期支支护保保护下下进行行的，，施工工比较较安全全。④拱部部长度度可加加长，，能减减少上上、下下台阶阶施工工干扰扰，施施工机机械化化程度度较高高，能能加快快施工工速度度。2.侧壁导导坑法法（sidedriftmethod）此法根根据侧侧壁导导坑开开挖的的个数数，分分为单单侧壁壁导坑坑法及及双侧侧壁导导坑法法两种种。(1)单侧壁壁导坑坑法（（singlesidedriftmethod）这种方方法一一般将将断面面分成成三个个部分分，即即侧壁壁导坑坑1、上台台阶3、下台台阶5，如图3-4-5所示。。(2)双侧壁壁导坑坑法(眼镜法法)（bothsidedriftmethod）这种方方法将将整个个断面面分成成四个个部分分：左左右侧侧壁导导坑1、上台台阶3、下台台阶5，如图3-4-6所示。。转到幻灯片片52下张三线大大跨隧隧道双双侧壁壁导坑坑法施施工返回1、3、5、6-开挖；；Ⅱ、Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ-衬砌。。图3-4-5单侧壁壁导坑坑法1、3、5、6--开挖；；Ⅱ、Ⅳ、Ⅶ--衬砌。。图3-4-6双侧壁壁导坑坑法返回3.中隔壁壁法（（centerdissepimentmethod）这种方方法是是：在在软弱弱围岩岩大跨跨隧道道中，，将断断面从从中间间隔开开，分分成四四个部部分，，上半半断面面左右右分成成1、4，下半半断面面左右右分成成2、5，如图3-4-7所示。。中隔隔壁法法适用用于断断面跨跨度大大，地地表沉沉陷量量要求求较小小的软软弱围围岩中中的浅浅埋隧隧道。。4.中洞法法（centerdriftexcavationmethod）在连拱拱隧道道或半半线隧隧道的的喇叭叭口地地段，，先开开挖两两洞之之间的的立柱柱(或中墙墙)部分，，完成成立柱柱(或中墙墙)混凝土土浇筑筑后，，再进进行左左右两两洞开开挖的的施工工，如如图3-4-8所示。。转到下下张下一张张中洞法法施工工返回1、2、4、5、8-开挖；；Ⅲ、Ⅵ、Ⅶ-衬砌。。图3-4-7中隔壁壁法1、2、4、6-开挖；；Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅷ-衬砌。。图3-4-8中洞法法返回(右上)运用““双侧侧壁导导坑法法”修修建国国内第第一大大跨双双连拱拱的公公路隧隧道—最大开开挖跨跨度32.6米的京京珠高高速公公路五五龙岭岭隧道道，1998年10月开工工，1999年11月全隧隧贯通通（左下下）国国内第第一座座海底底储气气工程程—汕头LPG工程，，1997年10月开工工，1999年12月建成CRD工法超浅埋埋大跨度施施工技术大跨隧道软软弱围岩施施工第五节钻钻眼与爆破破的一般知知识隧道施工常常用的掘进进方式有钻钻眼爆破掘掘进、掘进进机掘进、、人工掘进进三种掘进进方式。一一般山岭隧隧道最常用用的是钻眼眼爆破掘进进。一、钻眼机机具（凿岩岩机）1.钻头和钻杆杆钻头直接连连接在钻杆杆前端(整体式)或套装在钻钻杆前端(组合式)，钻杆尾则则套装在凿凿岩机的机机头上，钻钻头前端则则镶入硬质质高强耐磨磨合金钢凿凿刃。凿刃起着直直接破碎岩岩石的作用用。转到下张返回凿刃的种类按其其形状可分分为片状连连续刃及柱柱齿刃(不连续)两类。片状连续续刃又有一字形形、十字形等几几种布置形式；；柱齿刃又有球球齿、锥形齿、、楔形齿等形状状之分。1.风动凿岩机风动凿岩机俗俗称风钻，它它是以压缩空空气为驱动力力，见图3-3-2。2.液压凿岩机液压凿岩机是是以电力带动动高压油泵，，通过改变油油路，使活塞塞往复运动，，实现冲击作作用。下一张十字形刃钻头头、柱齿刃钻钻头、一字形形刃钻头返回图3-3-2风动凿岩机返回下一张钻孔返回液压凿岩机与与风动凿岩机机比较，具有有以下主要特特点：(1)动力消耗少，，能量利用率率高。(2)凿岩速度快。。(3)液压凿岩机的的液压系统设设计配套合理理，能自动调调节冲击频频率、扭矩、、转速和推力力等参数，适适应不同性质质的岩石，以以提高凿岩功功效，且润滑滑条件好，各各主要零件使使用寿命较长长。(4)环境保护较好好。(5)液压凿岩机构构造复杂，造造价较高，重重量大，附属属装置较多，，多安装在台台车上使用。。3.凿岩台车将多台凿岩机机安装在一个个专门的移动动设备上，实实现多机同时时作业，集中中控制，称为为凿岩台车。。凿岩台车按其其走行方式可可分为轨道走走行、轮胎走走行式及履带带走行式；按按其结构形式式可分为实腹腹式、门架式式两种。图3-3-4是工程中应用用较多的实腹腹式轮胎走行行的全液压凿凿岩台车。图3-3-4凿岩台车(实腹、轮行)下一张新型凿岩台车车下一张全液压履带式式凿岩台车下一张履带式凿岩台台车下一张二、爆破作用用炸药的爆炸反反应是极为迅迅速的，一旦旦激起爆炸，，则能在瞬间间产生大量的的高温高压的的爆炸气体，，在极短的时时间内能释放放出大量能量量而对周围介介质产生巨大大的破坏作用用。爆炸生成的高高压气体以突突然冲击的方方式作用在其其周围的介质质上，产生强强大的冲击波波(动压力)。这种冲击波波以同心圆的的形式按辐射射状向四周介介质传播，冲冲击波是破坏坏周围介质的的主要因素。。爆炸生成的的气体(作用在周围介介质上的膨胀胀力或称静压压力)也是对介质产产生破坏作用用的重要因素素。冲击波和膨胀胀力在介质中中呈辐射状传传播，传播速速度随着远离离药包中心而而逐渐减弱，，故周围介质质受破坏的程程度也随着远远离药包而逐逐渐减小。药药包破坏区域域可划分为三三个不同破坏坏程度的区域域和一个震动动区域，如图3-3-5所示。图3-3-5药包的破坏作作用R1-压缩粉碎圈；；R2-抛掷圈；R3-破裂圈；R4-震动圈三、临空面与与爆破漏斗1．临空面：（（自由面freeface）是指暴露在在大气中的开开挖面。临空空面越多，爆爆破效果越好好。2．爆破漏斗：：（demolishfiller）在有临空面的的存在的情况况下，药包在在介质中爆炸炸能量就会在在靠近临空面面的一侧实现现爆破抛掷，，在药包和临临空面之间被被炸成一个漏漏斗形凹槽，，这个凹槽叫叫做爆破漏斗斗，如图3-5-6所示。图3-5-6爆破漏斗3.爆破漏斗几何何要素：（1）最小抵抗线线W：为药包中心心至临空面的的最短距离。。（2）爆破漏斗半半径r：药包中心到到爆破漏斗边边沿的水平距距离。（3）破裂半径R：药包中心到到爆破漏斗边边沿的距离。。（4）爆破作用指指数n：爆破漏斗半半径r与最小抵抗线线W之比值(n=r/W)。其大小代表表药包的爆破破能力。当n=1时，称为标准准抛掷爆破；；当n＞1时，称为加强强抛掷爆破；；当0.75＜n＜1时，称为减弱弱抛掷爆破；；当n≈0.75时，称为松动动爆破；当n＜0.75时，称为压缩缩爆破，此时时只在药包附附近破碎一小小部分岩石形形成空洞，而而不能使临空空面的岩石发发生破坏。在在隧道工程中中常采用松动动爆破或减弱弱抛掷爆破。。四、炸药(一)炸药的基本概概念1.炸药爆炸的三三要素工程上用的炸炸药爆炸属于于化学爆炸。。化学爆炸的的三要素为：：放热、高速速、生成大量量的气体。2.工程炸药工程炸药应满满足如下要求求：(1)爆炸性能良好好，具有足够够的爆炸威力力；(2)具有适中的敏敏感度，既能能保证顺利方方便地起爆，，又能保证制制造、运输、、加工和使用用时的安全；；(3)接近于零氧平平衡，爆炸后后有毒气体生生成量少；(4)物理化学性能能较稳定，保保证在一定的的贮存期内不不变质失效；；(5)原料来源丰富富，制造加工工简单，成本本低。(二)炸药的特性1.炸药的敏感度度炸药对外能作作用起爆的难难易程度就称称为该炸药的的敏感度，简称为感度度。某种炸药药起爆时所需需的外能小，，则这种炸药药的感度高；；反之，某炸炸药起爆所需需的外能大，，则这种炸药药的感度低。。(1)爆燃点：指在标准的的容器——伍德合金浴锅锅中，重量0.05ｇ炸药在5min内受热而发生生燃烧或爆炸炸反应时的最最低温度。爆爆燃点低，则则表示炸药易易受热起爆。。(2)发火性：有些炸药虽虽然对温度的的作用反应迟迟钝，但对火火焰却非常敏敏感。如黑火火药、导火线线一接触火就就很容易燃烧烧或引起爆炸炸。(3)对机械作用的的敏感度：用于表示炸炸药对于撞击击和摩擦的敏敏感度。几种种炸药撞击和和摩擦的敏感感度见表3-5-1。下一张炸药下一张乳化炸药药卷卷返回(4)起爆敏感度：不同的炸药药所需的起爆爆能是不同的的。但是同一一种炸药，装装药密度的大大小不同也会会使起爆敏感感度发生变化化。比如硝铵铵炸药装药密密度过大时，，就会出现钝钝感，甚至发发生拒爆。其其次炸药的颗颗粒越小，起起爆的敏感度度也就越高。。2.炸药的威力炸药的威力通通常用爆力和和猛度表示。。(1)爆力：爆破一定量量的介质体积积的能力叫做做爆力。炸药药的爆力愈大大，破坏岩石石的能量就愈愈多。炸药的的爆热、爆温温愈高，生成成的气体体积积就愈大，则则爆力就越大大。(2)猛度：系指爆炸瞬瞬间爆轰波和和爆炸产物直直接对与之接接触的固体介介质局部产生生破碎的能力力。猛度的大大小主要取决决于爆速，爆爆速愈高，猛猛度愈大，岩岩石的破坏程程度越大。3.爆炸稳定性爆炸稳定性是是指炸药经起起爆后，能否否连续、完全全爆炸的能力力。（1）临界直径“临界直径””是在柱状装装药时被动药药卷能发生殉殉爆的最小直直径。（2）最佳密度炸药爆炸稳定定，且爆速最最大时的装药药密度称为““最佳密度””。（3）管道效应工程爆破中，，常采用钻孔孔柱状药卷装装药，若药卷卷直径较钻孔孔直径小，则则在药卷与孔孔壁之间有一一个径向空气气间隙。药卷卷起爆后，爆爆轰波使间隙隙中的空气产产生强烈的空空气冲击波，，4.炸药的氧平衡衡在炸药爆炸的的化学反应中中，炸药中所所含的氧刚能能够将可燃元元素完全氧化化，称为零氧平衡。如有多余的的氧，则称为为正氧平衡。如氧含量不不足，则称为为负氧平衡。零氧平衡的的炸药在爆炸炸效果(爆炸生成热量量最高)和安全方面(不产生有毒气气体)都是较好的。。故在配制炸炸药时，尽量量接近零氧平平衡，或具有有微量的正氧氧平衡。(三)隧道爆破时，，选用炸药的的原则隧道爆破应尽尽量选择高威威力的炸药。。选择炸药时时，应根据岩岩石的物理力力学性质、工工作面的情况况（有无涌水水、瓦斯爆炸炸的危险）综综合考虑。这股空气冲击击波速度比爆爆轰波速度更更高，它在爆爆轰波未达到到之前，即将将未爆炸的炸炸药压缩，当当炸药被压缩缩到临界密度度以上时，就就会导致爆速速下降，甚至至断爆，这种种现象称为管管道效应。1．一般手持凿凿岩机钻眼，，浅眼爆破，，在无水的情情况下，选用用标准型的2号岩石硝铵炸炸药。2．进口的液压压凿岩机钻眼眼，因孔径大大一些，宜选选用大直径药药卷，以消除除管道效应。。3．在隧道内遇遇有水的情况况下，可选用用防水型的炸炸药（抗水岩岩石硝铵炸药药），以防炸炸药遇水失效效而拒爆。4．隧道内遇到到坚硬岩石时时，最好选用用猛度大的乳乳胶炸药、硝硝化甘油炸药药，以破碎岩岩体和取得较较高的炮眼利利用率。5.在有瓦斯的隧隧道中，一定定要使用煤矿矿用硝铵炸药药。6.周边光面爆破破一定要采用用小直径的低低爆速、低猛猛度、高爆力力的专用炸药药，以取得优优质的爆破效效果。五、爆破器材材及起爆方法法为了使炸药发发生爆炸就必必须需要一定定的起爆能。。起爆方法根根据所用器材材不同可分为为：火雷管起起爆法、电雷管起爆法、塑料料导爆管起爆爆法以及混合合起爆法。常常用的起爆器器材有：火雷雷管、导火索、电雷管、导导爆索、塑料料导爆管、电电子雷管等。。(一)火雷管起爆法法主要用火源(点火材料)点燃导火索，，用导火索来来传导火焰，，使之直接喷喷射于火雷管管的正起爆药药上而使火雷雷管起爆，使使炸药发生爆爆炸。点火材材料+导火索+火雷管(二)电雷管起爆法法此法是利用电电能引起电雷雷管的爆炸，，然后再起爆爆工业炸药的的起爆方法。。它所需要的的爆破器材有有起爆电源、、导线、电雷雷管。下一张电雷管返回返回火雷管起爆法法返回1—导火索；2—绑绳；3—火雷管；4—药卷带有雷管的药药卷称为起爆药卷。电雷管是在火火雷管中加设设电发火装置置而形成的。。电雷管分即发发电雷管和迟发电