1、第二章 爆破(bop)工程 爆破是利用炸藥的能量對(duì)炸藥周?chē)慕橘|(zhì)進(jìn)行破壞，在水利工程施工中，廣泛采用爆破方法開(kāi)挖基坑和地下建筑物，開(kāi)采砂石料以及完成其它特定的施工任務(wù)。探索爆破機(jī)理，正確掌握各種爆破技術(shù)，對(duì)加快工程進(jìn)度，保證工程質(zhì)量，降低工程造價(jià)具有(jyu)十分重要的意義。共一百六十八頁(yè)第一節(jié) 爆破(bop)器材與鉆孔機(jī)具第二節(jié) 爆破(bop)基本原理及藥量計(jì)算第三節(jié) 爆破的基本方法第四節(jié) 爆破技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用第五節(jié) 爆破公害及安全控制第二章 爆破工程共一百六十八頁(yè)第一節(jié) 爆破(bop)器材與鉆孔機(jī)具 工程炸藥及起爆器材是爆破所必需的材料，起爆及起爆網(wǎng)路的設(shè)計(jì)是爆破設(shè)計(jì)施工的重要環(huán)

2、節(jié)。鉆孔是爆破施工的一個(gè)(y )重要環(huán)節(jié)，它的效率和質(zhì)量很大程度上取決于鉆孔機(jī)具。共一百六十八頁(yè)一、 炸藥和起爆(qbo)器材二、起爆(qbo)方法和起爆(qbo)網(wǎng)路三、鉆孔機(jī)具第一節(jié) 爆破器材與鉆孔機(jī)具共一百六十八頁(yè)一、 炸藥和起爆(qbo)器材炸藥 一般來(lái)說(shuō)，凡能發(fā)生化學(xué)爆炸的物質(zhì)均可稱為炸藥。炸藥的性能指標(biāo)： 1）威力(爆力和猛度);爆力，為靜力威力，表征炸藥炸脹介質(zhì)的能力(nngl)；猛度為動(dòng)力威力，表征炸藥粉碎介質(zhì)的能力。2）敏感度；代表起爆能力3）氧平衡；反映炸藥含氧量和氧化反映程度的指標(biāo)4）安定性；代表長(zhǎng)期貯存中保持自身性質(zhì)穩(wěn)定不變的能力5）殉爆距離；為炸藥藥包的爆炸引起相鄰藥

3、包起爆的最大距離6）最佳密度；為炸藥獲得最大爆破效果時(shí)的密度。共一百六十八頁(yè)一、 炸藥和起爆(qbo)器材炸藥常用的工業(yè)炸藥：銨-硝酸銨TNT（三硝基甲苯）爆炸后呈負(fù)氧平衡，釋放CO。 不適于工程爆破。膠質(zhì)炸藥（硝化甘油炸藥）容易結(jié)凍，結(jié)凍后敏感度高，安全性差，使用日趨減少。銨梯炸藥；應(yīng)用廣泛，但現(xiàn)在已不再生產(chǎn)。因?yàn)楹蠺NT。銨油炸藥；油-柴油 常用，施工現(xiàn)場(chǎng)拌制漿狀炸藥；為抗水硝銨類炸藥 抗水性強(qiáng)，威力大，常用于露天有水深孔爆破。缺點(diǎn)是儲(chǔ)存期短。乳化炸藥；主要成分為硝酸銨 性能較好?？顾詮?qiáng)，爆炸性能好，原料來(lái)源廣，加工工藝簡(jiǎn)單(jindn)，生產(chǎn)使用安全，環(huán)境污染小。 在水利水電工程中，

4、常用乳化炸藥，銨油炸藥。 共一百六十八頁(yè)2號(hào)巖石(ynsh)銨梯炸藥1號(hào)銨松蠟炸藥(zhyo)共一百六十八頁(yè)粘性(zhn xn)粒狀乳化銨油炸藥共一百六十八頁(yè)乳化(rhu)炸藥共一百六十八頁(yè)一、 炸藥(zhyo)和起爆器材起爆器材 常用的起爆器材包括各種雷管、用來(lái)引爆雷管或傳遞爆轟波的各種材料。主要包括： 1）雷管：有電雷管和火雷管兩種，用于引爆炸藥2）導(dǎo)火索：黑火藥，靠火焰(huyn)用于激發(fā)火雷管 3）導(dǎo)爆索：黑索金，靠沖擊波能直接引爆炸藥；燃速快，6500m/s，故準(zhǔn)爆性好，價(jià)格貴。 4）導(dǎo)爆管：聚乙烯管加黑索金，靠沖擊波傳遞爆轟波，需雷管引爆。5）導(dǎo)爆雷管火雷管加導(dǎo)爆管組成。共一百六十

5、八頁(yè)共一百六十八頁(yè)共一百六十八頁(yè)火雷管(ligun)電雷管(ligun)導(dǎo)爆管雷管共一百六十八頁(yè)導(dǎo)火索 共一百六十八頁(yè)導(dǎo)爆索共一百六十八頁(yè)導(dǎo)爆管共一百六十八頁(yè)炸藥(zhyo)混裝車(chē)和地面站共一百六十八頁(yè)一、 炸藥和起爆(qbo)器材炸藥混裝車(chē)是一種可以現(xiàn)場(chǎng)混制炸藥的一種適用于工程爆破現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備。 目前有銨油炸藥、漿狀炸藥、乳化炸藥、乳化粒狀炸藥、或重銨油炸藥混裝車(chē)。 地面站是現(xiàn)場(chǎng)混裝車(chē)的地面配套設(shè)施，用于原材料貯存(zhcn)、半成品加工等 。共一百六十八頁(yè)二、起爆(qbo)方法和起爆(qbo)網(wǎng)路起爆方法(fngf) 1）火花起爆；由導(dǎo)火索加火雷管引爆炸藥； 2) 電力起爆；由電源，電線和電

6、雷管引爆炸藥； 3）導(dǎo)爆管起爆；雷管軸向激發(fā)導(dǎo)爆管，管內(nèi)形成穩(wěn)定傳播的爆轟波，末端引爆導(dǎo)爆雷管進(jìn)而引爆炸藥； 4）導(dǎo)爆索起爆。既傳遞爆轟波，又直接引爆炸藥。開(kāi)始要用雷管側(cè)向引爆導(dǎo)爆索，導(dǎo)爆索再側(cè)向引爆炸藥。共一百六十八頁(yè)二、起爆(qbo)方法和起爆(qbo)網(wǎng)路起爆網(wǎng)路：（1）含義： 當(dāng)采用群藥包進(jìn)行爆破時(shí)，為了達(dá)到增強(qiáng)爆破效果、控制爆破震動(dòng)等目的，可能采用齊發(fā)、延遲，或組內(nèi)齊發(fā)、組間延遲等起爆方式，這就要求用起爆材料將各藥包聯(lián)接成既可統(tǒng)一(tngy)賦能起爆、又能控制各藥包起爆延遲時(shí)間的網(wǎng)絡(luò)。共一百六十八頁(yè)二、起爆(qbo)方法和起爆(qbo)網(wǎng)路（2）分類1）電力(dinl)起爆網(wǎng)路；準(zhǔn)爆

7、性可檢查，但需防外電場(chǎng)的干擾。 2）導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路；不受外電場(chǎng)干擾，但其準(zhǔn)爆性無(wú)法檢查。 3）導(dǎo)爆索傳爆速度快，網(wǎng)絡(luò)齊爆性好，但網(wǎng)絡(luò)成本高。目前主要用于光面爆破和預(yù)裂爆破等齊爆性要求高的網(wǎng)絡(luò)中。共一百六十八頁(yè)共一百六十八頁(yè)共一百六十八頁(yè)共一百六十八頁(yè)起爆(qbo)網(wǎng)絡(luò)共一百六十八頁(yè)共一百六十八頁(yè)三、鉆孔機(jī)具根據(jù)破巖機(jī)理，可將鉆孔方法分為沖擊式、旋轉(zhuǎn)式、旋轉(zhuǎn)沖擊式和滾壓式四種。 鉆機(jī)動(dòng)力一般為風(fēng)動(dòng)、電動(dòng)、內(nèi)燃、液壓。 鉆孔機(jī)具分為以下幾種： 1）回轉(zhuǎn)式鉆機(jī) ，適用于軟弱巖層或煤層。 有電動(dòng)、液壓式。 2）沖擊式鉆機(jī) ，適用于硬巖，稱為鑿巖機(jī)。 有風(fēng)動(dòng)、電動(dòng)、液壓、內(nèi)燃式等。 3）潛孔鉆 ，為旋轉(zhuǎn)

8、加沖擊式，適用于大孔徑硬巖。 工作方式：多為風(fēng)動(dòng)沖擊式，沖擊器與鉆頭一起潛入孔內(nèi)，屬于深孔鉆機(jī)。 4）液壓鉆機(jī) ，牙輪(yln)鉆頭，滾壓式，大孔徑硬巖。 以液壓為動(dòng)力 5) 手風(fēng)鉆快速鉆及鉆孔臺(tái)車(chē)，前者為風(fēng)動(dòng)，后者一般為液壓。共一百六十八頁(yè)鉆孔(zun kn)施工共一百六十八頁(yè)潛孔鉆共一百六十八頁(yè)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)回轉(zhuǎn)式共一百六十八頁(yè)沖擊(chngj)鉆機(jī)潛孔式共一百六十八頁(yè)液壓鉆共一百六十八頁(yè)手風(fēng)鉆(fngzun)和快速鉆多臂鉆孔(zun kn)臺(tái)車(chē)共一百六十八頁(yè)第二節(jié) 爆破(bop)基本原理及藥量計(jì)算 爆破基本原理及藥量計(jì)算(j sun)是進(jìn)行工程爆破設(shè)計(jì)和施工的基礎(chǔ)。共一百六十八頁(yè)一、爆破(bo

9、p)機(jī)理第二節(jié) 爆破(bop)基本原理及藥量計(jì)算二、爆破漏斗三、藥包種類和裝藥量計(jì)算基本方法共一百六十八頁(yè)一、爆破(bop)機(jī)理 爆破的機(jī)理 巖土介質(zhì)的爆破破碎是炸藥爆轟產(chǎn)生的沖擊波的動(dòng)態(tài)作用(zuyng)和爆轟氣體準(zhǔn)靜態(tài)作用(zuyng)的聯(lián)合作用(zuyng)的結(jié)果。在無(wú)限介質(zhì)和有限介質(zhì)的爆破作用(zuyng)是不同的。共一百六十八頁(yè)一、爆破(bop)機(jī)理無(wú)限均勻介質(zhì)中的爆破（見(jiàn)下頁(yè)圖） 無(wú)限均勻介質(zhì)中爆破作用的最終影響范圍可劃分為：粉碎圈（壓縮圈）；破碎圈（松動(dòng)圈）；震動(dòng)圈。以上各圈只是為說(shuō)明爆破破壞作用的范圍而劃分的，并無(wú)明顯界限，其作用半徑的大小與炸藥(zhyo)的特性與用量、藥包結(jié)

10、構(gòu)、爆炸方式以及介質(zhì)特性等密切相關(guān)。 共一百六十八頁(yè)共一百六十八頁(yè)一、爆破(bop)機(jī)理半無(wú)限介質(zhì)表面附近的爆破爆破漏斗1、爆破漏斗爆破在半無(wú)限介質(zhì)臨空面附近進(jìn)行時(shí)，若藥包的爆破作用使部分破碎介質(zhì)具有拋向臨空面的能量時(shí)，往往形成(xngchng)一個(gè)倒立圓錐形的爆破坑，形如漏斗，稱為爆破漏斗。 （如下圖所示）共一百六十八頁(yè)共一百六十八頁(yè)共一百六十八頁(yè)二、爆破(bop)漏斗 2、爆破漏斗的幾何特征參數(shù) 1）藥包中心至臨空面的最短距離，即最小抵抗線長(zhǎng)度W； 2）爆破漏斗底半徑r； 3）爆破破壞半徑R； 4）可見(jiàn)漏斗深度P； 5）拋擲距離L。 爆破漏斗的幾何特征反映了藥包重量(zhngling)和埋

11、深的關(guān)系，反映了爆破作用的影響范圍。共一百六十八頁(yè)二、爆破(bop)漏斗 3、爆破作用指數(shù)n系數(shù) nr/W，它反映了爆破漏斗的幾何特征。 工程應(yīng)用中，通常(tngchng)根據(jù)n值大小對(duì)爆破進(jìn)行分類。 當(dāng)n1即r=W時(shí)，稱為標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破； 當(dāng)n1即rW時(shí)，稱為加強(qiáng)拋擲爆破；當(dāng)0.75n1時(shí)，稱為減弱拋擲爆破；當(dāng)0.33n0.75時(shí)，稱為松動(dòng)爆破；當(dāng)n0.33時(shí)，稱為隱藏式爆破。共一百六十八頁(yè)二、爆破(bop)漏斗 4、有關(guān)爆破漏斗的計(jì)算可見(jiàn)漏斗深度P： PCW（2n1） （2-1） C為介質(zhì)系數(shù)，對(duì)巖石C0.33，對(duì)粘土C=0.4。 拋擲(pozh)距離L-拋擲堆積體距藥包中心的最大距離L5n

12、W （2-2） 共一百六十八頁(yè)三、藥包種類和裝藥量計(jì)算(j sun)基本方法1、藥包種類集中藥包- L/a4延長(zhǎng)藥包-La4L和a分別為藥包的長(zhǎng)邊和短邊的長(zhǎng)度。2、裝藥量計(jì)算 Q=q0V (2-3)式中，Q為裝藥量，kg； q0為單位耗藥量，kg/m3；V爆除介質(zhì)體積，m3；單位耗藥量與炸藥(zhyo)品種、爆破方法、爆破部位、地質(zhì)條件、自由面數(shù)目、爆破參數(shù)及工藝措施有關(guān)。 共一百六十八頁(yè)三、藥包種類(zhngli)和裝藥量計(jì)算基本方法3、對(duì)單個(gè)集中藥包，其裝藥量計(jì)算公式為： Q=KW3f(n) (2-4) K規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破的單位耗藥量，kg/m3；W最小抵抗線長(zhǎng)度，m；f（n）爆破

13、作用指數(shù)函數(shù)(zh sh hn sh)。標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破：f（n）=1； 加強(qiáng)拋擲爆破：f（n）=0.40.6n3； 減弱拋擲爆破：f（n）= ； 松動(dòng)爆破：f（n）=n3。 共一百六十八頁(yè)三、藥包種類(zhngli)和裝藥量計(jì)算基本方法4、對(duì)鉆孔爆破，一般采用延長(zhǎng)藥包，其藥量計(jì)算公式為： Q=qV （2-5） q為鉆孔爆破條件下的單位耗藥量。式中的q與單個(gè)集中(jzhng)藥包中的K值是有區(qū)別的。共一百六十八頁(yè) 【例】埋置深度為4m的藥包，爆破后得到底直徑為10m的爆破漏斗。求 (1)爆破作用指數(shù)，指出屬何種類型的爆破?如果(rgu)炸藥單耗為15kgm3,爆破藥量是多少？ （2）如果爆破漏斗直徑不變，要求實(shí)現(xiàn)減弱拋擲爆破，其深度如何調(diào)整？解：(1)W4 m，r10/25 m 故減弱(jinru)拋擲爆破的條件：5W1即rW時(shí)，稱為加強(qiáng)拋擲爆破。故減弱拋擲爆破的條件：5W6.67?？讖叫∮?5mm，孔深小于5m