第二章爆破工程地質(zhì)第二節(jié)地質(zhì)條件對(duì)爆破作用的影響

一、巖石的物理力學(xué)性能對(duì)爆破的影響巖石的三度(硬度、密度與強(qiáng)度)和三性(脆性、韌性和彈性)。巖石性質(zhì)是影響爆破作用的主要因素之一。爆破的單位炸藥消耗量、孔網(wǎng)參數(shù)、爆破松散系數(shù)、爆破地震強(qiáng)度計(jì)算系數(shù)等很多爆破設(shè)計(jì)參數(shù)和安全計(jì)算系數(shù)均與巖性有關(guān)

二、巖體的地質(zhì)構(gòu)造對(duì)爆破的作用

巖體由結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體兩個(gè)要素組合形成，決定了巖體的爆破工程地質(zhì)特性，影響巖體的爆破效果。結(jié)構(gòu)面是指發(fā)育于巖體中，具有一定方向和延伸性以及一定厚度的各種地質(zhì)界面，如斷層、節(jié)理、層理及不整合面等；結(jié)構(gòu)體是指被結(jié)構(gòu)面切割成的巖石塊體

巖體受到各種地質(zhì)作用(包括外力和內(nèi)力地作用)，留下各種地質(zhì)痕跡，包括斷層、節(jié)理、裂隙和溶洞等。由于結(jié)構(gòu)面的存在使巖體強(qiáng)度低于巖石強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)面是巖體的弱面；分原生結(jié)構(gòu)面(在成巖過(guò)程中形成的巖體界面)、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面(在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過(guò)程中形成的破裂面)、次生結(jié)構(gòu)面(在外應(yīng)力作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)面)按是否夾有軟弱充填物可分為軟弱面(不夾軟弱介質(zhì))和軟弱帶(夾有一定厚度的軟弱物質(zhì))。1．應(yīng)力集中作用軟弱面使巖體的連續(xù)性遭到破壞。在爆破應(yīng)力作用下的破壞是脆性破壞，在爆破應(yīng)力作用下，巖體就從軟弱面處首先開裂。在巖體結(jié)構(gòu)面較發(fā)育的地區(qū)，爆破的單位耗藥量較低

2．應(yīng)力波反射拉伸作用當(dāng)爆破壓應(yīng)力波傳播到軟弱帶時(shí)便產(chǎn)生反射拉伸波。當(dāng)反射拉伸波達(dá)到巖石的抗拉強(qiáng)度時(shí)，便在張開裂隙或軟弱帶的迎波一側(cè)巖石中產(chǎn)生裂隙，造成巖石破碎

3、能量隔離或吸收作用

爆破應(yīng)力波通過(guò)張開裂隙或軟弱帶時(shí)，由于界面引起應(yīng)力波反射以及軟弱帶內(nèi)的介質(zhì)產(chǎn)生壓縮變形，爆破能量受到一定的隔離或吸收，削弱了對(duì)背波面巖石的破壞作用

當(dāng)軟弱帶或軟弱面穿過(guò)爆源并通向附近的臨空面時(shí)，形成“沖炮”或其他形式向臨空面泄出，爆破效果明顯降低。爆破作用范圍內(nèi)有溶洞，同樣會(huì)發(fā)生爆破能量泄露

4、能量泄露5、高壓氣楔作用

炸藥爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓氣體侵入巖體結(jié)構(gòu)面時(shí)，會(huì)對(duì)巖體產(chǎn)生氣楔劈裂破壞作用。

三、巖體地地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)對(duì)爆破的具具體影響1．?dāng)鄬訑鄬酉喈?dāng)于于一個(gè)完整整的自由面面，對(duì)爆破破能量產(chǎn)生生隔離、吸吸收和泄露露作用。當(dāng)爆破漏斗斗范圍內(nèi)存存在斷層、、大的裂縫縫或?qū)用鏁r(shí)時(shí)，將影響響爆破漏斗斗的形狀和和大小，改改變爆破方方量和拋擲擲方向圖2—l斷層通過(guò)爆爆破漏斗斷斷面示意圖圖(a)爆方減少；；(b)爆方增多；；(c)爆方減少2．層理圖2—2層層理理對(duì)爆破漏漏斗形成的的影響平面面示意圖(a)走向與最小小抵抗線正正交；(b)走向與最小小抵抗線平平行；(c)走向與最小小抵抗線斜斜交①最小抵抗抗線；②計(jì)計(jì)算破裂半半徑；③實(shí)實(shí)際破裂漏漏斗邊線3、節(jié)理的的影響圖2—3X交割節(jié)理對(duì)對(duì)爆破效果果的影響圖2—4溶溶洞改變變抵抗線方方向圖2—5溶溶蝕縫引引起沖炮4、結(jié)構(gòu)面面對(duì)破碎塊塊度的影響響巖體強(qiáng)度受受巖石強(qiáng)度度和結(jié)構(gòu)面面發(fā)育程度度的控制。。爆破碎塊的的表面大多多數(shù)（80~90%），是沿沿巖體內(nèi)部部結(jié)構(gòu)面形形成的原生生裂隙面（（呈風(fēng)化狀狀態(tài)）；爆破作用形形成的新鮮鮮破裂面（（次生破裂裂面）的數(shù)數(shù)量?jī)H占10~20%。結(jié)構(gòu)面的發(fā)發(fā)育程度對(duì)對(duì)破碎塊度度分布有決決定性影響響，原生裂裂隙面的比比例越大，，塊度越大大。要進(jìn)行破碎碎塊度預(yù)報(bào)報(bào)，必須進(jìn)進(jìn)行詳細(xì)的的工程地質(zhì)質(zhì)勘察和節(jié)節(jié)理裂隙統(tǒng)統(tǒng)計(jì)5、溶洞對(duì)對(duì)爆破效果果的影響石灰?guī)r地區(qū)區(qū)的溶洞比比較發(fā)育，，溶洞和裂裂縫引起的的爆破能量量泄露、改改變抵抗線線方向，影影響破碎范范圍和爆破破方量，甚甚至形成沖沖炮，影響響爆破效果果。綜上所述，，在爆破方案案選擇、設(shè)設(shè)計(jì)藥包位位置和確定定爆破參數(shù)數(shù)時(shí)，應(yīng)查查明工程地地質(zhì)情況，，利用巖體體結(jié)構(gòu)的有有利因素，，避開其不不利因素，，力求達(dá)到到滿意的爆爆破效果。。四、地形對(duì)對(duì)爆破效果果的影響臨空面的形形狀和數(shù)目目、爆破巖巖體的高度度和坡度等等地形條件件是影響爆爆破效果和和經(jīng)濟(jì)效益益的重要匿匿素，在爆爆破設(shè)計(jì)中中應(yīng)充分利利用有利的的地形條件件。在臨空面的的數(shù)目多且且面積大，，山高坡陡陡的地方爆爆破，可以以用較小的的炸藥量獲獲得較大的的爆破方量量或拋擲方方量五、地下水水對(duì)爆破的的影響地下水對(duì)硐硐室開挖、、裝藥堵塞塞、起爆網(wǎng)網(wǎng)路敷設(shè)、、爆破效果果等均有直直接的影響響。地下水會(huì)降降低炸藥的的感度和威威力，甚至至使炸藥失失效而產(chǎn)生生拒爆；使堵塞不緊緊而產(chǎn)生沖沖炮；還有：使雷管受潮潮或電爆網(wǎng)網(wǎng)路短路，，影響網(wǎng)路路的質(zhì)量。。在有水的地地方爆破，，應(yīng)采取嚴(yán)嚴(yán)密的防水水措施，否否則將造成成瞎炮或影影響爆破效效果；地下水發(fā)育育的地方，，要采取排排水措施并并采用防水水炸藥第三節(jié)爆爆破引起的的工程地質(zhì)質(zhì)

問(wèn)題一、爆破對(duì)對(duì)保留巖體體的破壞根據(jù)爆破作作用基本原原理，在有有臨空面條條件下的爆爆破，從藥藥包中心向向外可分為為：壓縮區(qū)區(qū)、爆破漏漏斗區(qū)、破破裂區(qū)和振振動(dòng)區(qū)。一般壓縮區(qū)區(qū)和爆破漏漏斗區(qū)是需需挖運(yùn)的爆爆破范圍，，破裂區(qū)和振振動(dòng)區(qū)則是是爆破可能能引起工程程地質(zhì)問(wèn)題題的區(qū)域。。通常爆區(qū)后后緣地表破破壞范圍比比深層破壞壞范圍大，，地表破壞壞與深層基基巖破壞有有不同的特特點(diǎn)(一)后緣緣地表破壞壞后緣地表破破壞是由后后沖和反射射拉伸波作作用形成，，裂縫常沿平平行臨空面面方向延展展，且距爆爆破區(qū)越近近就越寬、、越密；地表裂縫寬寬度和延展展長(zhǎng)度與爆爆破規(guī)模、、爆破夾制制作用、爆爆破方法和和地形地質(zhì)質(zhì)條件有關(guān)關(guān)。爆破規(guī)模大大、夾制作作用強(qiáng)，地地表裂縫破破壞程度大大（二）爆破破對(duì)深層基基巖的破壞壞一般開山采采石不需要要考慮基巖巖破壞；路塹開挖爆爆破僅考慮慮藥包周圍圍壓縮圈產(chǎn)產(chǎn)生的破壞壞范圍（一一般情況下下需給路基基和邊坡預(yù)預(yù)留保護(hù)層層，保護(hù)層層厚度為壓壓縮圈半徑徑）但是：在水工壩基開開挖中，即使使在爆破作用用下產(chǎn)生微小小的裂縫也被被視為對(duì)基巖巖的破壞，一般上層采用用深孔爆破，，下層采用淺淺孔爆破，最底層采用人人工鑿除的辦辦法，或采用用水平炮孔預(yù)預(yù)裂爆破，形形成水平預(yù)裂裂面，以阻止止上層爆破裂裂縫向下層擴(kuò)擴(kuò)展二、爆破對(duì)邊邊坡穩(wěn)定性影影響爆破產(chǎn)生的邊邊坡失穩(wěn)分為為兩類：一類為爆破振振動(dòng)引起的自自然高邊坡失失穩(wěn)；另一類為爆破破開挖使工程程邊坡遭受破破壞，日后風(fēng)風(fēng)化作用引發(fā)發(fā)不斷的塌方方失穩(wěn)。一般情況下，，硐室爆破對(duì)邊邊坡穩(wěn)定性影影響最大，深孔爆破次之之，淺孔爆破最小小。所以在硐室爆爆破設(shè)計(jì)中應(yīng)應(yīng)對(duì)邊坡穩(wěn)定定性影響有足足夠重視(一)爆破對(duì)對(duì)自然邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性的影響響兩個(gè)因素：爆破震動(dòng)強(qiáng)度度；坡體自身的地地形、地質(zhì)條條件。爆破震動(dòng)作用用下，坡角越越大、巖體強(qiáng)強(qiáng)度越低，越越容易失穩(wěn)；；四種容易失穩(wěn)穩(wěn)的情形：(1)爆區(qū)附附近的坡體內(nèi)內(nèi)存在貫通滑滑動(dòng)面或古滑滑坡(2)坡體內(nèi)內(nèi)有傾向坡體體外的節(jié)理裂裂隙(3)巖體內(nèi)內(nèi)垂直柱狀節(jié)節(jié)理十分發(fā)育育，且邊坡高高陡(4)坡緣處處原有搖搖欲欲墜的危石(二)爆破對(duì)對(duì)保留邊坡隱隱定性的影響響一般的爆破都都會(huì)對(duì)保留邊邊坡的內(nèi)部巖巖體產(chǎn)生破壞壞，受破壞的的程度主要與與如下因素有有關(guān)：(1)爆破藥藥量(2)最小抵抵抗線(3)工程地地質(zhì)條件（三）邊坡開開挖的爆破安安全注意事項(xiàng)項(xiàng)(1)選擇擇合理的爆爆破方案硐室爆破對(duì)對(duì)邊坡破壞壞作用強(qiáng)，，所以預(yù)留留保護(hù)層較較厚；鉆孔爆破可可預(yù)留光面面層，使邊邊坡得到最最大限度的的保護(hù)。預(yù)裂鉆孔爆爆破和硐室室爆破相結(jié)結(jié)合的爆破破技術(shù)得到到發(fā)展既能很好地地保護(hù)殘留留邊坡，又又能實(shí)現(xiàn)快快速、經(jīng)濟(jì)濟(jì)和大規(guī)模模的土石方方爆破(2)進(jìn)行行合理的爆爆破設(shè)計(jì)根據(jù)巖性和和地質(zhì)構(gòu)造造進(jìn)行爆破破設(shè)計(jì)，特別是硐室室爆破的設(shè)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)據(jù)地質(zhì)構(gòu)造造的特點(diǎn)來(lái)來(lái)布置藥包包，確定各各項(xiàng)參數(shù)(3)提高高爆破施工工質(zhì)量避免因爆破破施工不當(dāng)當(dāng)(如產(chǎn)生生盲炮、堵堵塞不嚴(yán)等等原因使爆爆破不徹底底)，清方刷坡不不徹底，護(hù)坡防護(hù)不不到位等引起邊坡變變形失穩(wěn)三、地下爆爆破工程引引起的工程程地質(zhì)問(wèn)題題(1)爆破破引起的塌塌方、冒頂頂由于不利的的節(jié)理裂隙隙組合、斷斷層、軟弱弱帶影響，，激發(fā)因素往往往是由于于爆破不當(dāng)當(dāng)。地下開挖通通過(guò)不良地地層時(shí)，要要采取控制制爆破和加加強(qiáng)支護(hù)的的措施，例如控制單單響藥量，，周邊進(jìn)行光光面爆破，，放完炮馬馬上進(jìn)行支支護(hù)，等措措施。如果發(fā)生了了塌方、冒冒頂，則需需要進(jìn)行加加強(qiáng)密集支支護(hù)通過(guò)不不良地質(zhì)段段(2)地下下采掘工程程造成地面面塌陷，形形成地表塌塌陷區(qū)。塌陷區(qū)的范范圍是可以以預(yù)先劃定定的，在該該區(qū)范圍內(nèi)內(nèi)不得設(shè)置置任何地下下工程(豎豎井、平巷巷)，地表不得設(shè)設(shè)置道路和和建筑物，，也不能設(shè)設(shè)置工業(yè)設(shè)設(shè)施(3)地應(yīng)應(yīng)力變化引引起的地質(zhì)質(zhì)問(wèn)題。在深層開挖挖隧道工程程時(shí)，因地地壓作用使使隧道變形形，甚至將將隧道摧垮垮。有些地段，，在開挖斷斷面處發(fā)生生巖爆。更有甚者，，在大地活活動(dòng)構(gòu)造帶帶附近進(jìn)行行大面積長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)間采掘掘作業(yè)，在在構(gòu)造帶形形成地應(yīng)力力。地應(yīng)力增大大到一定程程度時(shí)發(fā)生生應(yīng)力釋放放，引起構(gòu)構(gòu)造帶活動(dòng)動(dòng)從而形成成地震(4)爆破破引起的地地下水及瓦瓦斯突出事事故發(fā)生過(guò)許多多爆破引起起地下水、、瓦斯突出出事故，造造成礦區(qū)的的毀滅。預(yù)防這類事事故的可靠靠措施是在在滑動(dòng)地段段打超前孔孔，隨時(shí)進(jìn)行地地下水、瓦瓦斯?jié)舛缺O(jiān)監(jiān)測(cè)第四節(jié)爆爆破破工程地質(zhì)質(zhì)勘察一、爆破對(duì)對(duì)工程地質(zhì)質(zhì)勘察基本本要求根據(jù)爆破工工程的特性性，查明爆爆區(qū)(包括括爆破影響響區(qū))的地地形、地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造、巖巖性和地下下水情況，，從工程地地質(zhì)的角度度論證或解解決如下問(wèn)問(wèn)題：(1)論證證采用爆破破施工的必必要性、合合理性和可可靠性(2)查明明爆區(qū)以及及爆破影響響區(qū)的地形形地物及各各種地質(zhì)構(gòu)構(gòu)造，論證證爆破對(duì)地地物及地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造的破破壞和影響響，以便確確定合理的的爆破方案案（硐室、、深孔、淺淺孔）及規(guī)規(guī)模；調(diào)查巖石性性質(zhì)，為爆爆破設(shè)計(jì)提提供合理的的炸藥單耗耗和各項(xiàng)參參數(shù)(3)根據(jù)據(jù)整體工程程對(duì)爆破的的要求，分分析爆破前前后的地質(zhì)質(zhì)條件變化化，預(yù)計(jì)可可能出現(xiàn)的的邊坡失穩(wěn)穩(wěn)、地基沉沉陷、滑坡坡、繞壩滲滲流等工程程地質(zhì)問(wèn)題題（或?yàn)?zāi)害害），以及及預(yù)防措施施和善后處處理辦法二、爆破工工程地質(zhì)勘勘察的內(nèi)容容和方法(一)一般般巖土爆破破工程(1)地形形條件地地表的形狀狀、坡度、、高度，山山體厚度，，臨空面條條件等。(2)地層層巖性巖巖石名稱、、類別、物物理力學(xué)性性能、巖層層(特別是是軟弱夾層層)產(chǎn)狀、、覆蓋層(坡積層)和風(fēng)化層層厚度(3)地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造斷斷層、層層理、破碎碎帶等的分分布和產(chǎn)狀狀，以及溶溶洞和裂隙隙發(fā)育程度度。(4)水文文地質(zhì)地地下水位位線、裂隙隙水、巖溶溶水、暗河河、泉水、、地下積水水等的分布布情況和地地下水位線線。(5)災(zāi)害害問(wèn)題掘掘進(jìn)爆破破時(shí)應(yīng)查明明有無(wú)危險(xiǎn)險(xiǎn)性物質(zhì)，，如放射性物物質(zhì)，瓦斯斯和可燃、、可爆性粉粉塵、高溫溫礦物的可可燃性及溫溫度等(二)大爆爆破工程：：

分階段段1．可行性性研究階段段任務(wù)是論證證爆破工程程的可行性性，提出可可供選擇的的爆破方案案，進(jìn)行方方案比較，，論證所選選方案的合合理性、可可靠性。需要在爆區(qū)區(qū)范圍內(nèi)測(cè)測(cè)繪1：1000地地形地質(zhì)圖圖。測(cè)繪要要求與—般般測(cè)繪相同同。可配合合地質(zhì)勘探探工作進(jìn)行行爆破試驗(yàn)驗(yàn)，使爆破破設(shè)計(jì)方案案建立在可可靠的勘測(cè)測(cè)和試驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)礎(chǔ)上2.技術(shù)設(shè)設(shè)計(jì)階段著重分析各各種布藥方方案，并優(yōu)優(yōu)選最佳方方案。為此此需要測(cè)繪繪l：200或l：500地形地質(zhì)圖圖；詳細(xì)劃分巖巖層，明確確巖層分布布位置，正正確標(biāo)明不不同位置巖巖層的產(chǎn)狀狀和變化，，分析各巖巖層的