第二章 爆破工程-2010

1、第二章爆破(bop)工程共七十六页爆 破 利用炸药(zhyo)爆炸的能量破坏介质的原有形态达到预定的工程目的共七十六页爆破技术(jsh)的应用广泛应用于各种开挖施工岩石(ynsh)基础开挖地下洞室开挖石料场开采建筑物拆除共七十六页第一节爆破(bop)器材与起爆方法共七十六页爆破器材炸药(zhyo)起爆器材雷管、导火索是其中的两种炸药(zhyo)炸药雷管导火索共七十六页一、炸药和起爆(qbo)器材 (一)炸药1.炸药的性能指标(1)威力(2)敏感度(3)氧平衡(4)安定性(5)殉爆距离(6)最佳密度课后阅读(yud)教材了解共七十六页(5)殉爆距离(jl)药包的爆炸(bozh)引起相邻药包起爆的

2、最大距离小于殉爆距离大于殉爆距离共七十六页2.常用(chn yn)的工业炸药 (1)TNT(三硝基甲苯(ji bn)(2)胶质炸药 (硝化甘油炸药)(3)铵梯炸药(4)铵油炸药(5)浆状炸药(6)乳化炸药课后阅读教材了解共七十六页水电工程中最常用(chn yn)的炸药2号岩石铵梯炸药我国药量计算的标准炸药爆力为320ml猛度为12mm殉爆距离5cm临界直径18-20mm直径为32-35mm最佳密度(md)时的药卷爆速约3600m/s贮存有效期6个月共七十六页(二)起爆(qbo)器材1.火雷管2.导火索3.电雷管4.导爆索5.导爆管6.导爆雷管作用：引爆炸药(zhyo)引爆器材间互相引爆传递爆轰

3、波 共七十六页1.火雷管(ligun)用什么引爆(yn bo)：导火索作用：引爆炸药引爆导爆管引爆导爆索起爆方式即发聚能穴副起爆药正起爆药加强帽帽孔雷管外壳导火索共七十六页2.导火索用什么引燃(yn rn)（起爆）：火花作用：引爆火雷管棉线缠绕黑火药纸条沥青防水层纸条共七十六页3.电雷管(ligun)用什么(shn me)引爆电流作用引爆炸药起爆方式即发起爆秒延迟毫秒延迟即发电雷管延时电雷管外壳脚线密封胶点火桥丝加强帽帽孔正起爆药副起爆药聚能穴缓燃剂+-即发电雷管起爆+-延时电雷管起爆共七十六页4.导爆索用什么引爆各种雷管作用引爆炸药-软雷管传递爆轰波组成(z chn)非电起爆网络爆速大于65

4、00m/s起爆方式即发起爆防水包装防水层纸条黑索金雷管(ligun)导火索导爆索胶布缠绕共七十六页5.导爆管用什么引爆：各种( zhn)雷管、导爆枪、导爆索作用：引爆导爆雷管传递爆轰波组成非电起爆网络爆速大于16002000m/s3mm聚乙烯塑料软管奥克托金或黑索金导爆枪导爆管导爆索雷管(ligun)爆轰波传递1.4mm共七十六页6.导爆雷管(ligun)用什么引爆导爆管作用引爆炸药(zhyo)起爆方式即发起爆毫秒延迟外壳延迟药消爆室卡痕导爆管卡口塞聚能穴正起爆药副起爆药共七十六页二、起爆(qbo)方法和起爆(qbo)网路1.起爆方法 电力起爆电雷管炸药非电起爆火花(huhu)起爆导火索火雷管

5、炸药导爆管起爆导爆管导爆雷管炸药导爆索起爆各种雷管导爆索炸药齐发起爆导爆索炸药绑扎共七十六页2.起爆(qbo)网路爆破(bop)时把起爆器材联结在一起，形成的网路例外：火花起爆不成网路为什么需要起爆网路与节日放鞭炮类似工程爆破的药包在空间上分散布置相互之间超过殉爆距离不允许多次点火起爆，只能一次点火全部起爆起爆顺序和间隔时间有严格要求起爆网路的作用一次点火起爆所有药包控制药包的起爆顺序和间隔时间达到预定的爆破效果，控制爆破震动共七十六页起爆(qbo)网路分类电力起爆网路齐发起爆网路延迟(ynch)起爆网路非电起爆网路导爆索起爆网路导爆管起爆网路混合起爆网路齐发起爆网路延迟起爆网路其他起爆网路双

6、复式交叉起爆网路孔间微差顺序起爆网路共七十六页（1）电力(dinl)起爆网路准爆性可以检查用于准爆性要求高的场合没有起爆后网路超前破坏电流同时到达所有雷管没有爆轰波传递过程，非接力起爆可进行齐爆或延迟起爆（采用(ciyng)延迟雷管）容易受外电场的干扰需要起爆设备和布置起爆电力线路网路设计需要复杂的电路计算消耗有色金属，成本高共七十六页电力起爆网路的基本(jbn)形式串连法并联法串并联法并串连法并串并联法延迟起爆(qbo)网路的主要组网方法起爆器网路干线药包起爆器网路干线药包起爆器网路干线药包起爆器网路干线药包起爆器网路干线药包网路支线接通点源起爆共七十六页(2)导爆管起爆(qbo)网路从起爆

7、网路连接和爆轰波传递路线(lxin)来分1.簇并联网路2.并并联网路3.串并联网路4.分段并串联网路导爆管导爆雷管导爆管炮孔（导爆雷管药包）激发源导爆管导爆雷管导爆管炮孔（导爆雷管药包）激发源激发源激发共七十六页爆轰波依次向前传递，到达所有药包接力起爆不受外电场(din chng)干扰，比较安全准爆性无法检查灵活多样，组网方便价格适中水电施工中最主要的起爆网路导爆管起爆(qbo)网路特点 共七十六页(3)导爆索起爆(qbo)网路 雷管(ligun)用量少，安全性高网路成本高准爆性无法检查传爆速度快，网路齐爆性好主要用于光面爆破和预裂爆破等齐爆性要求高的部位一般和导爆管网路结合组成混合网路药卷起

8、爆雷管主干索支索共七十六页混合(hnh)网路导爆管、导爆索混合使用(shyng)导爆索用于光面爆破孔或预裂爆破孔导爆雷管导爆管网络导爆索网络共七十六页非电起爆(qbo)网路特点准爆性不可以检查起爆(qbo)后可能产生网路超前破坏接力起爆起爆过程是爆轰波传递过程网路超前破坏先爆炸的药包破坏爆轰波尚未传到的部分网路可进行齐爆或延迟起爆主要是进行延迟起爆利用导爆雷管的延迟特性分若干段，1段为即发，以后各段延迟不同的毫秒数参考具体生产厂家的产品参数或手册共七十六页(4)延迟(ynch)起爆网路 具备延迟起爆(qbo)功能的导爆管网路或混合网路基本型式孔内延迟网路孔外延迟网路孔内外延迟网路 共七十六页1

9、111111222333444导爆雷管(ligun)段数1段即发25段延迟不同毫秒炮孔分组同组用同段雷管(ligun)孔内延迟网路激发导爆管炮孔(导爆雷管药包)导爆雷管共七十六页1345111111111111孔外延迟(ynch)网路激发(jf)共七十六页2222555555555555孔内外(niwi)延迟网路激发(jf)共七十六页延迟(ynch)起爆网路特点 起爆方式：炮孔分组起爆同组齐发起爆瞬间起爆药量网路中同一时刻齐发起爆的所有药包药量总和组间延迟起爆延迟单位：毫秒目的按设计的分组、顺序、间隔时间起爆药包增强爆破效果控制震动(zhndng)强度共七十六页(5)其他(qt)起爆网路 导爆

10、管毫秒雷管双复式交叉接力网路目的在于达到极高的准保率孔间微差顺序起爆网路炮孔不分组，按排、列顺序微差起爆深孔台阶爆破控制破碎块度控制震动损伤范围基础(jch)保护层开挖导爆管导爆雷管炮孔(导爆雷管药包)复式网路交叉网络双复式交叉网路临空面临空面12345678开挖作业面临空面共七十六页第二节爆破(bop)的基本原理及药量计算共七十六页一、爆破(bop)机理无限(wxin)介质药包r冲击波粉碎周边介质23r810r弹性振动区粉碎区超高温超高压爆生气体应力波压缩介质介质环向拉伸产生径向裂隙尖劈作用扩展裂隙应力波通过应力释放介质向内反弹，环向拉伸产生环向裂隙破碎区爆生气体串通高压爆生气体充填产生爆炸

11、冲击波冲击波衰减为应力波应力波衰减为地震波爆生气体进入共七十六页半无限介质二、爆破(bop)漏斗 半无限体表面(biomin)，有临空面爆破形成爆破漏斗药包爆破作用指数：n=r/w临空面rrw最小抵抗线漏斗底半径共七十六页爆破(bop)分类n=1标准抛掷爆破(bop) n1加强抛掷爆破 0.75n1减弱抛掷爆破 n0.75松动爆破 Wrrn=1rrwn1rrw0.75n1rrwn 0.75水电工程爆破多为松动爆破共七十六页三、药包种类和装药量计算(j sun)的基本方法药包种类(zhngli)集中药包延长药包水电工程多为钻孔爆破，为延长药包aLL/a4延长药包L/a4集中药包La共七十六页钻孔

12、(zun kn)爆破药量计算QqVV 爆落的方量，m3q 单位(dnwi)耗药量，kg/m3一般给出标准炸药值非标准炸药需要进行换算参考教材和相关手册共七十六页第三节爆破的基本(jbn)方法共七十六页一、钻孔(zun kn)爆破二、洞室爆破三、预裂爆破和光面爆破共七十六页浅孔爆破孔径小于75mm，孔深小于5m中小型规模(gum)的开挖深孔爆破孔径大于75mm，孔深超过5m大规模、高强度开挖一、钻孔(zun kn)爆破共七十六页钻孔(zun kn)爆破的工作面布置形成(xngchng)台阶式开挖作业面又称：阶梯式爆破或称：梯段爆破阶梯工作面+延迟网络分段爆破阶梯式开挖作业面临空面炮孔先锋槽本图为

13、利用岸坡地形布置阶梯式工作面平面地形开先锋槽创造阶梯式工作面共七十六页钻孔机具小型潜孔钻手风钻钻孔机具多以压缩空气（压风）为动力(dngl)（风动）为什么需要设固定式、移动式空压机供风（一）浅孔爆破(bop)共七十六页1.炮孔布置(bzh)参数长度方向分段宽度方向布34排炮孔炮孔一般采用梅花型布置需要确定(qudng)的参数：LHaaabW连续装药段炮孔堵塞段共七十六页炮孔参数(cnsh)的确定(1)最小抵抗线WKwdKw为岩质系数，一般取1530，坚硬岩石取小值，松软岩石取大值 (2)台阶(tiji)高度H (1.22.0)W (3)炮孔深度L(0.851.15)H(4)孔距和排距a=(1.

14、02.0)W b=(0.81.0)W(5)堵塞长度L10.5Lab排距bwL堵塞段连续装药dHL1剖面图平面图梅花形布孔共七十六页2.装药量计算(j sun) 单孔药量 QqaWHq浅孔台阶爆破单耗，0.20.6kg/m3a炮孔间距W最小抵抗(dkng)线H台阶高度aWH实际为单孔爆落岩石体积共七十六页3.起爆(qbo)网路123122334455一般采用导爆管起爆网路，进行微差延迟起爆梯段爆破常用的微差延迟起爆方法排间微差V形起爆炮孔数量很少，可采用火花起爆火花起爆是相同孔径(kngjng)中爆破振动最小的起爆方式振动大小完全由炮孔直径决定共七十六页钻孔机具大型自行式潜孔钻多为风动，或以柴油

15、(chiyu)为动力(二)深孔爆破(bop)共七十六页钻孔(zun kn)方式垂直(chuzh)孔倾斜孔倾斜孔优点大于缺点，常用共七十六页1.炮孔布置(bzh)参数(1)台阶高度H 616m(2)钻孔直径d 主爆孔150mm,轮廓孔110mm (3)底盘抵抗线Wd =HDd/150D岩石硬度影响(yngxing)系数，0.460.56台阶高度影响系数，查表2-1确定(4)超钻深度H (0.150.35)Wd(5)孔长L（H+ H）/sin为钻孔倾斜角(6）孔距a和排距ba=(1.02.0)Wdb=(0.81.0)Wd(7)堵塞长度L1 L10.75Wd L1(2030)d L1(0.20.4)

16、LdLHbL1WdHab共七十六页HbWd2.装药量计算(j sun)前排炮(pipo)孔的单孔药量QqaWdH后排炮孔的单孔药量QqabHq 深孔台阶爆破单耗软岩0.150.3kg/m3中硬岩0.30.45kg/m3硬岩0.450.6kg/m3ab共七十六页对爆破效果(xiogu)的基本要求岩块均匀，大块率低台阶(tiji)面平整，不留残埂较高的钻孔延米爆落量较低的炸药单耗 共七十六页3.改善深孔爆破效果的技术(jsh)措施(1)合理利用或创造人工自由面(2)改善装药结构分段装药混合装药空气间隔装药(3)优化起爆网路 (4)采用微差挤压爆破(bop)爆破工作面前留有渣堆的微差爆破(5)保证堵

17、塞长度和堵塞质量共七十六页二、洞室(dn sh)爆破自行看书(kn sh)了解共七十六页三、预裂爆破(bop)和光面爆破(bop)预裂爆破轮廓孔先爆形成预裂面再爆主炮孔光面爆破先爆主炮孔后爆轮廓孔形成光爆面预裂爆破和光面爆破齐爆性要求高所有预裂孔或光爆孔同一瞬时起爆一般采用(ciyng)导爆索网络起爆预裂孔主炮孔预裂面光爆孔光爆面崩落孔主炮孔共七十六页应用(yngyng)部位广泛应用于坝基(b j)边坡开挖地下洞室开挖共七十六页(一)成缝机理(j l)耦合装药封堵不耦合装药封堵药包药包一般(ybn)的炮孔预裂、光爆炮孔空气隔层削减孔壁受到的爆炸压力，不产生压缩破坏但使炮孔四周产生径向裂纹孔间的

18、聚能作用，在连线上产生应力集中，初始裂纹进一步发展高压爆生气体产生气刃劈裂作用，使孔间连线上的裂纹贯通成缝环状空气隔层共七十六页(二)质量控制(kngzh)标准(1)开挖壁面岩石的完整性半孔率（炮孔痕迹总长与炮孔总长的百分比率）节理裂隙极发育的岩体10%50%节理裂隙中等发育50%80%节理裂隙不发育者80%以上围岩壁面不应有明显的爆生裂隙(2)围岩壁面不平整度（起伏差）允许值为15cm(3)在临空面上，预裂缝宽度一般不宜小于1cm质量控制(kngzh)的重点爆破参数钻孔精度共七十六页(三)参数(cnsh)设计1预裂爆破参数(1)孔径d明挖70105mm隧洞开挖4090mm大型地下厂房5011

19、0mm(2)孔距a712倍的孔径d (3)装药不偶合系数d/r 25(4)线装药密度Qx经验公式(gngsh)估算，参考有关手册一般200一500g/m孔底段加大到25倍。孔径d孔距a药卷直径r不耦合系数=r/d共七十六页2.光面爆破(bop)参数(1)光爆层厚度W1020倍炮孔直径 (2)孔距a(0.750.90) W(3)钻孔直径同预裂爆破(bop)(4)装药不偶合系数同预裂爆破(4)线装药密度Qx =qaW q为松动爆破单耗，kg/m3awd崩落孔光爆孔药卷直径r不耦合系数=d/r共七十六页要求(yoqi)药卷置于炮孔中心中心定位器竹片绑扎（四）装药结构(jigu)与起爆LLdL0L1L

20、2导爆索封堵段药卷炮孔L孔长L1堵塞长度L2装药长度L0均匀装药段长度Ld孔底加强段长度共七十六页第四节水利水电工程中的岩石开挖(ki w)爆破技术共七十六页一、水工(shu n)建筑物岩石基础的开挖遵循自上而下分层开挖的原则广泛运用深孔台阶爆破方法设计边坡轮廓面采用预裂爆破或光面爆破在建(zi jin)基面以上一定范围预留保护层原地面设计开挖轮廓岸坡开挖河床开挖水平建基面保护层开挖预裂爆破马道共七十六页1基础保护层以上(yshng)的岩体开挖设计开挖边坡基础保护层以上岩体保护层岸坡开挖(ki w)主要采用以毫秒爆破技术为主的深孔台阶爆破方法常用爆破方式齐发爆破微差爆破微差顺序爆破微差挤压爆破

21、小抵抗线宽孔距爆破控制指标主体建筑物部位的钻孔直径110mm最大一段起爆药量500kg建基面保护层河床开挖基础保护层以上岩体共七十六页2.水平(shupng)建基面上保护层开挖 保护层厚度H由梯段爆破孔底以下的破坏深度爆破试验确定类比法：2540倍梯段炮孔底部装药直径开挖规范规定(gudng)分三层开挖第一层H1.5m,d40mm,单响药量300kg,炮孔不过层底线第二层1.50.5（软弱岩石0.7）m, d32mm,炮孔倾角60。,单孔起爆,炮孔不过层底线第三层软弱岩石0.70.2m,同第二层，留0.2m人工撬挖其他岩石0.50m,同第二层,炮孔不过层底线Hd炮孔Hd炮孔保护层开挖轮廓第一层

22、第三层第二层共七十六页水平(shupng)建基面上保护层快速开挖方法保护层的一次爆除技术孔底具有柔性垫层的小梯段孔间微差顺序(shnx)起爆水平光面爆破法一次爆除保护层不留保护层一次爆破到位取消保护层的水平预裂爆破技术建基面柔性垫层预裂面以前梯段爆破中形成水平炮孔光爆孔爆破渣堆梯段孔水平预裂孔水平预裂面共七十六页二、岩石(ynsh)高边坡爆破开挖需要解决(jiju)的关键问题控制钻孔爆破对边坡岩体的影响确保边坡在施工期和运行期的稳定性解决问题的措施预裂爆破光面爆破缓冲爆破深孔梯段微差爆破缓冲爆破区主爆区保护层预裂孔缓冲孔主爆孔上次爆破而形成的预裂面马道共七十六页三、定向(dn xin)爆破筑坝一般(ybn)了解共七十六页四、岩塞爆破(bop) 一般(ybn)了解共七十六页五、面板堆石坝填筑石料(shlio)的开采 对开挖石料(shlio)有一定