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第一章 土方工程
概述
土方边破和土壁支护
场地平整
土方工程机械化施工
基坑排水
爆破工程
第六节、爆破工程
主要内容：
(1)岩石性质 岩石物理和力学性质。
(2) 工业炸药及性能 炸药种类及性质。
(3) 起爆器材 电起爆和非电起爆器材性能。
(4) 起爆技术 起爆方法，操作要领。
(5) 爆破技术 土石、药室、隧道、拆除。
(6) 爆破施工技术 施工准备、施工程序及施工要点。
6.1岩石性质
岩石：一种矿物或多种矿物的集合体。
岩体：一种岩石或多种岩石的集合体。
爆破对象：地壳中的岩体。
结构面：岩石体内部的各种构造形态，断层、裂隙等，或称为弱面。
岩块：岩体被弱面切割成不同形状和大小的单元体。
(1)岩石类别
岩浆岩：熔融岩浆在地壳内或地表面冷凝结晶而成的岩石。花岗岩等。
沉积岩：陆地和海洋中的沉积物胶结硬化而形成的岩石。石灰岩等。
变质岩：岩浆岩或沉积岩，经过变质作用而形成的岩石，如大理岩等。
(2)岩石性质
岩石结构: 是指岩石矿物成分粒度、形状和矿物颗粒之间的连接方式。
岩石矿物颗粒愈细和愈致密，岩石愈坚固，爆破时难于破碎。
岩石构造: 是指岩石在生成时和生成后受动力地质作用所形成的状态，层理、节理和裂隙等。合理布置炮孔，充分利用岩石构造，可改善爆破效果。
岩石孔隙率: 是指岩石中孔隙体积与岩石体积之比，用百分数来表示。
孔隙率越大，可压缩性及含水性亦越大，抗剪强度越小。
岩石孔隙存在，对爆破不利。
岩石炸胀性: 是指岩石破碎后体积增大的性能。
炸胀系数：岩石破碎后体积与破碎前体积之比值。
意义：估算爆破后岩石体积多少；估算地下补偿空间大小。
岩石强度: 指岩石抵抗外力破坏的能力。
强度应用：程爆破时，应使岩石处于受剪或受拉状态。
6.2 炸药特征及分类
6.2.1 各类爆炸现象
爆炸：物质急剧改变形态，在瞬间放出大量的能量，对周围介质作机械功的过程，并伴随声、光、热效应的现象。
物理爆炸 只有物态发生迅速变化和能量转换，而物质本身的分子不产生变化，亦不产生新的物质。
化学爆炸 不仅物态急剧发生变化和能量转换，而且化学性质变化，并生成新的物质。
核 爆 炸 因链式反应放出的大量的原子能，使裂变物高温高压作功。
6.2.2 炸药爆炸的基本特征
炸药爆炸属于化学爆炸，须具备以下三要素：
(1)反应过程中放出大量热
放出大量的热是形成化学爆炸的首要条件。放热不足或吸热都形不成爆炸反应。 炸药放热：700～1500kJ/kg。
(2)反应速度极快
反应速度极快是爆炸反应的必要条件。1kgTNT，反应热1000kJ，反应速度6500m/s，瞬间将反应物加热到2000～3000℃，高温气体急剧膨胀，故产生爆炸。 工业炸药：3000～8500m/s。
(3)反应过程中产生大量气体
爆炸热量先转为压缩能，压缩能再转换为机械功。 反应热量很大，但无气体产物，亦形不成爆炸。炸药气体：700～1000 l/kg。
6.2.3 炸药爆炸的基本形式
热分解 炸药达一定温度时会发生热分解，这种分解是在整个炸药内全面发生。
燃 烧 炸药在热源(如火焰)的作用下亦会燃烧。
炸药不过分集中，温度不再继续增高，燃烧就不会转化为爆炸。
爆 炸 炸药以每秒数百米至数千米的变速反应过程。
不稳定爆炸：反应速度较低且变化不定的爆炸。如炮烟格外呛人、炮孔喷火、炮孔残孔过长、崩落岩石过少等。
爆 轰 炸药以每秒数千米的不变速度的反应过程。
6.2.4 炸药的分类
用途 组成 使用情况
按用途分类 起爆药 猛炸药
1)起爆药
特点：对外界作用十分敏感，在极短时间内由燃烧转变为爆轰。
种类：雷汞、叠氮化铅、斯蒂酚酸铅、特屈拉辛、二硝基重氮酚等。
用途：制造各种起爆器材和点火器材，如火帽、雷管等。
2)猛炸药
特点：需借助于起爆药的爆轰来激发其爆轰。
种类：梯恩梯、黑索金、奥克托今、太恩、特屈儿等。
用途：制造爆破器材，如雷管等。
按组成分类
1)单质炸药 为一种成分的爆炸物质。在外界作用下，能导致分子内键断裂，发生爆炸，并生成新的物质。
2)混合炸药 由两种及以上的爆炸物质混合而成。
①梯黑炸药 由梯恩梯和黑索金组成。是熔铸型炸药。
②钝化黑索金炸药 由黑索金与钝感剂组成的粉粒状混合炸药。
③含铝混合炸药 炸药中加入铝粉等高能成分，以提高炸药的爆炸威力。常用黑铝炸药和梯黑铝炸药等。
④高分子混合炸药 利用高分子技术，制造的炸药具有高强度、塑性、弹性、挠性、粘性、泡沫态等。
⑤液体混合炸药 两种物质组成的具有流动特性的爆炸混合物。具有流动性。
⑥硝铵炸药 以硝酸铵为主的爆炸混合物。
有铵梯炸药、铵油炸药、浆状炸药、水胶炸药，乳化炸药等。
⑦燃料空气炸药 以碳氢化合物或固体粉质可燃物作燃料，以空气中的氧气为氧化剂，组成爆炸性气溶胶混合物。
按其使用情况分类
1)第一类炸药 指准许在—切工程中应用，并包括有瓦斯和矿尘的地下开挖时使用的炸药。
2)第二类炸药 指准许在—切工程中应用，但不包括有瓦斯或矿尘的地下开挖时使用的炸药。
3)第三类炸药 指只准许在露天工程中使用的炸药。
工业炸药的基本要求：
①有足够的爆炸威力，能达到预期的爆破目的。
②原料来源丰富，制造简单，成本低廉。
③具有适当的敏感度，在足够的起爆冲击下，能连续爆炸。
④具有一定的化学安定性，不易变质或失效。
⑤满足使用上的安全，氧平衡接近于零氧平衡，生成的有毒气体少
6.3 工业炸药主要性能 感度 安定性 爆炸速度
6.3.1炸药的感度
指炸药在外界作用影响下，其本身发生爆炸反应的难易程度。
起爆能 起爆能是指能够激起炸药爆炸变化的能量。
①热能 以火焰物发热而产生的能量，如导火索点火法，是将导火索火焰的热能传给起爆药。
②机械能 冲击摩擦所产生的能量。用机械能起爆，通常用在军事上。
③爆炸能 利用某些炸药的爆炸能来起爆另一些炸药。如雷管起爆等。
炸药感度
①热感度 是指炸药在热能作用下，发生爆炸变化的难易程度。用爆发点表示，用爆发点测定仪测定。
②机械感度 是指炸药对机械作用发生爆炸的敏感程度。
机械感度用落锤法测定。
爆轰感度 是指炸药在爆轰波的作用下，发生爆炸的难易程度。常用殉爆距离和雷管号数来表示。
极限起爆药量：引起炸药发生爆炸所需的最小起爆药量。
柱状装药：一个雷管引爆。
集中装药：10kg以下，1个雷起爆；10～100kg，2个雷管起爆。
非连续装药：用殉爆距离表示。
殉爆：一个药包爆炸，引起距它一定距离另一个药包爆炸的现象。
殉爆距离：能够连续三次准确发生殉爆的药包之间的最大距离。
意义： a.间隔装药时，不能超过殉爆距离；
b.作为设计炸药厂、炸药库安全距离的依据。
影响感度的因素
①温度；②密度；③晶粒大小和晶体形状；④附加物
6.3.2 炸药安定性
是指炸药在一定贮存期内，能保持其物理化学性质和爆炸性质不变的能力。
(1)物理安定性 是指炸药在正常存放和使用条件下，能保持不吸湿，不挥发，不变更机械强度和组织的能力。
(2)化学安定性 是指炸药在存放过程中，不发生分解的性能。
6.3.3 炸药爆炸速度
是指炸药起爆后，爆轰波在炸药内的直线传播速度，m/s。
(1)影响爆炸速度的因素
①炸药密度 ②药包直径 ③炸药外壳 ④起爆能大小
(2)爆力与猛度 炸药爆炸威力难于用一确定指标概括其含义和表示其数值，故用爆力和猛度指标间接表示之。
①爆力 是指炸药爆炸作出有效功(抛掷、破碎、压缩)等能力。
②炸药猛度 是指炸药爆炸瞬间，对爆破介质粉碎和破坏的能力。
(3)氧平衡 是指其含氧量将可燃元素完全氧化，是刚好、多余或不足的数量关系。 完全氧化：C→CO2， H→H2O。
①零氧平衡 是指炸药含氧量恰好使可燃物质完全氧化。
②负氧平衡 是指炸药含氧量不足以将可燃物质完全氧化。
③正氧平衡 是指炸药含氧量将可燃物质完全氧化有所剩余。
研究氧平衡意义：
a. 零氧平衡炸药反应最充分，放热量最多，爆破效果最好。
b.正氧较大时，生成NO、NO2，爆炸威力减小，效率低，不宜用于导硐开挖。
c.负氧较大时，生成CO剧毒气体，爆炸威力减弱。不宜用于导硐开挖。
6.4.1 起爆炸药
(1)雷汞(雷酸汞) 由汞和硝酸作用生成硝酸汞，再与乙醇化合作用而制得。
性能 ①为白色或灰白色的结晶物，微溶于水，对铝、镁等
有腐蚀作用。
②常温下安定，在>50℃时，即可分解，>100℃时即
可爆炸。
③各种感度都大，尤其对冲击感度更敏感。
用途 ①作雷管的作正起爆药；
②与氯酸钾、硫化锑混合，作火帽击发药。
(2)二硝基重氮酚［DDNP］
性能 ①纯品为亮黄色结晶体，微溶于水。
②对火焰的感度特高，但爆炸威力不很大。
用途 ①制作雷管，装在上半部作正起爆药，以取代雷汞。
②制作继爆管。
(3)黑索金［RDX］ 由乌洛托平与硝酸作用制得的。
性能 ①为白色粉状结晶，无味，难溶于水，在水中亦能爆炸。
②感度不很高，但爆炸威力大。
用途 ①制作雷管，装在下半部，以加大雷管的起爆能力。
②制作导爆索或传爆药。 ③配制高威力炸药。
6.4.2 导火索
以黑火药作芯药、棉线和纸条作包缠物。 外观为白色，每卷长50m。
外径为5.2～5.8mm，药径≮2.2mm，每米装药量≮6.3g。
①导火索用拉火管、火柴等点燃。
②导火索燃速为100～125s/m，换算后约为8～10mm/ s，有效喷火距离≮50mm。
③两端密封，放入lm深的常温静水中浸泡5h后，仍符合燃烧性能要求。
检查 ①外观 有裂口、折断、发霉、黑斑、变色等现象，不宜使用。
②燃速 从成卷的导火索上剪取一段并点燃，每米燃烧时间应在100～125s时，为合格产品。
适用条件 用于地面爆破或无瓦斯矿尘爆炸危险井下爆破起爆火雷管。
6.4.3 雷管 在爆破工程上是用雷管的爆炸能激起炸药爆炸，并借助于炸药的爆炸威力来破碎岩石。
雷管种类：火雷管、电雷管。 雷管编号：1～10号雷管。
(1)火雷管 是指用导火索点火的雷管。
内部结构：图4.1。
起爆过程： 火焰→导火索→加强帽火焰孔→正起爆药→副起爆药→雷管爆炸→起爆炸药。
适用条件 露天爆破和无瓦斯或矿尘爆炸危险的井下爆破。
(2)电雷管
构造：在火雷管上安装一个电气发火装置就成为电雷管。
分类：按桥丝材料不同，分为镍铬桥丝和康铜桥丝电雷管；按起爆时间不同，分为瞬发电雷管和延期电雷管。
①瞬发电雷管(即发电雷管) 通电后立即爆炸的雷管。
起爆过程：
通电→桥丝灼热→点燃发火药头→火焰→传火孔→正起爆药爆炸→副起爆药爆炸→雷管爆炸→起爆炸药。
适用条件： 地面和井下各种条件的爆破作业。
注意： 隧道掘进爆破作业中，使用瞬发电雷管，不能实现全断面一次爆破，只有采用分次爆破，才能形成断面。
②秒延期电雷管 在电气点火装置与正起爆药之间，加了一段缓燃剂。
适用条件：地面延期爆破；隧道内无瓦斯或矿尘爆炸危险工作面延期爆破
注意： 使用秒延期电雷管，可实现全断面一次爆破。
③毫秒延期电雷管 延期时间以毫秒计的电雷管。
延期装置：用内铜管中的延期药来达到延期的目的。
铅系延期药：铅丹、硫化锑、硅粉和硒粉等。
钡系延期药：过氧化钡、硫化锑、硅粉等。
适用条件： 供地面和隧道内作毫秒延期爆破用。总延期时间不超过130ms时，可用于有瓦斯或矿尘爆炸危险的坑道爆破。
注意： 使用毫秒电雷管可实现全断面一次点火分次爆破。
3)电雷管主要性能
①起爆能力 用铅板穿孔实验，间接测定雷管的起爆能力。
②雷管电阻 是指脚线和桥丝的电阻之和。
③最大安全电流和安全电流
最大安全电流：是指在无限长的时间内，通恒定的直流电，不使任何一发雷管(以25发为准)爆炸的最大电流值。
安全电流：国标规定，雷管通以50mA恒定的直流电，5min不爆炸。
④最小发火电流和发火电流
最小发火电流：是指雷管在某一通电时间内(通常为1min)，能100％爆炸的最小恒定直流电值。　 国产电雷管最小发火电流为0.20～0.48A。
发火电流：向单个雷管持续通电300ms，通入0.7A恒定直流电应发火。
⑤雷管串联准爆电流 将雷管分成若干个数目相同的串联组，准能使其中任何一组电雷管都发火起爆的最小恒定电流值。
⑥引燃冲量 雷管桥丝产生的热量与通入桥丝电流(I2)、桥丝电阻(R)、通电时间(t)成正比。I2 t就称为电雷管的引燃冲量(发火冲能)。
6.4.4 导爆管
(1)构造
塑料导爆管(诺尼尔管)，其内壁喷涂有混合炸药粉末。
导爆管和雷管组装时，中间须加一塑料连接件过渡，名曰卡口塞。组合后称为导爆管雷管。
特点：安全、经济、轻便和易于操作等。
由引爆(击发)元件、传爆元件、连结元件及起爆元件等组成非电起爆网路。
(2)传爆原理
导爆管需用引爆(击发)元件来起爆。
引爆元件：雷管、导爆索、击发枪、火帽或击发笔等。
(3)技术性能
1)爆速 一般为1950±50m／s。
2)起爆感度 轴向起爆感度：外能作用于管腔时的起爆感度。
侧向起爆感度：外能通过管壁传至内腔的起爆感度。
导爆管起爆：连接块中的传爆雷管，可同时起爆≥8根。
3)耐温性 耐温范围：－40℃～＋50℃。
4)耐火性 不耐火，燃烧不爆轰。
5)耐静电性 抗静电和杂散电流。
6)传爆安全性 导爆管不能引爆ρ=1.64以上的太恩传爆药柱。
7)抗撞击性能 用锤重10kg落锤仪，落距150cm，撞击导爆管不爆炸。
8)抗拉力 能承受静态拉力70N，50℃能承受49N，低温-40℃时不变脆。
特点： ①导爆管传爆时，只发出一道白光。
②爆轰波传过，管壁仍然完好无损，对管线无影响。
③打结、交叉不影响传爆。
④贮存期间，需将端头烧熔封口，防止受潮、进水和尘粒。
6.5 起爆技术
6.5.1 导火索起爆技术 起爆原理：用导火索燃烧产生的火焰来引爆火雷管，然后借助于火雷管的起爆能起爆装药。
爆破器材：导火索、火雷管。
点火管制作方法 点火管：装有导火索的雷管。
①检查雷管空端内是否有杂物、尘土 。
②切取导火索。
③导火索插入雷管内。
④导火索与雷管固定。
⑤结合处包缠胶布。
火雷管点燃方法
①用拉火管或火柴点燃，亦可用雷管钳打火机、香火、木炭、香烟等点燃，严禁用明火点炮。
②使用拉火管点火时，将导火索端部切平，插入拉火管2～2.5cm。拉火时，一手捏紧拉火管体，一手迅速拉出拉火丝。
③火柴点火时，将导火索端部斜切，使火柴头紧贴在药芯上，然后用火柴盒的磷面摩擦火柴头使其发火。
④雷管钳打火机点火时，将导火索端部切平，并插入打火机孔内，再打火。
安全技术
①根据装药个数、间距、点火方法、导火索长度及隐蔽距离等确定点火手的人数。
②对熟练爆破手每人一次以点8～10炮，非熟练爆破手以点3～4炮为宜。
③火雷管应在插入装药时才发给作业手，点火器材应在实施点火时才发给点火手。
④点火前要站岗警戒，并通知与邻近工作场所。
⑤对未爆装药，应等15min后，才能进入爆区检查，无危险时，方可排除。
⑥认真按照爆破作业技术安全操作规程进行施工。
6.5.2 导爆索起爆技术
起爆：先用点火管或电雷管起爆导爆索，然后依靠导爆索爆炸产生的能量在瞬间起爆多个装药。
特点：操作简单，传爆可靠，不怕雷电，抗杂流，可使成组装药同时起爆，且能实现毫秒微差爆破等 。
起爆导爆索的方法
①导爆索须用点火管或电雷管起爆。
②导爆索为1～6根时，直接固定在点火管或电雷管上起爆。
③导爆索7根以上时，可将导爆索捆在药块上，再用点火管或电雷管起爆药块。
④导爆索与雷管或药块的结合部位，用胶布或细绳捆扎牢固。
⑤对药室爆破和深孔爆破，在导爆索与雷管连接处加1～2个装药，雷管聚能穴朝传爆方向。
起爆炸药的方法
①导爆索插入装药的一端接续一个雷管。
②若不接雷管，可将导爆索在炸药上缠绕4～5圈。
③起爆粉状捆包炸药时，亦可将导爆索折迭2～4段扎紧或打数个结扣放入装药内。
导爆索的应用
①药室爆破可将导爆索做成尾结，有助于装药起爆。
②可实现“齐发爆破”，如深孔爆破第一排孔的爆破。
③间隔装药时装设导爆索，可实现“多点同时起爆”。
④以导爆索为干线，以微差导爆
雷管为支线，可实现多段微差爆破。
⑤深孔预裂爆破用导爆索，可实
现上、下装药同时起爆。
6.5.3 电力起爆技术 用电能起爆电雷管，再用雷管爆炸能起爆炸药。
特点：可同时起爆多个装药；能用仪表检查；可远距离起爆；安全可靠。
适用：多个装药及装药量大的爆破工程。
电雷管 作用：起爆装药或导爆索。 常用：8号电雷管。
放炮母线 位置：放炮母线前接放炮电源，后接起爆电雷管。
作用：构成电力爆破网路，以传导电流和起爆炸药。
电雷管脚线与脚线联接
刮亮脚线→并拢→
在1／2处折转180 →
顺时针拧紧→缠上绝缘胶布
放炮电源
(1)电容式发爆器
特点：体积小、携带方便、能多次充电和放电、起爆可靠等。
适用条件：地面土石方爆破和隧道掘进爆破。
起爆原理： 放炮母线→发爆器接线柱→插入放炮钥匙→转至充电→氖灯发亮→钥匙转至放电→向网路送电→爆破。
(2)交流电源
①照明电源 220V。 ②动力电源 380V。 ③移动电站
安全措施：
a.照明和动力电源须设置闸刀开关，并装入带锁箱内。
b.在闸刀闭合前，检查电源电压。
c.电爆网路导通后，将放炮母线接到闸刀开关上，接到起爆命令，方可闭合开关。
d.起爆后立即断开闸刀开关，以策安全。
6.5.4 导爆管起爆技术
特点：使用方便、操作简单安全；不需网路计算；不受静电、感应电及电磁场的影响；地下作业时不必停电；劳动条件好。
导爆管网路组成 ：击发、传爆、连接与分流和起爆元件等。
(1)击发元件
①雷管 导爆管捆绑在8号火雷管或电雷管作击发导爆管。 雷管上。
②击发枪 把导爆管插入枪管中，在火台上装上HJ-5子弹。扣动枪机击发子弹，引爆导爆管。
③击发笔 JFB—l型击发笔为高压脉冲放电器。笔尖放电1600V，可击发导爆管 。
电源：电容式打火机，直流脉冲电压≮1600V，储能电容≮4μF。
使用：将笔尖插入导爆管内，其导线接于打火机接线柱，充电后按起爆按钮即起爆。 亦可用导爆索、电引火头等击发导爆管。
(2)传爆元件 组成：导爆管和传爆雷管。
传爆雷管：火雷管或非电延期雷管。
(3)起爆元件
导爆管雷管：导爆管与火雷管组合的导爆雷管方能起爆炸药。
种类：瞬发、毫秒、半秒、秒延期导爆管雷管。
规格：导爆管长有3、5、10、15、20m等。
技术性能
a.起爆威力 导爆雷管能炸穿5mm铅板，可起爆TNT药柱及各种炸药。
b.防水性能 普通型：浸水1m，24h，取出4h内能正常起爆。
耐水型：浸水20m，8h，取出在4h内能可靠起爆。
c.抗拉能力 作用19.6N静拉力，1min，连接卡口完好。
②导爆雷管特点
a.可用于有杂散电流、磁电场和雷雨天气的条件。
b.抗冲击性能差，不能用于有明火的条件。
6.6 土石爆破
6.6.1 土石爆破的基本概念
土石爆破：用钻孔机械在土石钻孔，把炸药埋置于炮孔中，然后将其引
爆，使土、石等破碎坏。
集中药包：炸药包以球形或立方体的形式埋入的。
临 空 面：岩石与空气接触面。
最小抵抗线：药包中心至临空面的垂直距离，W。
W取很大时：图6.1(a)的w1，炸药爆炸只产生内部作用。
W小一些时：图6.1(b)的w2，炸药爆炸产生外部作用。
W再小些时：图6.1(c)的w3，炸药爆炸产生松动破坏作用。
W更小些时： 图6.1(d)的w4，炸药产生抛掷作用。
炸药爆破的破坏作用
爆破时，最靠近炸药处的土石受到的压力最大，其破坏程度亦愈大。
固结性岩石：便被粉碎；
可塑性土层：被压缩成腔室。
爆破作用划分：见图。
1、粉碎圈
2、压碎圈
3、裂隙圈
4、震动囤
爆破漏斗及其构成要素
(1)爆破漏斗 炸药爆炸的外部作用，把与岩体分离的部分岩石抛掷出去，在岩体上形成一个漏斗状爆坑。
(2)要素构成 ①最小抵抗线w ②爆破漏斗半径r
③爆破作用半径R ④可见深度h
(3)爆破漏斗特征
爆破漏斗用爆破作用指数n表示，即 n＝r/w
漏斗类型：标准抛掷爆破→n＝１；
加强抛掷爆破→１减弱抛掷爆破→0.75松动爆破→n＝0.75；
压缩爆破→n<0.75。
前三种爆破，用于路堑、筑坝、平场等工程中。
松动爆破适用于隧道掘进爆破。 压缩爆破适用预裂爆破。
6.6.2 土石爆破参数的确定
爆破作用指数的选择
(1)松动爆破
可借用爆破作用指数的函数值f(n)来计算炸药量。
压缩爆破：f(n)＝0.12～0.20； 减弱松动：f(n)＝0.20～0.44；
正常松动： f(n)＝0.44； 加强松动： f(n)＝0.44～0.64。
(2)抛掷爆破 抛掷目的：抛出岩块，减少运输量。
①标准抛掷爆破 r＝w，n＝1；
②加强抛掷爆破 r>w，n>1(≯3)；
③减弱抛掷爆破 r根据地面坡度来选取n值：
<30°：n＝1.5～2.0； 30°～45°：n＝1.25～1.5；
45°～60°：n＝1.0～1.25； >60°：n＝0.75～1.0。
最小抵抗线的确定
(1)最小抵抗确定方法
(2)最小抵抗线W的确定原则
①应尽可能选用大最小抵抗线，以减少装药个数、药孔及药室的开挖工作量。
②路堑爆破中，最小抵抗线不得伤害路堑基底或边坡。
炸药量的确定
(1)松动爆破的炸药量 Q＝q′· v
(2)抛掷爆破的炸药量 Q = K·e·w·f(n)
6.6.3 土石松散爆破 目的：在于松散土、石、冻土，便于配合机械实施开挖作业。
类型：浅孔爆破、深孔爆破、药壶爆破、药室爆破。
浅孔爆破 指炮孔深度<4m，炮孔直径< 50mm的爆破。
原始机具：钢钎+手锤。 现代机具：凿岩机等。
(1)参数的确定
①炮孔深度L　 一般岩性：L=H； 坚硬岩体：L=(1.1～1.5)H；
松软破碎：L=(0.85～0.95)H。
②最小抵抗线W 　 W=2L/3
③装药间隔a、列距b a＝(1～2)W 　b＝(0.5～1)W
④单孔药量Q　
药量除考虑岩石性质外，还应考虑临空面的影响。
药量计算：Q ＝ qVKf 或 Q＝AbW3Kf
装药要点
①装药前，应将孔内岩粉吹净，并保护好孔口。
②正向装药时，应把起爆药卷放在装药上部，炸药和雷管聚能穴指向孔底
反向装药时，应把起爆药卷放在孔底，炸药和雷管聚能穴指向孔口。
③在装药过程中，不能使劲捣压起爆药卷，以防止将雷管挤爆或把导火索、电雷管脚线、导爆管等挤断。
④各药卷之间不能有异物，以防止炸药卷不能正常殉爆。
⑤装药时应稍压紧炸药，以增加装药密度，加强爆破威力。
⑥有水炮孔应做好炸药的防水措施，并尽可能用电雷管。
填塞 装药炮孔必须进行填塞，以提高炸药的爆破能量。
填塞材料：砂土50％～40％、粘土50％～60％的混合物。
“手捏成团，落地散开”。
填塞长度：孔径25mm时，填塞长度≮18cm；
孔径50mm时， 填塞长度≮45cm。
6.6.4深孔爆破
深孔爆破：炮孔直径>50mm，钻孔深度>5m的爆破。
优点：
①对路基和边坡影响小，若使用光面爆破可避免超爆，边坡平整稳定；
②施工速度快、效率高；
③炸药用量少，工程成本低；
④炸药均匀分散，能很好控制爆破地震、飞石等。
开挖形式：拉槽深孔爆破和台阶深孔爆破。
拉槽爆破：只有向上一个自由面，多用于拉槽路堑开挖中；
台阶爆破：有两个临空面，适合于机械化挖运。
参数的确定
台阶深孔爆破亦称梯段深孔爆破。
①梯段高度 H＝8～10m
②底板抵抗线W1
H>5m时，用下式确定
W1＝k·d
k为与被爆岩性有关的系数。
③孔距a a＝(1～1.25)W1
④列距b　
多排齐爆：b＝(0.9～1.0)W1
多排微爆：b＝W1
⑤超钻L3 ＝(0.05～0.30)Wl
目的：克服底板夹制作用使爆破不留根坎
⑥孔深L 对垂直孔：L=H+L3
对倾斜孔：L=(H+L3)/sinβ
装药和填塞要点
①孔底用威力大、爆速高的炸药，上部用威力小、爆速低的炸药。
②对梯段较低、孔深小，破碎或风化的岩石，可采用连续装药结构。
③若梯段较高、较陡，上部岩石坚硬，应采用间隔装药结构。
④H<15m时，可分2～3段装药段，中间不装药部分长度为1～2m，上部装药顶到孔口的垂直距离≮孔边距。
⑤中间不装药部分一般用砂、岩粉等填塞。上、下装药段可用导爆索串联起来，亦可分两个雷管同时起爆。
⑥对干炮孔，若装粉状炸药，可边倒边用木炮棍捣实，并保持一定密度。
⑦对水炮孔，要选用乳化炸药、水胶炸药等。装药时让其慢慢下沉。
⑧一个孔内应设置两个或两个以上起爆装药，以增强起爆的可靠性。孔底起爆，可减少根坎、降低大块率以及控制飞石距离。
⑨当不允许飞石时， (30～35)D；允许有飞石时， (20～25)D。
⑩填塞材料可用细砂土、粘土或凿岩时的岩粉。填塞长度较大时，直接充填即可。填塞长度较小时，应边填塞边捣实。有水炮孔，可用水填塞。
6.6.5药壶爆破 是飞散爆破的一种形式，用它可实现抛出土石。
抛掷率：多面临空及陡坡可达70％～80％；斜坡50％～70％；缓坡与水平30％～50％；洼地、沟谷一般<30％。
药壶爆破：先在孔底部用少量炸药，扩大成圆球形，再进行装药爆破。
特点：可多装药，变柱状装药为集中装药，用以增强抛掷效果。
爆破参数确定
(1)药量计算
Q=KW3f(n)或Q=AbW3
(2)装药间距a和排距b
a=0.5W(1+n)
b=(0.87～1)a
(3)可见深度p
P=(－0.8+1.5n－0.2n2)W
(4)施工工艺
扩胀原则：“少药多爆”。即每次扩胀药壶的药量小，并逐次增大药量，多次扩胀才能形成药壶。
为防止装药孔变小，可用2～3根导爆索，其长度等于孔深，捆在一起，在扩壶的同时亦扩孔。
第一次扩胀：药量50g或100g， 第二次扩胀：药量比为1:2；
第三次扩胀：药量比1:2:3； 第四次扩胀：药量比1:2:4:7。
扩胀总药量Ql： Q1=Q／φ Q为计算药壶装药重量，kg；
φ为岩石的炸胀指数，Ⅷ～XⅥ级岩石，φ=1～5；V～Ⅶ级岩石，φ=5～10；Ⅳ～V级岩石，φ=10～25；Ⅲ～Ⅳ级坚土，φ=25～200。
扩壶次数：
粘土、黄土等为1～2次；
松软岩石等为2～3次；
中硬岩石等为2～4次；
次坚石为3～5次； 坚石为5～7次。
注意：
a.单壶扩胀可用导火索起爆，安放扩胀装药时要防止药包卡在炮孔中达不到孔底。
b.多壶扩胀宜用电雷管起爆。
c.扩胀装药放入后不必填塞，如要填塞只能用少量砂或干砂。
d.每次爆破后应让药壶内温度降到40℃以下后，再进行下一次扩爆作业。
e.药壶扩胀时，个别飞石的安全距离≮50m深孔扩药壶，安全距离≮100m。
f.药壶扩胀后，测量其体积，以便确定其药量。
药壶体积： V=0.52d03
药壶药量： Q=ρ0 V
装填及起爆要点
①药壶扩胀后要等冷却后(约30min)，才能进行炸药的装填。
②装药时要慢慢逐次装入，边装边用炮棍将炸药送人药壶中，，使炸药填满药壶。
③卡孔时，要疏通后再装，炸药间不得有间隔。
④抛掷爆破药量大，一般采用一条电起爆网路，一条导爆索起爆网路。若使用导爆管网路时，应采用复式网路。
⑤若采用上下分层装药时，所有上层装药应同时起爆，下层装药延时后应同时起爆，以保证抛掷率。
6.6.5 路堑与基坑深孔爆破
路堑、基坑、沟槽等开挖，常实施松散爆破。
为保持边坡稳定，可实施光面或预裂爆破。
主要介绍深孔爆破。
布孔方式
(1)傍山半路堑开挖
傍山半路堑开挖，亦称傍山开挖、
单侧边坡开挖或半挖半填开挖。
布孔：
a.多平行线路方向钻孔；
与边坡平行钻孔或垂直钻孔。
b.高边坡路堑，分层布孔。
(2)全路堑开挖(深拉槽)
特点：此法开挖工作面小，易破坏或影响边坡的稳定性。
开挖：纵向浅层开挖，每层深6～8m左右。
布孔：上层边孔可顺着边坡布置倾斜孔进行预裂爆破；下层布置垂直孔进行松动爆破，其深度不能超过边坡线。
(3)基坑开挖
布孔：与全路堑开挖相似。
特点：工作面较大，布孔较
灵活，边孔顺边坡布倾斜孔，
中间炮孔可根据地形、自由
面等情况灵活确定。
爆破参数选择
主爆孔参数的选取，与普通的台阶式深孔爆破基本相同。
光面或预裂孔参数的确定：
(1)钻孔直径d 光爆孔：d=50～75mm； 主爆孔：d=80～150mm。
(2)孔间距a
用孔距a与孔直径d的比，称为孔距系数，即m= a/d
露天光爆：m=10～16(一般取12～15)； 地下光爆：m=10～18；
预裂爆破：m=8～12；
岩石坚硬：m取大值，反之取小值。
在光面爆破中，最小抵抗线w亦称光面层厚度。利用密集系数，作为衡量光面爆破效果与最小抵抗线有关的因素，即
m’＝a／w
露 天： m’＝0.5～1.1(一般0.6～0.8)；
地 下： m’＝0.6～1.0； 中 硬： m’＝0.9～1.1；
中硬下： m’＝0.8～0.9；破 碎： m’＝0.5～0.8。
(3)线装药密度 和单位用药量q
线装药密度过大，孔壁产生超挖。
线装药密度过小，孔与孔之间形成埂坎，造成坡面不平整和欠挖。
光面爆破：
预裂爆破：
露天光爆：q=0.14～0.26 kg／m3；
地下光爆：q=0.1～0.9 kg／ m3 ；
预 裂：q=0.1～0.9 kg／ m3 。
原则：
对坚硬、完整的岩石，q取大值；
对松软、结构面发育的岩石则取小值。
有了q可根据上式计算q’ 。
若把孔距系数m、密集系数m’ 、间距a、孔径d一起考虑，用下式计算：
光面爆破：
a = md
预裂爆破：
a = md， q’= qa2 = m2qd2
注意：
a.当光面或预裂孔与主爆破孔的钻孔方向平行时，其距离取深孔爆破最小抵抗线或排距的50％～75％。 当孔径小或岩石完整、坚硬时，取小值；当孔径大或岩石破碎、松软时，取大值。 缓冲孔药量应减少25％～50％，孔距亦应减少25％～50％。
b.若光面或预裂孔与主爆破孔的钻孔方向不平行，则应保证两种孔中装药部位的距离不能小于(10～30)d。 光面或预裂孔与主爆破孔孔底距应为(10～30)d。 若孔口距离过大，则应增加辅助孔，以保证上层岩石的破碎。
(4)装药与装药结构
装药要点：①孔口0.8～1.5m长不要装药，用炮泥填塞。
②若岩石较破碎，不装药段以下1～2m的线装药密度减为1／2～1／3。
③孔底1～2m外的线装药密度可为设计值1～5倍，以克服孔底的夹制作用
装药结构：
a.孔底用加粗药卷，中间用小直径药卷，上部不装，雷管或导爆索起爆。
B. 无小直径药卷，可把普通标准药卷分散或连续捆扎在导爆索上。
c.对坡面要求不高的工程中，可采用间隔装药结构，即用散药分散装在孔里，不装药部分用砂或泥土隔开。
(5)光面爆破孔的起爆起爆要点：
①与主爆孔分开起爆，光面爆破或预裂爆破孔先爆，主爆孔次后同时起爆
②与主爆孔一起起爆，光爆孔或预裂孔与主爆孔之间按一定间隔时间起爆
③光面爆破间隔时间由微差爆破器材来实现。
④预裂爆破间隔时间为坚硬岩石50～75ms，软岩大于150ms。
6.7 爆破安全距离确定
爆破危害：爆破地震波、空气冲击波、个别飞石及爆破有毒有害气体等。
防止措施：先估算其安全距离，再采取技术措施。
爆破地震波速度
(1)爆破地震波的特性
①破能量释放时，以地震波形式传播而引起地表振动，使建筑物破坏。
②爆破地震在地表浅层进行，其破坏程度主要决定于装药量的大小与距装药中心的远近。
③爆破地震振动幅度值大，衰减快，破坏范围并不大。
④爆破地震加速度振动频率约10～20HZ，远超过结构物的自振频率。持续时间约10s左右。
实施爆破时，根据爆点附近房屋的设计抗震烈度值，确定其爆破振动速度极限值。
(2) 爆破振动速度
经验公式：
拆除爆破时，建(构)筑物地面质点的安全振动速度：
a.土窑硐、土坯房、毛石房屋1.0cm/s；
b.一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物2～3cm/s；
c.钢筋砼框架房屋5cm/s； d.水工隧硐10cm/s； e.交通隧硐15cm/s
f.矿山巷道中，围岩不稳定有良好支护10cm/s；围岩中等稳定有良好支护20cm/s；围岩稳定无支护30cm/s。
(3)减小爆振的技术措施
①适当分散配置装药，将有助于减弱地震危害。
②在被保护目标周围开挖深沟，其沟底应低于爆破点标高。
空气冲击波影响距离
(1)爆炸空气冲击波的特性 空气冲击波存在于爆源附近的 一定范围
内，对人员、建筑物、设备等会造成不同程度的危害。
(2)空气冲击波影响距离
露天爆破时，空气冲击波的影响距离：
爆破飞石距离
(1)产生飞石的原因
炸药破碎土石后，剩余气体能量继续作用于碎石上，使之获得很大的动能与初速，使部分土石获得动能，并以很高的初速向外飞出。 个别飞石可砸伤人员、打坏设备等。
(2)个别飞石危害距离
估算公式： Rf＝20Kfn2W
控制飞石的技术措施
①在爆破时须根据岩体具体条件确定合理的装药集中度。
②填塞长度应大于抵抗线或30倍孔径。
③严格执行钻孔测量验收制度。
④对不利的地质条件应在装药量装药结构与布孔方面采取相应措施。
⑤临近建筑物爆破时，可调整爆破土石方向及采用可靠的复盖措施等
爆破毒气
露天药室爆破因装药量较大，爆破后会产生大量有毒气体，对人体产生危害。
安全距离：
Q为一次爆破总装药量，kg；
Kq为系数，一般情况为160，下风方向为320。
防止措施：采取个体防护。

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