第6章石质路基爆破施工

第6章石质路基爆破施工6.1炸药与起爆方法6.1.1炸药的性质•1、炸药的性质•（1）氧平衡性：•（2）敏感性：•（3）湿度：•（4）爆力：•（5）猛度：•（6）炸药的安全性：6.1炸药与起爆方法6.1.2炸药的种类•按用途不同，炸药分为起爆炸药和主要炸药两类。起爆炸药用于制造雷管，是一种起爆速度较高的炸药，起爆炸药分为正起爆炸药和负起炸药。•正起爆炸药主要有雷汞、黑索金等对热和冲击敏感，副起爆炸药有三硝基甲硝胺等，由正起爆炸药起爆，爆速高，可加强起爆能量。•主要炸药是用来爆破介质的炸药，其敏感程度较低，要在起爆炸药的强力冲击下才能起爆，路基施工中常用的主要炸药有黑火药、TNT、胶质炸药、硝胺炸药及浆状炸药等。6.1炸药与起爆方法6.1.2炸药的种类•1、黑色炸药：硝酸钾＋硫磺＋木碳组成，•2、TNT：三硝基甲苯，•3、胶质炸药：硝化甘油＋硝酸铵＋木屑和稳定剂，•4、硝铵炸药：硝酸铵＋TNT＋木粉，又分为岩石铵梯炸药（威力大适于矿井和岩石）、露天铵梯炸药（威力小毒气多露天使用）和铵油炸药（威力小起爆困难露天使用）三种。乳胶炸药电雷管导爆管延期毫秒雷管6.1炸药与起爆方法6.1.3起爆器材与起爆方法•1、起爆器材•常用的起爆器材包括各种雷管、用来引爆雷管或传递爆轰波的各种配置材料如导火索、电线、传爆线、导爆管等。•（1）雷管•雷管的分类：根据点火装置的不同，分为火雷管和电雷管。电雷管又分即发、延期（秒延迟）及毫秒雷管（毫秒延迟），依雷管内起爆药量多少，分成10种号码，通常使用的为6、8号两种，6号雷管相当于1g雷汞的装药量，8号雷管相当于2g雷汞的装药量。6.1炸药与起爆方法6.1.3起爆器材与起爆方法雷管的构造：雷管由雷管壳、正副装药、加强帽（正起爆药外用金属加强帽封盖）三部分组成。6.1炸药与起爆方法6.1.3起爆器材与起爆方法•（2）导火索•导火索用来激发火雷管。索芯为黑火药，外壳用棉线、纸条和防水材料等缠绕和涂抹而成。•（3）导爆索（导爆线、传爆线）•导爆索是一种传递爆轰波的索状器材。导爆索的外形很象导火索，其性质及作用与导火索截然不同。导火索传导火焰；导爆索传递爆轰波。•（4）导爆管•导爆管用于导爆管起爆网路中冲击波的传递，需用雷管引爆。6.1炸药与起爆方法6.1.3起爆器材与起爆方法•2、起爆方法•（1）电力起爆法：通过电爆网路起爆的方法。•工艺流程：通电→激发电雷管→起爆•（2）导火索起爆法：利用导火索燃烧引爆雷管，从而使炸药爆炸的起爆方法。用导火索和火雷管引爆炸药。将剪截好的导火索插入火雷管插索腔内，制成起爆雷管，再将其插入药卷内成为起爆药卷，而后将起爆药卷放入药包内。•工流流程：导火索＋火雷管→起爆雷管→插入药卷→起爆药卷→放入药包6.1炸药与起爆方法6.1.3起爆器材与起爆方法•（3）传爆线起爆法：首先用雷管侧向起爆导爆索，而后导爆索再侧向起爆药卷的起爆方法。在导爆索起爆网路中，导爆索既传递爆轰波，又直接起爆炸药。•雷管＋导爆索→起爆炸药•（4）导爆管起爆法：通过冲击激发源（工程上一般采用雷管）轴向激发导爆管，并在管内形成稳定传播的爆轰波。该稳定爆轰波及高温爆轰产物流导致末端的导爆雷管起爆进而引起药卷的起爆。•冲击激发源（8号雷管）→轴向激发导爆管→导爆雷管→起爆6.2爆破原理6.2.1药包在无限介质内的作用•1、压缩圈：•2、抛掷圈：•3、松动圈：•4、振动圈：•振动圈以外，爆破作用的能量就完全消失。•这种现象也称药包的球形爆破作用。6.2爆破原理6.2.2药包在有限介质内的爆破作用与爆破漏斗•1、最小抵抗线：药包中心到临空面的最短距离。•2、最小抵抗线原理：药包爆炸时，爆破作用首先沿着最小抵抗线方向阻力最小的地方，使岩土产生破坏，隆起鼓包或抛掷出去。这就是作为爆破理论基础的最小抵抗线原理。•抛掷漏斗：在抛掷圈范围内，漏斗内的岩石会被破碎成块并部分抛掷出去，又称抛掷漏斗。•4、松动漏斗：在抛掷漏斗之外还有一个随地面坡度变陡而增大的松动漏斗。6.2爆破原理6.2.2药包在有限介质内的爆破作用与爆破漏斗•5、崩塌漏斗：松动漏斗中岩体可能被推出或因自重而崩塌下落的区域，称崩塌漏斗。•6、爆破漏斗：由上下破坏作用半径所包围的漏斗，称为爆破漏斗。•7、可见的爆破漏斗：当地面坡度等于零时，崩塌漏斗消失，成为倒置的园锥体，称为可见的爆破漏斗。•8、平坦地形的抛掷率：E0＝可见爆破漏斗/爆破漏斗×100%•9、平地爆破作用指数：爆破漏斗口半径与最小抵抭线之比。6.2爆破原理6.2.3多边条件下爆破作用的特性•1、爆破漏斗的形成过程与体积计算•压缩阶段→鼓包阶段→抛掷阶段→崩塌阶段→坍滑阶段•上述五个阶段，并非在任何条件下均可同时出现，也不能截然分开，如在倾斜地形下，α45时坍滑阶段消失，在水平边界条件下崩塌和坍滑两阶段消失，鼓包和抛掷方向均垂直向上，位能的作用消失。6.2爆破原理6.2.3多边条件下爆破作用的特性•2、药包在多边界条件下的主要搬运作用•（1）上抛作用：确定可见漏斗体积的依据•（2）崩塌作用：降低单位耗药量，降低了抛掷率•（3）坍滑作用：抛坍爆破获得抛坍率的主要理论依据•（4）侧抛作用：6.3爆破设计参数的确定•1、单位耗药量K•2、炸药换算系数e•3、堵塞系数d•4、自然地面坡角α•5、抛掷率E•6、爆破作用指数n6.3爆破设计参数的确定•7、压缩圈半径R压•8、破坏作用半径•9、药包间距a•10、最大可见漏斗深度•11、岩石的坍散宽度和高度•12、不逸出半径的临界值•13、爆破区安全距离的确定6.4综合爆破方法6.4.1综合爆破的内容及特性•爆破方法一般分为小炮和洞室炮，小炮用药量1000kg以下，主要有钢钎炮、深孔爆破、药壶炮、猫洞炮等。大爆破为洞室炮，炸药用量在1000公斤以上。•1、钢钎炮：•2、深孔爆破：•3、微差爆破：•4、光面爆破和预裂爆破：•5、药壶炮（烘膛炮）：•6、猫洞炮（蛇穴炮）：6.4综合爆破方法6.4.1综合爆破的内容及特性•7、洞室炮•大爆破为洞室爆破，具有威力大，效率高，节约劳力等优点。但若使用不当，则会破坏山体自然平衡，产生意外坍方，还可能在路基建成后遗留后患，长时间影响路基的正常使用，在地质不良地段，如滑坡体、断层破碎带，周围有重要建筑及人烟稠密的城填附近等条件下不宜采用大爆破。•（1）抛掷爆破（扬弃爆破）：•（2）抛坍爆破：•（3）定向爆破：•（4）松动爆破：6.4综合爆破方法6.4.2选用瀑破方法的基本原则•1、全面规划、重点设计•2、由路基面开挖、形成高阶梯•3、综合利用小炮群，分段分批爆破6.5大爆破设计及施工6.5.1大爆破设计•1、概述•2、地形、地质及水文地质资料的分析•3、爆破方案选择，爆破规模和炮群大小的确定及依据•4、药包布置及选择设计参数的依据•5、药包量的计算和导洞、药室布置的设计•6、电爆网路选择的依据和计算•7、安全范围的规定和计算公式6.5大爆破设计及施工6.5.2大爆破施工•1、爆破网路•2、导洞药室的测量定位•3、导洞药室的开挖•4、装药、堵塞和爆破潜孔钻风钻钻杆空压机空压机破碎器（炮机）松土器柴油机型潜孔钻钻孔长江三峡三期围堰折除前装药起爆