1、第三章第三章 爆破工程爆破工程 一、一、爆破作用机理爆破作用机理 （一）爆破破坏原因的几种假设（一）爆破破坏原因的几种假设 1、气体膨胀推力破坏理论、气体膨胀推力破坏理论 爆轰气体产物膨胀所产生的推力，使质爆轰气体产物膨胀所产生的推力，使质 点移动加剧。点移动加剧。 2、应力波反射理论、应力波反射理论 自由面上应力波反射变为拉伸波，该理自由面上应力波反射变为拉伸波，该理 论比较成熟。论比较成熟。 3、气体推力与反射应力波共同作用理、气体推力与反射应力波共同作用理 论。论。 （二）无限介质中的爆破机理（二）无限介质中的爆破机理 二、二、爆破漏斗爆破漏斗 l 爆破漏斗：当爆破在有临空面的半无限爆破
2、漏斗：当爆破在有临空面的半无限 介质表面附近进行时（工程爆破多属于这类介质表面附近进行时（工程爆破多属于这类 爆破），若药包的爆破作用具有使部分破碎爆破），若药包的爆破作用具有使部分破碎 介质具有抛向临空面的能量时，往往形成一介质具有抛向临空面的能量时，往往形成一 个倒立圆锥形的爆破坑，形如漏斗，称为爆个倒立圆锥形的爆破坑，形如漏斗，称为爆 破漏斗。破漏斗。 爆破漏斗的几何特征参数：爆破漏斗的几何特征参数：1）药包中）药包中 心至临空面的最短距离，即最小抵抗线长心至临空面的最短距离，即最小抵抗线长 度度W；2）爆破漏斗底半径）爆破漏斗底半径r；3）爆破破坏）爆破破坏 半径半径R；4）可见漏斗深
3、度）可见漏斗深度P；5）抛掷距离）抛掷距离 L。 浅孔爆破法不需复杂钻孔设备；施工浅孔爆破法不需复杂钻孔设备；施工 操作简单，容易掌握；炸药消耗量少，飞操作简单，容易掌握；炸药消耗量少，飞 石距离较近，岩石破碎均匀，便于控制开石距离较近，岩石破碎均匀，便于控制开 挖面的形状和尺寸，可在各种复杂条件下挖面的形状和尺寸，可在各种复杂条件下 施工，在爆破作业中被广泛采用。但爆破施工，在爆破作业中被广泛采用。但爆破 量较小，效率低，钻孔工作量大。适于各量较小，效率低，钻孔工作量大。适于各 种地形和施工现场比较狭窄的工作面上作种地形和施工现场比较狭窄的工作面上作 业，如基坑、管沟、渠道、隧洞爆破或用业，
4、如基坑、管沟、渠道、隧洞爆破或用 于平整边坡、开采岩石、松动冻土以及改于平整边坡、开采岩石、松动冻土以及改 建工程拆除控制爆破。建工程拆除控制爆破。 深孔爆破法单位岩石体积的钻孔量少，深孔爆破法单位岩石体积的钻孔量少， 耗药量少，生产效率高。一次爆落石方量耗药量少，生产效率高。一次爆落石方量 多，操作机械化，可减轻劳动强度。适用多，操作机械化，可减轻劳动强度。适用 于料场、深基坑的松爆、场地整平以及高于料场、深基坑的松爆、场地整平以及高 阶梯中型爆破各种岩石。阶梯中型爆破各种岩石。 二）洞室爆破法二）洞室爆破法 洞室爆破又称大爆破、竖井法、蛇穴法，洞室爆破又称大爆破、竖井法、蛇穴法， 其药室是
5、专门开挖的洞室。药室用平洞或竖其药室是专门开挖的洞室。药室用平洞或竖 井相连，装药后按要求将平洞或竖井堵塞。井相连，装药后按要求将平洞或竖井堵塞。 特点：一次爆落方量大，凿岩工作量少，特点：一次爆落方量大，凿岩工作量少， 受自然因素影响小，减少爆破次数，但开挖受自然因素影响小，减少爆破次数，但开挖 专门的导洞和药室，爆破后岩石块体不均匀，专门的导洞和药室，爆破后岩石块体不均匀， 同时，爆破时引起大的地震。同时，爆破时引起大的地震。 分类：定向爆破、抛掷爆破、松动爆破、分类：定向爆破、抛掷爆破、松动爆破、 崩塌爆破。崩塌爆破。 适用范围：适用范围： 1）挖方量大而集中并需在短期内发挥效）挖方量大
6、而集中并需在短期内发挥效 益的工程；益的工程； 2）山势陡峻，不利于钻孔爆破安全施工）山势陡峻，不利于钻孔爆破安全施工 的场合；的场合； 3）定向爆破筑坝；）定向爆破筑坝； 4）当地质、地形条件满足要求时，洞室）当地质、地形条件满足要求时，洞室 爆破可用于定向爆破筑坝、面板堆石坝次堆料爆破可用于定向爆破筑坝、面板堆石坝次堆料 区料场开挖以及定向爆破截流。区料场开挖以及定向爆破截流。 三）改善爆破效果的方法三）改善爆破效果的方法 1、采用或创造人工自由面（临空面）；、采用或创造人工自由面（临空面）； 2、采用微差挤压爆破；、采用微差挤压爆破； 3、分段装药爆破；、分段装药爆破； 4、不耦合装药：
7、药包与孔壁（洞壁）间留一、不耦合装药：药包与孔壁（洞壁）间留一 定空气间隙，降低过度粉碎岩石；定空气间隙，降低过度粉碎岩石； 5、保证堵塞长度和堵塞质量。、保证堵塞长度和堵塞质量。 四、四、 特种爆破技术特种爆破技术 定向爆破、光面爆破、预裂爆破、岩塞爆定向爆破、光面爆破、预裂爆破、岩塞爆 破、拆除爆破破、拆除爆破 一）定向爆破一）定向爆破 （一）定向爆破原理（一）定向爆破原理 （二）定向爆破筑坝（二）定向爆破筑坝 1、定向爆破筑坝的基本要求、定向爆破筑坝的基本要求 1）河谷狭窄、岸坡陡峻（）河谷狭窄、岸坡陡峻（400以上），山以上），山 高的厚度为设计坝高的高的厚度为设计坝高的2倍以上；倍以
8、上； 2）爆区岩性均匀、强度高、分化弱、构）爆区岩性均匀、强度高、分化弱、构 造简单、覆盖层薄、地下水位低、渗水量小；造简单、覆盖层薄、地下水位低、渗水量小； 3）严格防渗时，坝体为斜墙防渗；不严）严格防渗时，坝体为斜墙防渗；不严 格防渗时，抛成宽体堆石坝，不设防渗体。格防渗时，抛成宽体堆石坝，不设防渗体。 2、药包布置、药包布置 一岸布药一岸布药 两岸布药：河谷对称，地形、地质、施工两岸布药：河谷对称，地形、地质、施工 条件较好，条件较好， 河谷不太窄。河谷不太窄。 尽可能提高抛掷上坝方量，减少人工量；尽可能提高抛掷上坝方量，减少人工量； 要求药包正常水位以上，且大于垂直破坏半径；要求药包正
9、常水位以上，且大于垂直破坏半径； 不能破坏坝肩。不能破坏坝肩。 二）预裂爆破二）预裂爆破 沿设计的开挖线钻一排预裂炮孔，在开沿设计的开挖线钻一排预裂炮孔，在开 挖区未爆破之前，先进行预裂爆破，形成一条挖区未爆破之前，先进行预裂爆破，形成一条 预裂缝，选择开挖区爆破时的冲击波即可受预预裂缝，选择开挖区爆破时的冲击波即可受预 裂缝面的反射作用，防止对保留岩体的破坏，裂缝面的反射作用，防止对保留岩体的破坏， 减少欠挖或超挖，使开裂面有一平整的表面。减少欠挖或超挖，使开裂面有一平整的表面。 桃林口爆破现场桃林口爆破现场 三）岩塞爆破三）岩塞爆破 岩塞爆破是一种水下控制爆破。在已岩塞爆破是一种水下控制爆
10、破。在已 建水库或天然湖泊中取水、发电、灌溉、建水库或天然湖泊中取水、发电、灌溉、 供水和泄洪时，为修建隧洞的取水口，避供水和泄洪时，为修建隧洞的取水口，避 免在深水中建造围堰，采用岩塞爆破是一免在深水中建造围堰，采用岩塞爆破是一 种经济而有效的方法。种经济而有效的方法。 四）拆除爆破技术四）拆除爆破技术 控制原则：控制原则：“三定三定”（定向、定距、定量）、（定向、定距、定量）、 “四减四减” （减震、减冲、减飞（石）、减声（音）（减震、减冲、减飞（石）、减声（音） （一）等能原理：爆炸能量（一）等能原理：爆炸能量=拆除破坏所需最小能量，拆除破坏所需最小能量， 无余能，很难实现。无余能，很难
11、实现。 （二）微分原理：爆破时将炸药分散、微量化处理，（二）微分原理：爆破时将炸药分散、微量化处理， 分批微差起爆，推荐原理。分批微差起爆，推荐原理。 （三）失稳原理：结构分析之后对关键部位进行爆破，（三）失稳原理：结构分析之后对关键部位进行爆破， 使建筑物失稳，按预定程序就地坍塌或定向倾使建筑物失稳，按预定程序就地坍塌或定向倾 倒，适用于整体框架结构。倒，适用于整体框架结构。 五）光面爆破五）光面爆破 光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体，光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体， 然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药 包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面。
12、包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面。 六）孔间孔内微差顺序爆破六）孔间孔内微差顺序爆破 深孔深孔: 回转式钻机回转式钻机 l 深孔深孔: 冲击式钻机冲击式钻机 l 深孔深孔: 潜孔钻潜孔钻 l 机具选择的主要考虑因素：机具选择的主要考虑因素： 1）岩石物理力学性能）岩石物理力学性能 2）钻孔作业所需生产率）钻孔作业所需生产率 3）开挖断面尺寸）开挖断面尺寸 4）掘进方法）掘进方法 5）炮孔直径和深度）炮孔直径和深度 六六 爆破安全控制爆破安全控制 保证人身安全；保证人身安全； 保证临近建筑物及其基础安全；保证临近建筑物及其基础安全； 不安全因素：爆破飞石、地震波、空气不安全因素：爆破飞石、
13、地震波、空气 冲击波、有毒气体。冲击波、有毒气体。 一）安全距离一）安全距离 1、个别飞石安全距离、个别飞石安全距离 2、爆破地震作用的安全距离、爆破地震作用的安全距离R（m） 3、空气冲击波影响的安全距离、空气冲击波影响的安全距离 RB（m） 4、殉爆的安全距离、殉爆的安全距离Rs（m） 5、有害气体扩散安全距离、有害气体扩散安全距离 思考题：（主要是有关概念）思考题：（主要是有关概念） 1爆破的机理是什么？爆破的机理是什么？ 2简述爆破漏斗的概念。简述爆破漏斗的概念。 3爆破漏斗的几何特征参数有哪些？爆破漏斗的几何特征参数有哪些？ 4工程中常用爆破的基本方法有哪些？适用范工程中常用爆破的基本方法有哪些？适用范 围是什么？围是什么？ 5炸药的概念和炸药的性能指标。炸药的概念和炸药的性能指标。 6 按爆破作用指数爆破分哪几类？按爆破作用指数爆破分哪几类？
