爆破设计与施工

爆破设计与施工一、爆破技术的现状与发展爆破技术是一门相当古老的技术，有着悠久曲折发展的历史。

爆破技术是利用炸药爆炸能量，使爆破对象发生变形、破碎、移动和抛掷，达到预期目地的一门技术，其理论基础是炸药及其爆炸理论、固体中的应力波理论、岩石动力学等，内容十分广泛。

爆破技术不仅在土木工程施工中得到广泛应用，而且在采矿、水利水电、国防、军事等多领域中也得到广泛应用。

在未来一定期间内，爆破技术仍然是岩石开挖的主要手段。

二、爆破工程主要研究的内容1、技术可行：技术可行是指爆破设计方案所采用的各项技术在施工中是可行的，通过精心设计，能够达到预期的工程目标和各项要求。

2、经济合理：经济合理是指爆破工程设计和施工不仅能够实现工程项目提出的主要技术和质量指标，而且有可能降低爆破成本，避免因爆破不当引起额外和后期的工作项目。

3、安全可靠：安全可靠是指采取必要的安全防护和检测措施，保证爆破作业与环境安全，把爆破底座、空气冲击波、个别飞散物、有害气体、噪声、粉尘和对环境的不良影响限制在允许范围以内，保证施工与爆破安全。

三、爆破方法和爆破技术的分类爆破方法即爆破作业的步骤，是指首先要在爆破的介质中钻出炮孔、开挖药室或在其表面敷设炸药，然后放入起爆雷管引爆。

根据敷设炸药方式的不同，爆破方法主要分为以下三大类。

1、炮孔法在介质内部钻出各种孔径的炮孔，经装药、放入起爆雷管、堵塞孔口、连线等工序起爆的，统称炮孔爆破法爆破。

炮孔法是岩土爆破技术的基本形式。

2、药室法它是先在山体内开挖坑道、药室，然后装入大量炸药的爆破方法，主要优点是其一次性爆下的土石方数量几乎不受限制，药室爆破法主要用于露天开挖堑壕、填筑路堤、基坑等工程，能够缩短工期，节省劳动力，需要的机械设备少、不受季节和地形条件限制。

3、裸露药包法它是一种不需要钻孔，直接将药包贴放在被爆物体表面进行爆破的方法，主要用于清扫地基破碎大孤石和对爆下的大石块做二次爆破等工作。

按药包空间形状，爆破方法分为以下四种1、集中药包法当药包的最长边长不超过最短边长的四倍时，称为集中药包。

其主要应用在药室爆破和药壶爆破中。

集中药包起爆后产生的冲击波以均匀辐射状作用到周围介质。

2、延长药包法当药包最长边长大于最短边长或者直径的四倍时，称为延长药包。

实践中，其长度要大于十七倍的药包直径，延长药包经常适用于深孔爆破、浅孔爆破和药室中的条形药包爆破中。

其特点是起爆以后爆炸冲击波以柱面波的形式向四周传播，并作用在介质上。

3、平面药包法当药包直径大于其厚度的3~4倍时，称为平面药包，通常用于机械零件的爆炸加工。

平面药包起爆后，大多数的能量散失到空气中，只有与炸药接触的介质表面才受到爆炸作用，爆炸冲击波近似于平面波。

4、异形药包法为达到某种特定的爆破作用，可以将炸药做成特定的形状，这种药包应用较少，所以进行了解即可。

爆破技术的分类主要有以下几种1、毫秒延期爆破毫秒延期爆破是20世纪40年代出现的爆破技术。

他利用毫秒延期雷管或连接在起爆网路上的延期装置，可以实现延期时间间隔，一般以13 ~25ms为一个间隔时间段。

通过不同时差组成起爆网路。

一次起爆后可以按照设计要求顺序使各炮孔内的药包依次起爆，从而获得良好的爆破效果。

毫秒延期爆破的特点是各药包的起爆时间相差很小，被爆破的岩块在移动的过程中相互撞击，形成了及其复杂的能量再分配使岩石破碎均匀，缩短抛掷距离，减弱地震波和空气冲击波的强度。

在采矿和采石工程中使用广泛。

2、光面爆破和预裂爆破光面爆破和预裂爆破是20世纪50年代末期出现的一种密集钻孔、小装药量的爆破技术，在露天堑壕、基坑和地下工程的开挖中，采用光面爆破和预裂爆破可使边坡形成较陡峻的表面使地下开挖的坑道面形成预计的端面轮廓线，避免超挖和欠挖，并保持围岩的稳定。

3、定向爆破定向爆破是利用最小抵抗线在爆破作用中具有方向性的特点设计时利用天然地形或人工改造后得地形使最小抵抗线指向需要填筑的目标。

这种技术以经广泛的应用在水利筑坝、矿山尾矿坝、和填筑路堤等工程上，它突出的优点是在极短的时间内通过一次爆破完成土石方的挖、填、运、装等多道工序，节约了大量的机械和人力，费用省、功效高；缺点是后续工程难以跟上，而且受到某些地形条件的限制。

4、拆除控制爆破它不同于一般的爆破工程，对由爆破作用引起的危害有着更加严格的要求，多用于城市或人口稠密、附近建筑群集的地区拆除房屋、烟囱、水塔、桥梁以及厂房内部各种构筑物基座爆破，因此又称为城市拆除爆破。

拆除控制爆破要求控制的内容是：（1）控制爆破破坏的范围，只爆破建筑物需要拆除的部位，保留其余部分的完整性；（2 ）控制爆破后建筑物的倾倒方向和坍塌范围；（3）控制爆破是产生的碎块飞出距离、空气冲击波的强度和声响强度；（4）控制爆破所引起的建筑物地基震动及其对附近建筑物的震动影响。

（5 ）水下爆破（6）地下掘进爆破四、爆破设计的流程1、工程概况首先对目标项目所处地的地质条件和周边环境进行详细勘察测量，并进行总结。

2、施工方案选择根据施工所需达到的目的，进行施工方案的选择，在保证目标工程爆破效果的前提下，加快施工工期。

3、爆破参数的选择（1）计算炮眼数NN――炮眼数目q 单位耗药量，一般取值q=1.2~2.4 kg m3s――开挖断面积--- 装药系数，即装药长度与炮眼全长的比值――每米药卷炸药质量（2 ）炮眼深度LL 炮眼深度，m ;l -- 每掘进循环的计划尺数，――炮眼利用率，一般要求不低于0.85 ；（3 ）炮孔直径炮眼直径的大小直接影响钻眼速度、工作面的炮眼数目、单位耗药量、爆落岩石的块度和隧道轮廓的平整性。

加大炮眼直径以提高装药量可使炸药能量相对集中，爆炸效果得以改善，但炮眼直径增大将导致钻眼速度明显下降，并影响岩石破碎质量、洞壁平整程度和围岩的稳定性。

必须根据岩性、凿岩设备和工具、炸药性能等进行综合分析，合理选用炮眼直径。

（4）炮眼的间距和排距孔距a是指同排相邻炮孔中心之间的距离孔距按以下公式计算：a = mW da——孔距W d 底盘抵抗线一般根据孔的直径选取W d=（20~50）dm ――炮孔密集系数一般选取0.9~1.4之间排距b是指多排爆破中，相邻两排炮孔之间的距离，它与孔网布置和起爆顺序有关采用等边三角形布网时，排距与孔距的关系b = asi n60 =0.886a多排孔爆破时，排距和孔距是一个相关参数，在给定孔径的前提下,每个孔都有合理的负担面积S,即S=ab（5）装药量的计算装药量是影响爆破效果的重要因素。

药量不足，则炮眼利用率低或产生大块，甚至会出现炸不开的现象；药量过大，则会破坏围岩稳定，产生飞石，崩坏支架和机械设备，且抛渣分散。

合理的使用药量应根据所使用炸药的性能和质量、地质条件、开挖断面尺寸、自由面数目、炮眼直径和深度及爆破质量要求来确定。

目前大多采用的方法是，先用装药量体积公式计算出一个循环的总装药量，然后按照各种不同类型的炮眼进行分配，经爆破实践进行检验修正，直到取得良好的爆破效果为止。

Q=qv式中Q ——掘进每循环所需总炸药量，kgq 单位耗药量，kg/ mV ―― 1个循环进尺所爆落岩石的总体积m3V=SL n其中S――横断面积L――炮眼平均深度——炮眼利用率，一般取0.8~0.95(6)炮眼的布置布置炮眼时，必须保证获得良好的爆破效果，并考虑钻眼效率，除在开挖面上出现土石互层、围岩类别不同、节理异常等特殊情况外，一般按照以下原则布置；1、先布置掏槽眼，其次是周边眼，最后是辅助眼。

2、周边眼应严格按照设计位置布置，断面拐角处应布置炮眼。

3、辅助眼的布置主要解决炮眼间距和最小抵抗线的问题4、当炮眼深度超过2.5米时，靠近周边眼的内圈辅助眼应该和周边眼有相同的倾角。

5、当岩层层理明显时，炮眼方向应尽量垂直于层理面，如节理发育，炮眼应尽量避开节理，以防卡钻和影响爆破效果。

(7 )起爆网路的选择导爆索起爆网路是由引爆雷管、导爆索和继爆管组成。

继爆管是一种专门与导爆索配合使用，具有延期作用的起爆器材。

导爆索与继爆管组合为起爆网路，可借助继爆管的毫秒延期作用实施毫秒延期爆破。

常用的导爆索网路连接方式有开口网路和环形网路。

1、开口网路由一根主干索、若干并联的支索以及各孔中的引爆索组成，整个网路都是开口的，各孔的引爆索又并联在主干索上。

主干索与支索或支索与引爆索之间的连接采用搭接法最方便。

2、环形网路环形网路是一种闭口网路，这种网路的特点是各个炮孔或药室中的引爆索可以接受从两个方向传来的爆轰波，引爆索与支索以及支索与主干索之间必须采用三角形连接法。

导爆索起爆法的特点：1、操作简单，连接方便，易掌握，前期准备工作量少。

2、安全性好，药包内无雷管，不受外来电的干扰。

3、可使成组炮孔或药室同时起爆，而且同时起爆的炮孔数目不受限制。

与延期雷管或继爆管配合使用，可实现齐发爆破或延期起爆。

4、由于导爆索的爆速高，故有利于提高被起爆炸药传爆的稳定性。

导爆索起爆法的缺点是不能用仪表检查起爆网路的质量；导爆索的价格较高；在露天爆破时，噪声较大；不能用于城市控制爆破。

导爆管起爆网路在导爆管雷管连接网路中，最重要的也是最常用的网路有簇连网路、并联网路、岩石起爆网路和逐孔起爆网路等。

1、簇连网路（通俗成为大把抓）是将分组炮孔的导爆管各自集中成束捆绑在一起，用一发或者多发引爆雷管引爆。

这种连接网路简单方便，多用于露天深孔比较密集的炮孔或孔内微差起爆的网路连接中。

2、并串联网路是只由导爆管传播的起爆能量，经由传播元件（雷管、连接块、四通等）逐级传递下去引爆药包中导爆管雷管的网路形式。

3、延期起爆网路工程爆破中大多采用微差爆破技术，其有孔内微差和空外微差两种。

（1 ）孔内微差爆破就是将各段别的炮孔内，以雷管的段别之差实现微差顺序爆破。

而孔外传播一律用无延期装置的连接件或顺发雷管。

(2)孔外微差爆破就是把不同段别的毫秒延期雷管作为传播雷管放在孔外，各个炮孔的响炮时间间隔和前后顺序由这些放在孔外的不同段别的传爆雷管控制，实现微差爆破。