浅析预裂爆破与光面爆破的发展
隧道光面爆破和预裂爆破的原理(优选.)
隧道光面爆破和预裂爆破的原理一、爆破原理1、光面爆破作用原理:光面爆破的破岩机理十分复杂,目前仍在探索中。
尽管在理论上还很成熟,但在定性分析方面已有共识。
一般认为炸药起爆时,对岩体产生两种效应,主要是爆炸气体膨胀做功所起的作用。
光面爆破是周边眼同时起爆,各炮眼的冲击波向四周作径向传播,相邻炮眼的冲击相遇,产生应力波德叠加,并产生切向拉力,拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点,当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时,岩体便被拉裂,在炮眼中心连线上形成裂缝,随后,爆炸气的膨胀令裂缝进一步扩展,形成平整的爆裂面。
2、预裂爆破作原理:主要指预裂爆破成缝机理。
为了保证预裂爆破成功,首要的条件是不压坏预裂孔壁,其次是沿预孔连线方向成缝。
当炸药爆炸后,产生的冲击压力和高压气体的作用,将会使孔壁产生剧烈破坏。
要想不压坏孔壁必须采用不偶令装药法,即药包直径小于钻孔直径。
试验发现,当药包与孔壁之间存在空气间隙时,由于空气的缓冲作用,使孔壁所受压力大大降低。
试验得出,当不偶令系数M=2.5时,作用在炮孔内壁的最大切向应力只相当于不偶令系数为1时的大约1/16。
因此,完全有可能利用现有的常用炸药,用不偶令装药来降低孔壁压力,把几万个大气压降到每平方厘米只有几千或几百会斤的压力值。
当降低的压力值小于或极接近于岩石的极限抗压强度时,便可使孔壁不受爆破压缩破坏或者只受少量的振动。
在利用不偶令装药保证孔壁不受破坏的前提下,第二个条件就是怎样保证在预定的方向成缝。
实践经验证明,只需要调整相邻炮孔的距离或孔内装药量便可达到成缝的目的。
二、技术措施1、光面爆破的主要技术措施如下:(1)根据围岩特点,合理选定周边眼的间距和最小抵抗线,尽最大努力提高钻眼质量。
(2)严格控制周边眼的装药量,尽可能将药量沿眼大均匀分布。
(3)周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。
为满足装药结构要求,可借助导爆索(传爆线)来实现客气间隔装药。
(4)采用毫秒微差有序起爆。
光面和预裂爆破参数的合理选择
浅析光面和预裂爆破参数的合理选择摘要:浅析光面爆破发展应用情况、爆破参数的合理选择,以及光面和预裂爆破的质量保障措施。
关键词:巷道;光面;预裂;爆破;控制中图分类号:x752 文献标识码:a 文章编号:煤矿巷道掘进使用的光面爆破应用技术,是五十年代从国外兴起的,六十年代初期在国内得到了全面的推广应用。
多年的实践,光面爆破在巷道挖掘上起到了很大的作用,取得了显著的经济效益和综合效益。
而预裂爆破则是由光面爆破演变而来的,它是光面爆破的其中一种,也有的称作预裂光面爆破。
两者的主要差别在于:光面爆破的主爆破炮眼先于控制开挖轮廓面的光面炮眼起爆,而预裂爆破的主爆破炮眼在控制开挖轮廓面的预裂炮眼之后起爆。
光面、预裂爆破的应用,都是岩石工程爆破掘进和开挖史上的一次重大变革。
光面预裂爆破的效果,主要取决于工程中爆破参数选择和爆破控制技术。
因此,合理选择爆破参数,对于完成预期的爆破质量至关重要。
一、合理选择爆破参数煤矿巷道掘进爆破参数的选择,直接影响着爆破的质量和效果,它是光面、预裂爆破工程设计的重要内容。
我们应该利用一切有利于提高光面爆破质量的因素,努力提高爆破质量。
对于光面及预裂爆破参数的设计计算,有公式计算法、直接试验法、经验类比法和模型试验法等。
现结合有关资料和实践经验,给出爆破参数的一些计算公式及其参考值。
1)炮眼直径。
炮眼直径(db)的确定,直接关系到施工的效率和成本,应综合考虑岩石特性、现场机械设备及工程具体情况要求选择。
一般主要依据爆破的现场和钻工机具确定。
在小断面巷道实施光面预裂爆破时,孔径宜选35~45 mm。
2)炮眼间距。
光面、预裂爆破的实质是使炮眼之间产生贯通裂隙,以形成平整的断裂面。
因此,炮眼间距(a)对形成贯通裂隙有着非常重要的作用,它的大小主要取决于炸药的性质、不耦合系数和岩石的物理力学性质。
①对光面爆破有:a = 2ri+(pi/st)db,式中:ri=(bpb/st)arb,为每个炮眼产生的裂缝长度,st为岩石的抗拉强度,db为炮眼直径,pi为爆生气体充满炮眼时的静压,pb为孔壁压力,b为切向应力与径向应力比例系数,b=μ/(1-μ),μ—波松比。
预裂爆破和光面爆破
预裂爆破和光面爆破为保证保留岩体按设计轮廓面成型并防止围岩破坏,须采用轮廓控制爆破技术。
常用的轮廓控制爆破技术包括预裂爆破和光面爆破。
所谓预裂爆破,就是首先起爆布置在设计轮廓线上的预裂爆破孔药包,形成一条沿设计轮廓线贯穿的裂缝,再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖部位的爆破,保证保留岩体免遭破坏;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包,将光爆层炸除,形成一个平整的开挖面。
预裂爆破和光面爆破在坝基、边坡和地下洞室岩体开挖中获得了广泛应用。
(一)成缝机理预裂爆破和光面爆破都要求沿设计轮廓产生规整的爆生裂缝面,两者成缝机理基本一致。
现以预裂缝为例论述它们的成缝机理。
预裂爆破采用不耦合装药结构,其特征是药包和孔壁间有环状空气间隔层,该空气间隔层的存在削减了作用在孔壁上的爆炸压力峰值。
因为岩石动抗压强度远大于抗拉强度,因此可以控制削减后的爆压不致使孔壁产生明显的压缩破坏,但切向拉应力能使炮孔四周产生径向裂纹。
加之孔与孔间彼此的聚能作用,使孔间连线产生应力集中,孔壁连线上的初始裂纹进一步发展,而滞后的高压气体的准静态作用,使沿缝产生气刃劈裂作用,使周边孔间连线上的裂纹全部贯通成缝。
(二)质量控制标准1)开挖壁面岩石的完整性用岩壁上炮孔痕迹率来衡量,炮孔痕迹率也称半孔率,为开挖壁面上的炮孔痕迹总长与炮孔总长的百分比率。
在水电部门,对节理裂隙极发育的岩体,一般应使炮孔痕迹率达到10%~50%;节理裂隙中等发育者应达50%~80%;节理裂隙不发育者应达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(又称起伏差)的允许值为±15cm。
3)在临空面上,预裂缝宽度一般不宜小于1cm。
实践表明,对软岩(如葛洲坝工程的粉砂岩),预裂缝宽度可达2cm以上,而且只有达到2cm以上时,才能起到有效的隔震作用;但对坚硬岩石,预裂缝宽度难以达到1cm。
东江工程的花岗岩预裂缝宽仅6 m m,仍可起到有效隔震作用。
光面爆破与预裂爆破比较分析
光面爆破与预裂爆破比较分析光面爆破与预裂爆破是矿山爆破工程中常用的两种爆破方法。
光面爆破是指在矿山开采过程中,直接对矿石或岩石进行爆破,将其破碎成小块;而预裂爆破则是通过在矿石或岩石内部安置预裂装置,通过爆破将矿石或岩石预先裂解,以便进行更加高效的采矿或挖掘作业。
首先,对于光面爆破,其优点主要包括以下几个方面。
首先,由于光面爆破是直接对矿石或岩石进行爆破,因此可以将矿石或岩石迅速破碎成小块,便于后续的矿石选矿或岩石挖掘作业。
其次,光面爆破作业相对简单,爆破炸药的选择相对灵活,可以根据具体情况进行调整,因此适应性较强。
此外,由于光面爆破不需要安置预裂装置,因此可以减少设备投资和安装的时间,从而节约成本。
然而,光面爆破也存在一些缺点。
首先,光面爆破容易引起较大的震动和噪音,对周围环境造成一定的影响,尤其是在城区或居民区附近的矿山作业中,可能引起居民的不满或抗议。
其次,光面爆破对爆破炸药的要求较高,需要选择具有较大破碎能力的炸药,从而可能增加成本。
此外,光面爆破容易产生大量的破碎物,需要进行后续的清理工作,增加了工作量和时间。
与光面爆破相比,预裂爆破具有以下几个优点。
首先,预裂爆破可以在矿石或岩石内部安置预裂装置,通过有选择地引起内部应力分布的变化,从而实现矿石或岩石的预先裂解,减少挖掘或采矿的阻力,提高施工效率。
其次,预裂爆破可以减少震动和噪音的产生,尤其适用于城区或居民区附近的矿山作业。
此外,预裂爆破可以减少破碎物的产生,从而减少清理工作量,提高工作效率。
然而,预裂爆破也存在一些缺点。
首先,预裂爆破需要在矿石或岩石内部安置预裂装置,因此需要额外的设备投资和安装工作,增加了工作量和成本。
其次,预裂爆破对预裂装置的设计和安装要求较高,需要充分考虑矿石或岩石的物理特性和力学响应,从而选择合适的预裂装置和爆破参数。
此外,预裂爆破需要对预裂装置进行布置和清理,工作量相对较大。
综上所述,光面爆破与预裂爆破各有优缺点,合理选择爆破方法需要考虑多方面的因素。
光面爆破与预裂爆破比较分析
光面爆破与预裂爆破比较分析摘要:光面爆破与预裂爆破在机理上、起爆方式、应用条件以及范围具有一定区别。
关键词:光面爆破预裂爆破起爆方式应用范围Smooth blasting and blasting a comparative analysis of pre-split Abstract Pre-split blasting and smooth blasting in the mechanism, the initiation mode, the application conditions and the range has a certain distinction. Key words Smooth blasting Pre-split blasting Detonation mode Applications一、光面爆破与预裂爆破两者的爆破机理光面爆破的机理是:光面爆破的破岩机理十分复杂,目前仍在探索中。
尽管在理论上还很成熟,但在定性分析方面已有共识。
一般认为炸药起爆时,对岩体产生两种效应,主要是爆炸气体膨胀做功所起的作用。
光面爆破是周边眼同时起爆,各炮眼的冲击波向四周作径向传播,相邻炮眼的冲击相遇,产生应力波德叠加,并产生切向拉力,拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点,当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时,岩体便被拉裂,在炮眼中心连线上形成裂缝,随后,爆炸气的膨胀令裂缝进一步扩展,形成平整的爆裂面。
预裂爆破的作用机理:主要指预裂爆破成缝机理。
为了保证预裂爆破成功,首要的条件是不压坏预裂孔壁,其次是沿预孔连线方向成缝。
当炸药爆炸后,产生的冲击压力和高压气体的作用,将会使孔壁产生剧烈破坏。
要想不压坏孔壁必须采用不偶令装药法,即药包直径小于钻孔直径。
试验发现,当药包与孔壁之间存在空气间隙时,由于空气的缓冲作用,使孔壁所受压力大大降低。
试验得出,当不偶令系数M=2.5时,作用在炮孔内壁的最大切向应力只相当于不偶令系数为1时的大约1/16。
光面爆破与预裂爆破比较分析
光面爆破与预裂爆破比较分析
一、光面爆破与预裂爆破比较
1、光面爆破与预裂爆破的材料
光面爆破是指对爆破石墨板上的龙门、冰裂缝等表面形成一道裂缝,
而预裂爆破则是利用梁状结构(如混凝土砌体、钢筋混凝土结构等),将
爆破材料(如煤屑、沙子、砂粒等)填充在梁状的缝隙,然后点燃爆破剂,以达到爆破的目的。
2、光面爆破与预裂爆破的特点
(1)光面爆破产生的爆破效果比较剧烈,能够产生较强的冲击波,
但是其爆轰片最多只能达到一定的范围,不能达到比较大的空间效果。
(2)预裂爆破产生的爆破效果稳定,能够产生比较大的散落物,可
以有效地增加爆破的空间效果,但是其产生的冲击波相对较小,爆轰片范
围也较小。
3、光面爆破与预裂爆破的应用
光面爆破主要用于采矿、建筑施工、核电站建设、管道建设等场合,
而预裂爆破则主要应用于采掘工程、深孔爆破等行业,以及需要有较大空
间效果的场合。
综上所述,光面爆破与预裂爆破各有其优势和不足,在实际应用中应
当根据不同的情况来选择不同的爆破方法,以达到最佳的爆破效果。
9.谈谈光面爆破和预裂爆破详解
裂缝的作用和光面爆破所钻空孔的作用 相同且效果更佳。 所谓“不耦合”装药,就是装入孔内的 炸药卷和孔壁之间留有一定的空隙,炮 孔直径与装药直径之比约为2-3。通常 将孔口用泥土堵塞一定的长度。
这种结构的装药爆炸时,产生的爆轰波将首先传入炮孔
间隙的空气介质之中,将其强烈压缩,温度急剧升高, 亦即对空气做了工。由于这种做工的过程是不可逆的, 爆轰波所携带的能量就有一部分消耗在空气当中,削弱 了爆轰波的峰值压力。这样,传入孔壁周围岩石介质中 的爆炸应力波的强度会相应地降低,从而减轻对岩石的 直接粉碎作用。但是,受到削弱的应力波和孔内的高压 气团仍将在炮孔周围形成一个爆炸应力场。当多个“不 耦合”装药在相邻炮孔中同时爆炸时,应力场相互叠加, 岩石就会沿着炮孔的连心线产生一条裂缝,同时炮孔内 壁的岩石并不会被强烈粉碎。要得到比较理想的预裂缝, 必须采用“不耦合”装药,并且所有的预裂孔都必须被 置于设计的轮廓面上,不能产生过大的偏离。而 “不耦 合”装药的结构特殊,不易实现工厂化生产。因此,预 裂爆破比光面爆破的成本投入要大,而作业效率要低。
界面比较平整、光滑、稳定,是光面爆破的显
著特点。换言之,光面爆破可以将超挖和欠挖 均限定在较小的范围(十余厘米至数十厘米) 之内。
2 .预裂爆破: 首先在设计轮廓面上钻成一 列预裂炮孔,装入所谓的 “不耦合” 装药, 按照一定的要求进行起爆,沿设计轮廓面可形 成一条深度和需开挖深度相等、宽约数毫米至 数十毫米的裂缝,然后再对岩石挖方区进行钻 孔爆破的方法叫做“ 预裂爆破”。这条预
谈谈光面爆破和预裂爆破
湖南省路桥集团道路九公司 赵海彬
目 录
一、光面爆破和预裂爆破的区别 二、光面爆破和预裂爆破的用途 三、石质路堑光面爆破操作规程 附:各类岩石光面爆破炸药单耗表
光面与预裂爆破
爆破工程概述爆破与爆炸爆破:爆炸作用于周围介质的破坏效应结果.爆炸:物质内能的高速释放过程,分化学爆炸和物理爆炸炸药爆炸属于化学爆炸,指炸药在一定的起爆能的作用下,在瞬时内发生化学分解产生高温和高压的气体. 基本概念冲击波:炸药爆炸后对相邻介质的冲击压力以波的形式向四周传播,使介质受到一定程度的破坏.炸轰波:炸药在局部引爆后迅速扩展到全体,从引爆到爆炸全部结束在炸药中传播的化学反应能的波的形式.二者的关系1,炸轰波是介质中冲击波的激发源,即介质中的冲击波是由炸药爆炸时产生炸轰波引起的2,炸轰波是与炸药同时发生反应的冲击波,它是在炸药中传播的冲击波,而冲击波是指在岩体介质中传播的波.3,炸轰波与冲击波在炸药中以同一速度传播,但炸轰波总比冲击波滞后一个时段.爆破的基本原理及药量计算无限均匀介质的爆破作用基本假定①药包是球形②药包是放在无限介质中③介质是均匀的各向同性爆破作用范围压缩圈(粉碎圈)Rc抛掷圈 R松动圈(破裂圈)Rp震动圈 Rz有限介质的爆破作用基本概念:临空面:爆破介质与空气的交界面自由面:不同介质的交界面声抗阻系数:ρc(ρ为介质的密度kg/m3,c为纵波传播速度m/s)临空面发射拉应力的破坏作用透射波产生的应力σt=2σi/(1+N)反射波产生的应力σr=2σi(1-N)/(1+N)σi为爆破冲击波产生的应力,N=ρ1c1/ρ2c2,两介质的声抗阻系数之比.临空面的作用可见:当药包在介质1中爆破,N=1时,σr=0即:不会形成反射应力波,N1时,σt透射压缩波σr反射拉伸波不同N→(即在岩石中爆破,应力波向临空面发射,全部生成反射拉伸波,可能引起岩石的破坏) 可看出充分利用自由面的存在对爆炸应力波的作用,一般地,每增加一个自由面,单位耗药量减少10%~20%,即提高爆破能量利用率具有十分重要的意义.爆破漏斗:在有限介质中的爆破,当药包中心距离自由面较小时,药室周围的岩石发生压缩粉碎破坏和径向与环向裂缝的交错破裂,同时自由面处的岩石发生落片破裂,若爆轰气体还有一定的膨胀压力时会把一部分已破裂的岩石抛掷出去,形成爆破坑称爆破漏斗.爆破漏斗的几何参数:①最小抵抗线长W:药包中心至自由面的最短距离②爆破漏斗半径r:爆破漏斗的底圆半径③爆破作用半径R:药包中心至爆破漏斗底圆圆周上任一点距离④可见漏斗深度l:爆破漏斗底部到自由面的最短距离⑤爆破作用指数n:n=r/W爆破的分类: ①标准抛掷爆破n=1②加强抛掷爆破n>1③减弱抛掷爆破0.75<N④松动爆破0.3325mW≤25m预裂爆破(多用于明挖)定义:在主体爆破前,在设计轮廓线上预先炸出一条一定宽度的裂缝.预裂原理:由于不耦合装药(即药包和孔壁间有环状空隙),空隙的存在削减了作用在孔壁上的爆压峰值,并为孔间彼此提供了聚能的临空面.削减后的爆压峰值不致使孔壁产生明显的压缩破坏,只切向拉力使炮孔四周产生径向裂纹,加之临空面聚能作用使孔间连线产生应力集中,孔间裂纹发展,而滞后的高压气体沿缝产生"气刃"劈裂作用,使周边孔间连线上裂纹全部贯通.施工技术参数:①选择适当的炮孔直径,不耦合系数(即炮孔直径与药卷直径比值)一般2~4, (经验数据及公式炮孔直径通常50~200mm多取于葛洲坝及②炮孔孔距一般为孔径的8~12倍,炮孔孔距与岩石特性,炸药性质,装药情况,缝壁平整度,孔径大小有关.③线性分散装药,,预裂炮孔内间隔装药,线装药密度取200~400g/m.④钻孔轴线与设计开挖边线的偏离值控制在15cm内.⑤预裂炮孔孔口应用不小于10mm的砾石堵塞.起爆可用传爆线或毫秒微差雷管,起爆时差控制在10ms内. 其他经验可补充如下:钻孔质量影响效果,尤其是岩壁的不平整度;小直径,密间距与低线装药密度,成型效果好;在孔深较大时,为克服夹制作用保证裂缝面的形成,孔底药量酌情适当增加,顶部除了预留不装药的堵塞段外,上部一定长度内线装药密度适当减少;所有药包应绑在导爆索上用雷管施行成组起爆.我国《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》(SDJ212-83)附录提供预裂爆破参数.光面爆破(多用于地下工程开挖)定义:主体工程爆破之后,利用布置在开挖轮廓线上的炮孔准确地把预留的先爆层在岩石上切下来.施工方法:沿设计开挖线布置小孔径,密间距的周边孔,采用低密度,低爆速,低猛度和高爆力的光爆炸药,不耦合装药或间隔装药,进行弱震爆破,炸除沿洞周留下的厚度为最小抵抗线的光爆层,形成光面.施工技术参数:①炮孔直径50mm以下.当炮眼较深时从经济角度考虑应选用60~100mm.②孔距(12~16)d,若轮廓线为曲线则加密20cm.③控制装药量Q=KaWL L为炮眼长度.④控制孔距与最小抵抗线之比a/W=0.8~1.0,岩石坚韧取大值,岩石松软可取小,甚至达0.5~0.6.⑤周边孔要同时起爆,钻孔准确度高.光面爆破常用参数可见下表:光面爆破的优点:①超挖少,减少<>工程<>量②降低开挖后的糙率③对围岩的破坏小与预裂爆破相比孔数少,耗药低,起爆时间不象预裂那样先于主爆破孔而是滞后于主爆破孔.岩塞爆破(1971年辽宁清河取水工程首次使用并获成功)定义:岩塞爆破是一种水下控制爆破,施工时,先从隧洞出口逆水流向开挖,待掌子面到达水库库底或湖底附近,预留一定厚度的岩塞,当隧洞和进口闸门井全部完建后,再一次将岩塞炸除.爆破后的岩渣处理:①聚渣爆破:爆前在洞内正对岩塞的下方挖一容积与岩塞体积相当的集渣坑,让爆落的石渣大部分抛入坑内,且保证运行期中坑内石渣不被带走.②泄渣爆破:对于灌溉,供水,防洪隧洞取水口岩塞爆破,爆破时闸门开启,借助高速水流将石渣冲出洞口.施工技术参数:①装药量:QS=(1.2~1.3)KW3(0.4+0.6n3)其中n取1~1.5②药室布置及炮孔形式:药室呈"王"字型,药室开挖采用浅孔小炮.岩塞周边宜采用预裂爆破,预裂孔距30cm,孔径45~55mm,孔深3~8m.线装药密度220~270g/m.③起爆方式:起爆网路采用复式并——串——并,或增补一套传爆线,起爆体可放在塑料袋中,封口涂上黄油,炸药和雷管也需进行防水处理.炸药的性能及爆破的安全控制炸药的基本性能威力:分别以爆力和猛度表示.爆力:又称静力威力,用定量的炸药炸开规定尺寸铅柱体内空腔的容积(mL)表示,表征炸药炸胀介质的能力;猛度:又称动力威力,用定量炸药炸塌规定尺寸铅柱体的高度(mm),表征炸药粉碎介质的能力.最佳密度:炸药能获得最大爆破效果的密度.氧平衡:指炸药含氧量和氧化反应程度的指标.当炸药的含氧量恰好等于可燃物完全氧化所需的氧量称零氧平衡.当含氧量大于需氧量称正氧平衡.当含氧量少于需氧量称负氧平衡.安定性:炸药在长期储存中,具有保持自身性质稳定不变的能力.敏感度:炸药在外部能量激发下,引起爆炸反应的难易程度.殉爆距:炸药药包的爆炸引起相邻药包起爆的最大距离,以cm计.爆破的安全控制1.安全距离:①飞石安全距离RP(m)②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RB(m)④殉爆的安全距离rs(m)⑤有害气体扩散安全距离[Rr]max(m)2.瞎炮及其处理:①通过引爆而未能爆炸的药包称瞎炮.②产生的原因:主要是爆破器材失效或损伤,制度不严或操作不当也是一重要原因.③瞎炮的处理:(仅介绍<>工程<>上常用方法)距瞎炮炮孔30~60cm,钻平行孔装药爆破,切勿与瞎炮炮孔斜交;若证实雷管未失效,宜从新接线起爆;若证实炸药已失效且其敏感度不高可将炮泥掏出;对散装的粉状硝铵炸药可用水冲洗,冲出炮泥和炸药;对深孔或洞室爆破,最好重新接线起爆.起爆方法和起爆网路炸药的基本起爆方法包括:火花起爆、电力起爆、导爆管起爆和导爆索起爆。
浅谈预裂和光面爆破的发展与未来
浅谈预裂和光面爆破的发展与未来
秦健飞;秦如霞
【期刊名称】《采矿技术》
【年(卷),期】2013(000)005
【摘要】双聚能预裂与光面爆破综合技术的研发成功,将轮廓控制爆破技术发展到了较高的水平。
该项先进技术被住房和城乡建设部作为《建筑业10项新技术(2010)》在全国推广应用,推广应用该项先进技术将给企业带来巨大的社会经济效益,并推动我国预裂和光面爆破的新发展。
【总页数】4页(P97-100)
【作者】秦健飞;秦如霞
【作者单位】中国水电八局有限公司,湖南长沙,410007;中国水电八局有限公司,湖南长沙,410007
【正文语种】中文
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光面爆破与预裂爆破的对比分析
光面爆破与预裂爆破的对比分析摘要:从光面爆破和预裂爆破的基本概念入手,阐述其爆破机理。
借助于理论和经验,对光面爆破和预裂爆破做出了比较。
关键词:光面爆破、预裂爆破光面爆破和预裂爆破都是使爆破裂隙沿设计开挖面形成的控制爆破方法它们均能使露天边坡、井巷和隧道的开挖面光滑、平整,减少超挖、欠挖,以保持边坡和围岩的稳定性,从而提高爆破工程施工质量。
做到安全、经济、科学的开挖。
一、基本概念1、光面爆破光面爆破早20份纪50―60年代在瑞典发展起来并得到改进的爆破技术。
光面爆破亦称密眼小炮孔爆破。
通过合理地选择各种参数、严格控制装药量、科学布置各种眼孔、按照一定的顺序起爆装药以及利用岩石抗拉强度远远低于其抗压强度的特性,可以有效的组织爆破能力。
在爆后,要求成形的轮廓线以外的岩石不受扰动和破坏,尽可能地保持围岩自身强度。
这种人为控制的爆破方法就叫做光面爆破,简称“光爆”。
2、预裂爆破预裂爆破是在开挖区内的炮眼起爆以前,沿着设计轮廓面所布置的炮眼首先起爆,形成有一定宽度的贯穿裂缝,将开挖区与保留区的岩体分离开,留下光滑、平整的开挖面的爆破方法。
预裂爆破为轮廊爆破,是主炮孔爆破之前在开挖面上先爆破一排预裂炮孔,在相邻炮孔之间形成裂缝,从而在开挖面上形成断裂面,以减弱主爆区爆破时地震波向岩体的传播,减少保留岩体的破坏,且沿预裂面形成一个超挖很少的平整岩面。
长期的实践表明,光面、预裂爆破的成败60%取决于钻孔精度和质量,40%取决于爆破技术水平。
欧美已经研制生产出保证钻孔定位、定向精度的控制器,它在钻孔时能自动调整钻孔偏角,甚至在钻机上安装了GPS定位系统,可由电脑精确控制钻孔方向。
我国90年代末至本世纪初光面、预裂爆破技术在三峡工程临时船闸和永久船闸开挖中得到广泛应用。
其中永久船闸全长1620m,直立墙坡最大挖深67.8m,闸槽开挖方量达1300万方,爆破超欠挖起伏控制在15cm以内,半孔率大于95%,爆破开挖质量优良。
预裂爆破和光面爆破
预裂爆破和光面爆破预裂爆破和光面爆破有哪些不同?进行石方开挖时,在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝,以缓冲、反射开挖爆破的振动波,控制其对保留岩体的破坏影响,使之获得较平整的开挖轮廓,此种爆破技术为预裂爆破。
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包,将光爆层炸除,形成一个平整的开挖面,是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法,达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。
预裂爆破和光面爆破都要求沿设计轮廓产生规整的爆生裂缝面,两者成缝机理基本一致。
预裂爆破是首先起爆周边眼,在其他炮眼未爆破之前先沿着开挖轮廓线预裂爆破出一条用以反射爆破地震应力波的裂缝而得名。
预裂爆破的目的同光面爆破,只是在炮眼引爆的顺序上,光面爆破先引爆掏槽眼,再引爆辅助眼,最后引爆周边眼,而预裂爆破则是首先引爆周边眼,使其沿着周边眼形成平顺的预裂面。
由于这个预裂面的存在,对后爆的掏槽眼、辅助眼的轰爆波能起到反射和缓冲作用,可以减轻爆轰波对围岩的破坏作用,保持岩体的完整性,使爆破后的开挖面整齐规则。
预裂爆破及光面爆破的使用条件和效果评价工程爆破的目的或原则,是在保证开挖质量的前提下,以最简捷的爆破方式来获得良好的社会效益和经济效益。
预裂爆破与光面爆破亦不会违背上述原贝U。
(一)预裂爆破与光面爆破效果的评价预裂爆破与光面爆破的目的是沿设计轮廓线形成整齐的轮廓面,其质量标准应符合以下条件:(1)裂缝必须贯通,壁面上不应残留未爆落岩体。
(2)相邻孔间壁面的不平整度小于土15mm。
(3)为使壁面达到平整,钻孔角度偏差应小于l o o(4)壁面应残留有炮孔孔壁痕迹,且应不小于原炮孔壁的1/3(5)残留的半孔率,对于节理裂隙不发育的岩体应达到85%以上;对于节理裂隙较发育和发育的岩体,应达到50~85%;对节理裂隙极发育的岩体,应达到10~50%o在过去文献资料中,还强调预裂爆破的裂缝宽度,认为缝宽应达Icm 以上。
光面爆破与预裂爆破的对比分析
光面爆破与预裂爆破的对比分析
首先,从岩石破碎效果来看,光面爆破主要通过单一的爆破孔直接破
碎岩石,破碎范围较小。
而预裂爆破则是在岩石上事先切割出裂缝,在爆
破时通过裂缝的扩展来达到破碎的目的,因此破碎范围较大。
预裂爆破的
破碎效果更加理想,可以控制岩石的断裂面,使得岩石的破碎程度更均匀。
其次,从爆破效率来看,光面爆破只需要钻孔、装药、引爆就可以完成,操作简单,速度较快,适用于对岩石破碎效果要求不高的场合。
而预
裂爆破需要事先进行裂缝的切割,增加了施工的难度和时间成本。
但是预
裂爆破可以根据裂缝的位置和形态设计合理的装药方案,能够更好地控制
岩石破碎的效果,提高爆破效率。
再次,从安全性来看,光面爆破对人员和设备的要求较低,但由于破
碎范围小,有可能造成岩石飞溅和飞石伤害的风险增加。
而预裂爆破能够
控制岩石的破碎范围,减少飞石的风险,提高施工的安全性。
但是预裂爆
破需要对裂缝的切割进行精确控制,如果设计不当,可能会导致裂缝扩展
不稳定,在施工过程中出现意外情况。
此外,从施工环境来看,光面爆破对施工环境要求较低,可以适用于
狭小空间和复杂地质条件下的爆破作业。
而预裂爆破需要事先切割裂缝,
对环境的要求较高,需要有足够的工程施工条件。
同时,预裂爆破需要对
结构物或者地下设施的周边影响进行评估,以确保施工的安全性。
综上所述,光面爆破与预裂爆破在岩石爆破工程中都有各自的优势和
适应场景。
选择何种爆破方法需要综合考虑工程要求、施工条件、安全性
以及经济性等多个因素,根据实际情况做出合理选择。
关于岩体边坡爆破施工中的光面爆破与预裂爆破
工程设计施工与管理China Science&Technology Overview关于岩体边坡爆破施工中的光面爆破与预裂爆破潘先智(深圳市越众(集团)股份有限公司,广东深圳518000)摘要:本文重点针对岩体边坡爆破施工当中光面爆破和预裂爆破技术进行了分析和研究,对光面爆破和预裂爆破的技术要点进行了阐述,有效提高岩体边坡爆破施工质量和安全性,推动我国领土工程得到快速建设和发展。
关键词:岩体边坡;光面爆破;预裂爆破中图分类号:TD235.3文献标识码:A文章编号:1671-2064(2020)12-0134-020引言在岩体边坡爆破施工过程中,经常需要使用光面和预裂爆破技术,对爆破技术的应用,主要是根据设计工作要求进行破碎、抛掷形成全新的岩土结构。
在工程设计范围之外需要尽可能防止爆破工作对岩体结构产生的破坏与影响。
爆破技术的应用,主要是使用炸药所产生的爆炸力,将岩石直接粉碎这种爆炸力的作用范围较大,经常会造成靠近岩石开挖区域的其他建筑体受到不同程度的影响。
因此,工程施工单位追求在爆破效果达到理想标准的状态下,尽可能降低对周围的岩石结构以及建筑体所产生的影响。
经过相关工作人员的不懈努力研究和实验,研发出了光面爆破和预裂爆破技术,在岩体边坡爆破施工过程中运用效果非常明显。
1光面爆破和预裂爆破技术1.1光面爆破技术在光面爆破技术的应用过程中,主要是沿着设计开挖的边界位置,设计出密集程度较高的炮孔。
通过选用不耦合装药或者使用威力较低的炸药来进行爆破施工,在主爆破区域爆破工作完成之后,会形成表面更加平整的开挖轮廓爆破作业。
1.2预裂爆破技术预裂爆破主要是沿着工程设计开挖的边界设置密集的炮孔,然后通过使用不耦合装药或者使用爆炸威力较低的炸药,在主爆破区域正式爆破之后,会在爆破区域和保留区域之间形成相应的预裂缝结构,有效降低主爆破区域对周围岩体结构以及建筑体所产生的影响。
现阶段,光面爆破和预裂爆破技术在我国各大岩体边坡工程中得到了广泛应用,并且取得的工程施工效果非常明显2岩体边坡爆破施工中的光面爆破与预裂爆破技术优势和难点2.1光面爆破与预裂爆破技术优势在最近几年的发展过程中,随着我国各大高速公路工程建设发展速度不断加快,公路工程的覆盖面积越来越大,在一些山区地区经常需要穿过一些特殊的地质条件,需要对高边坡路线进行开挖工作。
光面爆破
光面爆破光面爆破技术约在1950年发源于瑞典,1952年在加拿大首次应用;预裂爆破由光面爆破演变而来。
从整个爆破技术来分,它们均属于光面爆破技术。
光面爆破是一种控制岩体开挖轮廓的爆破技术,是通过一系列措施对开挖工程周边部位实行正确的钻孔和爆破,并使周边眼最后起爆的爆破技术。
预裂爆破则是周边眼最先起爆,线装药密度适当地比光面爆破大一些,周边眼间距则适当地小一些。
光面爆破可以分为三大类型(1)轮廓线钻眼法它是沿设计的隧道开挖轮廓线钻凿紧密相邻的炮眼,这些炮眼内不装炸药,然后视其离自由面的远近再钻一至若干排炮眼并装炸药爆破。
由于密集且相邻的炮眼存在,隔开了其它炮眼爆炸时爆炸应力波和裂缝的传递与扩展,使岩体沿弱面切开,形成平整的岩壁保护岩体稳定。
目前在隧道内使用较少,仅在不够稳定的岩层(如软弱岩层、断层带等)中及城市地下隧道、地铁为减轻地震动时,才部分采用,应用该种技术能获得较好的光面爆破效果,但钻眼工作量大,钻眼费用高。
(2)预裂爆破法这种方法是在开挖轮廓线上钻凿相互平行较密集的炮眼,装炸药并使之先于其它爆破眼起爆,当轮廓线上的炮眼间距、数量、装药结构合适时,爆破后各炮眼间将形成相互贯通的裂隙,与原岩分割开来。
此后再爆破其它炮眼,由于轮廓线上裂缝已形成,所以其它炮眼爆破时不会引起围岩岩体破坏,而构成光滑的平整壁面。
预裂爆破可以起到较好的隔振作用,一般适用于岩体较为完整的硬岩、中硬岩中深眼及深眼爆破。
(3)光面爆破法它与预裂爆破法恰好相反,轮廓线上的炮眼(周边眼)是在其它炮眼爆破后最后起爆,是软岩、中硬岩隧道浅眼爆破施工中广泛应用的方法。
与预裂爆破法比较,周边轮廓线上炮眼数较少。
根据断面不同,施工方法可分为光面层光面爆破法和全断面一次爆破光面爆破法。
光面爆破技术的优缺点(1)优点1 隧道围岩不产生或很少产生炮震裂缝,保持了围岩完整性,从而增大了围岩自身的承载能力,这为采用锚喷支护创造了有利的条件。
光面爆破技术和锚喷技术相结合,进一步增强了锚喷支护的作用,特别是在松软岩层中更能显示这一特点。
谈谈光面爆破和预裂爆破详解
运用光面爆破或预裂爆破能较好地解决 上述问题。光面爆破和预裂爆破具有相 同的工程目的,它们在理念上强调的都 是合理地利用炸药爆炸的能量,减轻非 开挖区岩石受到的爆破扰动,使开挖工 作完成后形成的最终界面(即设计轮廓 面)比较平整、光滑、稳定。因此,光 面爆破和预裂爆破实质上均属于现代控 制爆破技术的分支。运用光面爆破和预 裂爆破,能较好地实现工程质量的内实 外美,预防工程病害的发生,保障施工 安全。
2.光面爆破的用途 光面爆破在公路工程中主要适用于:
(1)公路石质路堑的爆破开挖
可有效地提高路堑边坡的稳定性,降低路堑边坡的防护成本,实 现内实外美,有着良好的环保效应。
(2)岩石介质中公路隧道的爆破掘进可有效地保
护围岩的自稳能力,保障安全施工,使隧道轮廓面平 整、光滑,从而大幅度地降低施工过程中的安全防护 成本和隧道的建造成本。
孔爆破的方法叫做“预裂爆破”。这条预 裂缝的作用和光面爆破所钻空孔的作用 相同且效果更佳。
所谓“不耦合”装药,就是装入孔内的 炸药卷和孔壁之间留有一定的空隙,炮 孔直径与装药直径之比约为2-3。通常 将孔口用泥土堵塞一定的长度。
这种结构的装药爆炸时,产生的爆轰波将首先传入炮孔 间隙的空气介质之中,将其强烈压缩,温度急剧升高, 亦即对量就有一部分消耗在空气当中,削弱 了爆轰波的峰值压力。这样,传入孔壁周围岩石介质中 的爆炸应力波的强度会相应地降低,从而减轻对岩石的 直接粉碎作用。但是,受到削弱的应力波和孔内的高压 气团仍将在炮孔周围形成一个爆炸应力场。当多个“不 耦合”装药在相邻炮孔中同时爆炸时,应力场相互叠加, 岩石就会沿着炮孔的连心线产生一条裂缝,同时炮孔内 壁的岩石并不会被强烈粉碎。要得到比较理想的预裂缝, 必须采用“不耦合”装药,并且所有的预裂孔都必须被 置于设计的轮廓面上,不能产生过大的偏离。而 “不耦 合”装药的结构特殊,不易实现工厂化生产。因此,预
浅析隧道爆破施工的发展历程
浅析隧道爆破施工的发展历程摘要:钻孔和爆破技术是目前隧道施工的主要方法,在现在科技发达的情况下,使用钻机等新技术是在隧道施工选择时首先考虑的方法,但是因为钻机设计和遥控的双重影响下,在施工过程中钻机所钻孔的大小不能完全控制,可能出现孔外推角出现过大的现象,特别是在现在新颁布的隧道施工规范中,越来越重视成本控制,因为在隧道施工时,施工工人多数使用的是手持式气动钻机,如果过度开挖,则导致混凝土回填量大,这样就进一步降低建设单位使用钻机的积极性,随着社会的进步,我国将不断推动隧道施工机械化、智能化和信息化,让隧道施工的效率值越来越高。
关键词:隧道,爆破施工,发展Abstract: Drilling and blasting technology is the main method of tunnel construction at present. Under the condition of advanced technology, the use of new technologies such as drilling rig is thefirst method to be considered when selecting tunnel construction. However, due to the dual influence of drilling rig design and remote control, the size of the drill hole drilled by the drilling machinecan not be fully controlled during the construction process, which may lead to excessive hole extrapolation angle, especially in the newly issued tunnel construction specification, More and more attention is paid to cost control, because during tunnel construction, most of the construction workers use hand-held pneumatic drills. If over-excavation, it will lead to a large amount of concrete backfill, which will further reduce the enthusiasm of the construction unit to use the drill. With the progress of society, China will continue to promotethe mechanization, intelligence and informatization of tunnelconstruction, so that the efficiency value of tunnel construction will be higher and higher.Key words: tunnel, blasting construction, development现阶段,在建设隧道项目时,大多数单位都首先会选择爆破施工的方法,因为钻爆法施工起来效率比较高,而且费用较低,对于隧道周围地质情况的要求也不是很高。
光面爆破与预裂爆破的对比分析
光面爆破与预裂爆破的对比分析光面爆破和预裂爆破都是常见的岩石爆破技术,用于矿山、隧道、道路建设等工程领域。
虽然目标相同,但两者在原理、适用条件、效果等方面存在一些差异。
在下面的分析中,将对光面爆破和预裂爆破进行对比。
光面爆破,顾名思义是指在光滑的岩石表面进行爆破,通常用于爆破挤压变形较大的岩体、矿石或煤炭。
首先需要在岩石表面切割出一条V形沟槽,然后在沟槽中放置炸药。
通过爆破产生的高压力和剪应力,使得岩石断裂,并沿沟槽的方向进行破碎。
这种爆破方法对操作要求较高,需要经验丰富的技术人员进行操作。
预裂爆破是一种将岩石或混凝土切割成预定形状的爆破方法,通常用于爆破切割较为均匀的岩体或混凝土。
首先需要在岩石或混凝土中钻孔,并将炸药装填入孔洞中。
然后通过爆破产生的冲击波和扩展力,使得岩石或混凝土发生断裂和破碎。
这种爆破方法对孔洞布置和装药量的控制要求较高,需要精确的计算和严格的操作。
在适用条件上,光面爆破适用于岩石或煤炭等较软的材料,且岩体的变形性较大。
预裂爆破适用于较硬的岩石或混凝土,且材料较均匀,无明显裂缝。
这是由于光面爆破主要依赖于岩体的挤压变形来产生爆破效果,而预裂爆破则需要岩体或混凝土具有一定的强度和韧性。
在爆破效果上,光面爆破主要通过岩体的挤压破裂来实现岩石的破碎,破碎面较为光滑,粒度较小。
而预裂爆破通过事先切割孔道并进行布药,实现了对岩石或混凝土的定向破裂,破碎面较为粗糙,粒度较大。
在施工安全方面,光面爆破可能存在较大的冲击和震动对施工环境的影响,需要采取相应的防护措施。
而预裂爆破则可以通过合理的孔距和装药量控制冲击和震动的范围,减少对周围环境的影响。
总的来说,光面爆破和预裂爆破都是常见的爆破技术,适用于不同的岩体或混凝土条件。
光面爆破适用于变形性大、挤压变形较多的材料,而预裂爆破适用于硬度较高、较均匀的材料。
在操作上,光面爆破对技术人员的要求较高,而预裂爆破的布孔和装药较为关键。
在爆破效果上,光面爆破破碎面光滑,粒度较小,而预裂爆破破碎面较为粗糙,粒度较大。
从光面预裂爆破的应用谈爆破技术的进步与发展
从半无限体单孔爆破的物理现琢研究,解释岩石爆破破碎原理有应力波干涉 破q、理论、以高压气体为丰要作用n勺王Il}论及爆炸应力波与商脏‘L体联合作用理 论,光面、地裂爆破成缝机理都以上述理论为基础,通过研究.提出了预裂爆破、 光【nl爆做小耦合装药或采Ⅲ低爆速炸药的概念,
13l
燃破池;之后,i,|_多国家在小州岩体tI一都墩得项裂或光面爆破的瞧蚶效果。 找I词十1964~1965年冉:湖北陆水水电站施上巾做过浅孔预裂爆破试验,
1965年,铁道部fJ在成昆铁蹄建设-}J开始试验光面爆破,1977年扯两延线张辣 船】’点,全长近200m的2000m2路辑边坡,个部采用光面爆破后.边坡平粘稳 定,残刚的半个扎肇消晰I,见,是铁路建议中第 次采用路坼光而爆破。20世 纪70年代,订曲洲J】』!水利机纽‘I。F-1tI一曾做过大规模预裂堞破试验,并取得良好 效果,之后,啦计单位以施丁-扣将缓坡均改为较陡的边坡.井史施预裂璨破,浚 【:程预裂孔有年卣的,也有倾斜的(60~75 1,‘次钻孔晟大深度达38m,在砂 岩和砾岩地质条什下墩得了良好的预裂壁tflJ,这足中国爆破史上首次大规模地运 Hj预裂爆破。葛洲坝的成功经验为水利水l乜行业全血推广应用预裂爆破打下了良 好的壮础,预裂爆破己成为必须进行的保护边坡质量的技术措施。我国水利水r乜 行业任许多丁程rfl部取得了优良的捌裂爆破效果,粘齐的预裂罐l…像纪念碑样 标志若我删堞破丌挖质量进入个崭新的阶段(幽I)。
1.有梦想才有追求 作为工程爆破技术的基本要求,就是岩石按设计要求破碎、抛掷,以形成新
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浅析预裂爆破与光面爆破的发展秦如霞秦健飞中国水电八局有限公司湖南长沙410004摘要:半个多世纪以来预裂爆破、光面爆破有了飞快的发展,自从60年代初我国采用该项爆破技术以来工程爆破界无不给予极大的关注,都在想方设法为减少造孔量、降低爆破对保留岩体的危害而绞尽脑汁。
“双聚能预裂与光面爆破综合技术”的研发成功,顺利地突破了这一技术的发展瓶颈,将轮廓控制爆破技术发展到了较为完美的境界,该项具有国际领先水平的爆破新技术被住房和城乡建设部作为《建筑业10项新技术(2010)》在全国推广应用。
采用该项先进技术将给企业带来巨大的社会经济效益并推动我国预裂、光面爆破的进一步发展。
关键词:聚能预裂爆破;椭圆双极线性代聚能药柱(“EBLSC”);双聚能预裂与光面爆破综合技术;瞬时爆轰论Brief Discussion about the Pre Splitting Blasting and SmoothBlasting DevelopmentQin Ruxia Qin Jianfei(SINOHYDRO BUREAU 8 CO., LTD, Changsha, Hunan province, 410004)Abstract: In more than half a century, Pre splitting / smooth blasting technology has been developing very fast. Since the early 60's, blasting workers have been given great attention on it in China. In order to reduce the pore volume and reduce the blasting damage to remaining rock, they are working hard. The Successful R & D of “Dual energy gathering pre splitting and smooth blasting technology” , has successfully broke through the bottleneck of the development of pre splitting / smooth blasting technology, which pushes the contour control blasting technology development to a higher level. This new blasting technology with the international advanced level, has been named the "10 new technology of building industry (2010)" by The Department of housing, and applied in china. Wide application of this advanced technology will bring the great social and economic benefits, and promote China's pre splitting / smooth blasting technology further development.Key word: Cumulative pre splitting blasting; The elliptical bipolar linear generation ofshaped charge (“EBLSC ”); Dual energy gathering pre splitting and smooth blastingtechnology; Instantaneous detonation theory1预裂与光面爆破技术的历史与现状1.1 国外历史与现状预裂爆破是沿设计开挖边界布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区之前起爆,从而在爆区与保留区之间形成预裂缝,以减弱主爆破对保留岩体的破坏并形成平整轮廓面的爆破作业。
光面爆破是沿设计开挖边界布设密集炮孔,采用不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区爆破之后起爆的以形成平整的开挖轮廓面的爆破作业。
爆破技术的发展是先出现光面爆破,然后衍生发展为预裂爆破。
上个世纪五十年代初,瑞典的一些科学家,如U .兰格福斯等人在树脂玻璃和地下工程岩石中进行试验,取得了关于光面爆破的初步成果,此后缓冲爆破和光面爆破技术在美国和加拿大得到进一步发展。
1957年在美国西部的科罗拉多矿山首次采用了预裂爆破法。
1959年美国尼亚加拉水电站(Niagara )引水渠和竖井开挖中使用了预裂爆破取得了良好效果。
预裂爆破在尼亚加拉水电站(Niagara )的成功经验使其在美国黑石河水电站建设中及露天采矿等工程爆破中得到了进一步的应用与发展。
[1] [2]1961年在设计竞赛中,蒂莫.苏奥马莱宁(Suomalaimen )兄弟,以他们独特的“石头教堂”的设计构思而一举夺标芬兰赫尔辛基市中心坦佩利广场的奥基奥教堂(Temppeliaukionkirkko )的设计方案。
并于1968年2月动工建造,于1969年9月建成启用。
该教堂在地下开挖建造时也是采用了预裂爆破技术。
2009年9月笔者随中国爆破协会考察欧洲爆破技术时,见证了奥基奥教堂(Temppeliaukion kirkko )岩壁上还清晰的保留着完整的残留半孔,见图1-1。
图1-1 芬兰奥基奥教堂内至今仍保留着 图1-2 芬兰奥基奥教堂的周围环境当年预裂爆破残留半孔的明显痕迹Fig. 1-1 In Finland Aojio church, the pre splitting Fig. 1-2 Finland Aojio church environment photosblasting residual half hole trace photos当年的爆破技术已经很好地解决了这座位于市中心坦佩利岩石广场的地下教堂的开挖爆破对建筑物的爆破危害。
孰知整个广场是被一起伏不平的巨大岩体覆盖,岩体比旁边的街道高出8至13米,环绕四周的建筑是不同年代修建起的住宅楼,见图1-2。
总体上说欧美等发达国家在从60年代至今,预裂爆破和光面爆破技术采用比较普遍,但是此后技术方面没有多大进展。
笔者在欧、美考察爆破技术时发现其60年代后修建的高速公路边坡也可以看到采用预裂爆破和光面爆破的小孔径和大孔径残留炮孔痕迹,孔距一般为50~100cm,但是平整度比我国高速公路和水利水电行业的开挖边坡要逊色。
换句话说目前国外的火工产品虽然比我们先进,但是爆破技术或施工工艺永远落后于我们了。
1.2 国内历史与现状我国于1964~1965年在湖北陆水水电站施工中做过浅孔预裂爆破试验,1965年铁道部门在成昆铁路建设中开始试验光面爆破,1977年在西延线张家船工点,全长近200m的2000m2路堑边坡,全部采用光面爆破,爆破后边坡平整稳定,残留的半孔清晰可见,是铁路建设中第一次采用路堑光面爆破。
20世纪70年代,在葛洲坝水利机纽施工中曾做过大规模预裂爆破试验,并取得良好效果之后,设计单位将比较缓的边坡均改为较陡的边坡并实施预裂爆破。
该工程预裂爆破孔有垂直的,也有倾斜的(60o~75o ),一次钻孔最大深度达38m,在砂岩和砾岩地质条件下取得了良好的预裂壁面,这是中国爆破史上首次大规模地运用预裂爆破。
葛洲坝工程的成功经验为水利水电行业全面推广应用预裂爆破打下了良好的基础。
1978~1979年张正宇教授等人对预裂爆破进行了总结,之后在东江水电站、五强溪水电站等工程中又取得了坚硬岩石中采用预裂爆破的经验。
[1][2] [3]1987年,在衡广复线长达14.295km的超长双线铁路隧道——大瑶山隧道施工中,铁路施工单位实现了全断面一次光面爆破开挖成型(图1-3)。
光面爆破的半孔残留率达70%以上,炮孔炮眼利用率超过90%,平均循环进尺4.5 m,创造了双线铁路隧道平均单洞月掘进速度144m,月成洞99 .2m的高产记录。
图1-3大瑶山隧道全断面图1-4 焦晋高速公路采用“硐室加预裂光面爆破开挖成型一次成型综合爆破技术”Fig. 1-3 Forming pictures of Dayaoshan tunnel Fig. 1-4 Jiao Jin highway use "chamber withwhole section excavation blasting presplitting blasting technology of forminga comprehensive" effect“硐室加预裂一次成型综合爆破技术”是在硐室爆破主药包爆破之前对边坡实施顸裂爆破,从而改善边坡质量。
该技术最早于70年代初在乌江渡水电站右岸大坝边坡开挖中采用。
这一技术也为公路交通建设所推广应用,图1-4为焦晋高速公路某段采用“硐室加预裂一次成型综合爆破技术”完成了高边坡石方开挖,92m高的边坡犹如鬼斧神工,稳定、平整、美观。
进入20世纪90年代后,我国水电开发进入了一个快速发展时期。
除了一大批大型水电项目相继开工外,作为中国水电的代表作——三峡工程也在此期间开始建设。
由此,我国的水电开发登上了世界水电建设的巅峰。
紧接着的世纪之交,中国政府提出了西部大开发战略,构皮滩、小湾、溪洛渡、索风营等西部一大批水电站的开工建设为“西电东送”奏响了序曲。
为此对工程爆破技术特别是对预裂爆破和光面爆破这类轮廓控制爆破技术提出了更高要求,“精细化施工”就是在市场竞争情况下被业主单位和施工单位作为精雕细刻确保工程质量的理念而面世!水利水电精细爆破作为一种理念贯穿整个工程建设全过程,它使工程爆破的最终目标做到可预见性和可控性。
如举世闻名的三峡五级船闸垂直深切开挖(图1-5)以及引水钢管槽的开挖(图1-6)就像雕刻家那样把坚硬的岩石当成碧玉按照设计者的想像雕琢成一件工艺品展现在人们眼前!小湾、溪洛渡、向家坝水电站的明挖和地下洞室群开挖都创造了精雕细刻确保工程质量的人间奇迹(图1-7~10)。
图1-5长江三峡五级船闸采用图1-6长江三峡水电站引水钢管槽的预裂爆破开挖效果预裂爆破开挖效果Fig. 1-5 the pre splitting blasting effect chart In the Fig. 1-6 the pre splitting blasting effect chart In The Three Gorges of the Yangtze River five grade ship lock Yangtze River Three Gorges Hydropower StationDiversion penstock chute图1-7小湾水电站坝肩及拱肩槽边坡开挖图1-8溪洛渡坝肩槽及水垫塘采用边坡最高达687m采用预报裂爆破成形预报裂爆破开挖成形全景Fig. 1-7 The pre splitting blasting forming effect Fig. 1-8 The pre splitting blasting forming effect chart in the dam shoulder and spandrel groove chart in the Xiluodu Hydropower Station dam slope of Xiaowan Hydropower (slope up to 687m) abutment and the water cushion pool图1-9溪洛渡右坝肩槽预裂爆破效果图1-10溪洛渡、向家坝岩锚梁台采用精密孔预裂效果Fig. 1-9 The pre splitting blasting forming Fig. 1-10 The pre splitting blasting forming effect effect chart in the Xiluodu Hydropower chart in the Xiluodu and Xiangjiaba Hydropower Station dam right abutment Station rock anchor beam station1.3 我国预裂爆破和光面爆破技术的规范化我国于1983年制定了《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》SD1211-83。