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N

τγqs N =

N ——炮眼数目

q ——单位耗药量，一般取值 q =1.2~2.4m

kg 3

s ——开挖断面积 τ——装药系数，即装药长度与炮眼全长的比值

γ——每米药卷炸药质量

（2）炮眼深度L

ηl L =

L ——炮眼深度，m ；

l ——每掘进循环的计划尺数，m ；

η——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