一、爆破作用机理
(一)爆破破坏原因的几种假设
1、气体膨胀推力破坏理论
爆轰气体产物膨胀所产生的推力,使质点移动加剧。
2、应力波反射理论
自由面上应力波反射变为拉伸波,该理论比较成熟。
3、气体推力与反射应力波共同作用理论。
(二)无限介质中的爆破机理
二、爆破漏斗
爆破漏斗: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,往往形成一个倒立圆锥形的爆破坑,形如漏斗,称为爆破漏斗。
爆破漏斗的几何特征参数:
1)药包中心至临空面的最短距离,即最小抵抗线长度W;
2)爆破漏斗底半径r;
3)爆破破坏半径R;
4)可见漏斗深度P;
5)抛掷距离L。
三、爆破基本方法
孔眼爆破、洞室爆破、药壶爆破。
一)孔眼爆破
深孔:孔径>75mm,孔深>5m。
浅孔:孔径<><>
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。
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、场地整平以及高阶梯中型爆破各种岩石。
二)洞室爆破法
洞室爆破又称大爆破、竖井法、蛇穴法,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。
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。
分类:定向爆破、抛掷爆破、松动爆破、崩塌爆破。
适用范围:
1)挖方量大而集中并需在短期内发挥效益的工程;
2)山势陡峻,不利于钻孔爆破安全施工的场合;
3)定向爆破筑坝;
4)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、面板堆石坝次堆料区料场开挖以及定向爆破截流。
三)改善爆破效果的方法
1、采用或创造人工自由面(临空面);
2、采用微差挤压爆破;
3、分段装药爆破;
4、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;
5、保证堵塞长度和堵塞质量。
四、 特种爆破技术
定向爆破、光面爆破、预裂爆破、岩塞爆破、拆除爆破
一)定向爆破
(一)定向爆破原理
(二)定向爆破筑坝
1、定向爆破筑坝的基本要求
1)河谷狭窄、岸坡陡峻(400以上),山高的厚度为设计坝高的2倍以上;
2)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;
3)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。
2、药包布置
一岸布药
两岸布药:河谷对称,地形、地质、施工条件较好, 河谷不太窄。
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;不能破坏坝肩。
二)预裂爆破
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,减少欠挖或超挖,使开裂面有一平整的表面。
三)岩塞爆破
岩塞爆破是一种水下控制爆破。在已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。
四)拆除爆破技术
控制原则:“三定”(定向、定距、定量)、 “四减” (减震、减冲、减飞(石)、减声(音))
(一)等能原理:爆炸能量=拆除破坏所需最小能量, 无余能,很难实现。
(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。
(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倒,适用于整体框架结构。
五)光面爆破
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。
六)孔间孔内微差顺序爆破
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