水利工程施工課件

1、水利工程施工授課教師：吳雪英水利工程施工授課教師：吳雪英第二章 爆破工程本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)是爆破的基本原理及藥量計算、爆破的基本方法、特種爆破技術(shù)（定向爆破；光面爆破；預(yù)裂爆破）。主要的知識點(diǎn)包括：爆炸和爆破；爆轟波；沖擊波；正氧平衡；負(fù)氧平衡；爆破漏斗；爆破作用指數(shù)；集中藥包和延長藥包；爆破作用圈；預(yù)裂爆破；定向爆破；光面爆破。 概述：一.爆破與爆炸請看爆破動畫1（爆破漏斗的形成）、爆破動畫2爆破：爆炸作用于周圍介質(zhì)的破壞效應(yīng)結(jié)果。爆炸：物質(zhì)內(nèi)能的高速釋放過程，分化學(xué)爆炸和物理爆炸炸藥爆炸屬于化學(xué)爆炸，指炸藥在一定的起爆能的作用下，在瞬時內(nèi)發(fā)生化學(xué)分解產(chǎn)生高溫和高壓的氣體。 水利施工網(wǎng)第二章

2、爆破工程本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)是爆破的基本原理及藥量計算、二基本概念1沖擊波：炸藥爆炸后對相鄰介質(zhì)的沖擊壓力以波的形式向四周傳播，使介質(zhì)受到一定程度的破壞。2炸轟波：炸藥在局部引爆后迅速擴(kuò)展到全體，從引爆到爆炸全部結(jié)束在炸藥中傳播的化學(xué)反應(yīng)能的波的形式。二者的關(guān)系:1、炸轟波是介質(zhì)中沖擊波的激發(fā)源，即介質(zhì)中的沖擊波是由炸藥爆炸時產(chǎn)生炸轟波引起的。2、炸轟波是與炸藥同時發(fā)生反應(yīng)的沖擊波，它是在炸藥中傳播的沖擊波，而沖擊波是指在巖體介質(zhì)中傳播的波。3、炸轟波與沖擊波在炸藥中以同一速度傳播，但炸轟波總比沖擊波滯后一個時段。 二基本概念1沖擊波：炸藥爆炸后對相鄰介質(zhì)的沖擊壓力以波第一節(jié) 爆破的基本原理及藥量

3、計算插圖一 爆破作用示意圖 一無限均勻介質(zhì)的爆破作用1基本假定藥包是球形藥包是放在無限介質(zhì)中介質(zhì)是均勻的各向同性2爆破作用范圍壓縮圈（粉碎圈）Rc拋擲圈 R松動圈（破裂圈）Rp震動圈 Rz 二有限介質(zhì)的爆破作用1基本概念：臨空面：爆破介質(zhì)與空氣的交界面自由面：不同介質(zhì)的交界面聲抗阻系數(shù)：c（為介質(zhì)的密度，c為縱波傳播速度m/s）第一節(jié) 爆破的基本原理及藥量計算2臨空面發(fā)射拉應(yīng)力的破壞作用透射波產(chǎn)生的應(yīng)力 反射波產(chǎn)生的應(yīng)力 為爆破沖擊波產(chǎn)生的應(yīng)力， 兩介質(zhì)的聲抗阻系數(shù)之比當(dāng)藥包在介質(zhì)1中爆破，臨空面的作用可見：N=1時， 不會形成反射應(yīng)力波N1時， 透射壓縮波，反射拉伸波，當(dāng) （即在巖石中爆破，

4、應(yīng)力波向臨空面發(fā)射，全部生成反射拉伸波，可能引起巖石的破壞）可看出充分利用自由面的存在對爆炸應(yīng)力波的作用，一般地，每增加一個自由面，單位耗藥量減少10%20%，即提高爆破能量利用率具有十分重要的意義。 2臨空面發(fā)射拉應(yīng)力的破壞作用透射波產(chǎn)生的應(yīng)力 反射波產(chǎn)3爆破漏斗插圖二 爆破漏斗：在有限介質(zhì)中的爆破，當(dāng)藥包中心距離自由面較小時，藥室周圍的巖石發(fā)生壓縮粉碎破壞和徑向與環(huán)向裂縫的交錯破裂，同時自由面處的巖石發(fā)生落片破裂，若爆轟氣體還有一定的膨脹壓力時會把一部分已破裂的巖石拋擲出去，形成爆破坑稱爆破漏斗。爆破漏斗的形成動畫爆破漏斗的幾何參數(shù)：最小抵抗線長W：藥包中心至自由面的最短距離爆破漏斗半徑r

5、：爆破漏斗的底圓半徑爆破作用半徑R：藥包中心至爆破漏斗底圓圓周上任一點(diǎn)距離可見漏斗深度L：爆破漏斗底部到自由面的最短距離爆破作用指數(shù)n：n=r/W爆破的分類： 標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破n=1加強(qiáng)拋擲爆破n1減弱拋擲爆破0.75n1 松動爆破0.3325m W25m 請看秭歸舊城圖、秭歸舊城爆破、秭歸爆破后 藥包的水平間距（a）和層或垂直間距（b）二.預(yù)裂爆破（多用于明挖）插圖三 預(yù)裂爆破布孔和裝藥1定義：在主體爆破前，在設(shè)計輪廓線上預(yù)先炸出一條一定寬度的裂縫。2預(yù)裂原理：由于不耦合裝藥（即藥包和孔壁間有環(huán)狀空隙），空隙的存在削減了作用在孔壁上的爆壓峰值，并為孔間彼此提供了聚能的臨空面。削減后的爆壓峰值不致

6、使孔壁產(chǎn)生明顯的壓縮破壞，只切向拉力使炮孔四周產(chǎn)生徑向裂紋，加之臨空面聚能作用使孔間連線產(chǎn)生應(yīng)力集中，孔間裂紋發(fā)展，而滯后的高壓氣體沿縫產(chǎn)生“氣刃”劈裂作用，使周邊孔間連線上裂紋全部貫通。二.預(yù)裂爆破（多用于明挖）插圖三 預(yù)裂爆破布孔和裝藥13施工技術(shù)參數(shù)： 水工建筑物地下開挖工程施工技術(shù)規(guī)范（SDJ212-83） 選擇適當(dāng)?shù)呐诳字睆剑获詈舷禂?shù)（即炮孔直徑與藥卷直徑比值）一般24，（經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)及公式 炮孔直徑通常50200mm多取于葛洲壩工程炮孔孔距一般為孔徑的812倍，炮孔孔距與巖石特性、炸藥性質(zhì)、裝藥情況、縫壁平整度、孔徑大小有關(guān)。線性分散裝藥，預(yù)裂炮孔內(nèi)間隔裝藥，線裝藥密度取200400

7、g/m。鉆孔軸線與設(shè)計開挖邊線的偏離值控制在15cm內(nèi)。預(yù)裂炮孔孔口應(yīng)用不小于10mm的礫石堵塞。起爆可用傳爆線或毫秒微差雷管，起爆時差控制在10ms內(nèi)。 其他經(jīng)驗(yàn)可補(bǔ)充如下：鉆孔質(zhì)量影響效果，尤其是巖壁的不平整度；小直徑、密間距與低線裝藥密度，成型效果好；在孔深較大時，為克服夾制作用保證裂縫面的形成，孔底藥量酌情適當(dāng)增加，頂部除了預(yù)留不裝藥的堵塞段外，上部一定長度內(nèi)線裝藥密度適當(dāng)減少；所有藥包應(yīng)綁在導(dǎo)爆索上用雷管施行成組起爆。3施工技術(shù)參數(shù)： 水工建筑物地下開挖工程施工技術(shù)規(guī)范（三光面爆破（多用于地下工程開挖）插圖四 光爆洞挖布孔 1定義：主體工程爆破之后，利用布置在開挖輪廓線上的炮孔準(zhǔn)確地

8、把預(yù)留的先爆層在巖石上切下來。2施工方法：沿設(shè)計開挖線布置小孔徑，密間距的周邊孔，采用低密度、低爆速、低猛度和高爆力的光爆炸藥，不耦合裝藥或間隔裝藥，進(jìn)行弱震爆破，炸除沿洞周留下的厚度為最小抵抗線的光爆層，形成光面。3施工技術(shù)參數(shù)：炮孔直徑50mm以下。當(dāng)炮眼較深時從經(jīng)濟(jì)角度考慮應(yīng)選用60100mm?？拙?1216)d，若輪廓線為曲線則加密20cm?？刂蒲b藥量Q=KaWL L為炮眼長度?？刂瓶拙嗯c最小抵抗線之比a/W=0.81.0，巖石堅韌取大值，巖石松軟可取小，甚至達(dá)0.50.6。周邊孔要同時起爆，鉆孔準(zhǔn)確度高。光面爆破常用參數(shù)可見下表：插圖五 光爆常用爆破參數(shù)值三光面爆破（多用于地下工程開

9、挖）插圖四 光爆洞挖布孔4.光面爆破的優(yōu)點(diǎn)：超挖少，減少工程量降低開挖后的糙率對圍巖的破壞小與預(yù)裂爆破相比孔數(shù)少，耗藥低，起爆時間不象預(yù)裂那樣先于主爆破孔而是滯后于主爆破孔。四.巖塞爆破（1971年遼寧清河取水工程首次使用并獲成功）插圖六 巖塞爆破示意圖1.定義：巖塞爆破是一種水下控制爆破，施工時，先從隧洞出口逆水流向開挖，待掌子面到達(dá)水庫庫底或湖底附近，預(yù)留一定厚度的巖塞，當(dāng)隧洞和進(jìn)口閘門井全部完建后，再一次將巖塞炸除。4.光面爆破的優(yōu)點(diǎn)：超挖少，減少工程量降低開挖后的糙2爆破后的巖渣處理：聚渣爆破：爆前在洞內(nèi)正對巖塞的下方挖一容積與巖塞體積相當(dāng)?shù)募?，讓爆落的石渣大部分拋入坑?nèi)，且保證運(yùn)

10、行期中坑內(nèi)石渣不被帶走。泄渣爆破：對于灌溉、供水、防洪隧洞取水口巖塞爆破，爆破時閘門開啟，借助高速水流將石渣沖出洞口。3施工技術(shù)參數(shù)：裝藥量： 其中n取11.5藥室布置及炮孔形式：藥室呈“王”字型，藥室開挖采用淺孔小炮。巖塞周邊宜采用預(yù)裂爆破，預(yù)裂孔距30cm，孔徑4555mm，孔深38m。線裝藥密度220270g/m。起爆方式：起爆網(wǎng)路采用復(fù)式并串并，或增補(bǔ)一套傳爆線，起爆體可放在塑料袋中，封口涂上黃油，炸藥和雷管也需進(jìn)行防水處理。2爆破后的巖渣處理：聚渣爆破：爆前在洞內(nèi)正對巖塞的下方第四節(jié) 炸藥的性能及爆破的安全控制一炸藥的基本性能1.威力：分別以爆力和猛度表示。爆力：又稱靜力威力，用定量

11、的炸藥炸開規(guī)定尺寸鉛柱體內(nèi)空腔的容積（mL）表示，表征炸藥炸脹介質(zhì)的能力；猛度：又稱動力威力，用定量炸藥炸塌規(guī)定尺寸鉛柱體的高度（mm），表征炸藥粉碎介質(zhì)的能力。2.最佳密度：炸藥能獲得最大爆破效果的密度。3.氧平衡：指炸藥含氧量和氧化反應(yīng)程度的指標(biāo)。當(dāng)炸藥的含氧量恰好等于可燃物完全氧化所需的氧量稱零氧平衡。當(dāng)含氧量大于需氧量稱正氧平衡。當(dāng)含氧量少于需氧量稱負(fù)氧平衡。4.安定性：炸藥在長期儲存中，具有保持自身性質(zhì)穩(wěn)定不變的能力。5.敏感度：炸藥在外部能量激發(fā)下，引起爆炸反應(yīng)的難易程度。6.殉爆距：炸藥藥包的爆炸引起相鄰藥包起爆的最大距離，以cm計。第四節(jié) 炸藥的性能及爆破的安全控制二爆破的安全控制1.安全距離：飛石安全距離RP（m）爆破地震作用的安全距離R（m）空氣沖擊波影響的安全距離RB（m）殉爆的安全距離rs（m）有害氣體擴(kuò)散安全距離Rrmax（m）2. 瞎炮及其處理：通過引爆而未能爆炸的藥包稱瞎炮。產(chǎn)生的原因：主要是爆破器材失