大学课程《水利工程施工技术》教学PPT课件：项目一：明挖爆破工程施工

项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工 任务一任务一 爆破器材爆破器材项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工一、炸药一、炸药爆炸爆炸是物质系统一种迅速的物理或化学变化过是物质系统一种迅速的物理或化学变化过程。按引起爆炸原因的不同，可将爆炸分为物理爆程。按引起爆炸原因的不同，可将爆炸分为物理爆炸、核爆炸和化学爆炸三大类。炸、核爆炸和化学爆炸三大类。爆破爆破 是利用工业炸药爆炸时释放的能量，使炸是利用工业炸药爆炸时释放的能量，使炸药周围一定范围内的土石破碎、抛掷或松动。施工药周围一定范围内的土石破碎、抛掷或松动。施工中，常用爆破的方式来开挖基坑和地下建筑物所需中，常用爆破的方式来开挖基坑和地下建筑物所需要的空间（如水电站地下厂房、水工隧洞等），另要的空间（如水电站地下厂房、水工隧洞等），另外还可利用定向爆破技术进行筑坝外还可利用定向爆破技术进行筑坝。任务一任务一 爆破器材爆破器材项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工炸药炸药是指在一定条件下能够发生是指在一定条件下能够发生快速快速化学化学反应、反应、放出能量放出能量、生成气体生成气体产物并显示出爆炸产物并显示出爆炸效应的化合物或混合物。效应的化合物或混合物。炸药有炸药有4种不同形式的化学变化：种不同形式的化学变化：热分解、热分解、燃烧、燃烧、爆炸爆炸、爆轰。爆轰。其中爆轰是指爆炸以最大的稳定速度进行传播其中爆轰是指爆炸以最大的稳定速度进行传播的过程的过程(爆炸和爆轰并无本质的区别，爆炸是一种不稳定的爆轰状态。爆炸和爆轰并无本质的区别，爆炸是一种不稳定的爆轰状态。)任务一任务一 爆破器材爆破器材项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工影响爆轰传播的因素有：药包直径、药包外壳、影响爆轰传播的因素有：药包直径、药包外壳、炸药量度。炸药量度。l不同种类炸药或装药密度不同，临界直径ds、临界爆速DS、极限直径df和极限爆速DF是不相同的。一般地，混合炸药的临界直径ds极限直径df比单质炸药的大而临界爆速Ds和极限爆速Df比单质炸药的小。l药包外壳对爆轰也有一定的影响。外壳阻力越大，临界直径与极限直径就越小。l单质炸药装药密度增大，爆速也随之增大，并成线性关系。l对于混合炸药，起初，爆速随装药密度的增大而增大，但当密度增大到一定值时，爆速达到最大值。此后，随着密度的进一步增大，爆速反而下降，当密度超过某一极限值时，就会发生所谓的“压死”现象，导致炸药拒爆。任务一任务一 爆破器材爆破器材项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工炸药的分类炸药的分类 1.按组成分按组成分 炸药分为炸药分为单体（质）炸药单体（质）炸药和和混合炸药混合炸药两大类。两大类。2.按用途分按用途分 炸药分为炸药分为起爆药起爆药、猛爆药猛爆药、发射药发射药。3.按使用环境按使用环境 炸药分为炸药分为煤矿许用炸药煤矿许用炸药、岩石炸药岩石炸药和和露天炸药露天炸药。任务一任务一 爆破器材爆破器材项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工任务一任务一 爆破器材爆破器材工程爆破常用炸药分类工程爆破常用炸药分类分 类特 点品 种应 用 范 围起爆药感度高、加热、摩擦或撞击易引起爆炸主要有二硝基重氮酚、雷汞、迭氮化铅等用于制作起爆器材，如火雷管、电雷管猛炸药（单质猛炸药和混合猛炸药）爆炸威力大，破碎岩石效果好；同起爆药相比，猛炸药感度较低，使用时需用起爆药起爆。单质猛炸药有梯恩梯、黑索金、泰安、硝化甘油等；混合猛炸药有硝铵炸药、铵油炸药、铵沥蜡炸药、铵松蜡炸药、浆状炸药、水胶炸药、乳胶炸药、高威力炸药等混合猛炸药是工业爆破工程中用量最大、最基本的一类炸药；单质猛炸药是制造某种品种混合猛炸药的主要成分；黑索紧、泰安又常用作导爆索的药芯，黑索金也常用作雷管副起爆药发射药对火焰的感度极高，余火能迅速燃烧，在密闭条件下可转为爆炸常用黑火药用作导火索的药芯项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工任务一任务一 爆破器材爆破器材常用炸药主要性能及用途常用炸药主要性能及用途 名称 主要性能及特性用途图片梯恩梯(TNT)(三硝基甲苯)淡黄色或黄褐色，味苦，有毒，爆烟也有毒。安定性好，对冲击和摩擦的敏感性不大。块状时不易受潮，威力大。1.作雷管副起爆药。2.适于露天及水下爆破，不宜用于通风不良的隧洞爆破和地下爆破。硝铵类炸药 常用的有铵梯炸药（又分露天铵梯炸药、岩石铵梯炸药、煤矿安全铵梯炸药）、铵油炸药、铵松蜡炸药、浆状炸药、水胶炸药、乳化炸药等。浅黄或灰白色，粉末状。药质有毒，但爆烟毒气少，对热和机械作用敏感度不大，撞击摩擦不爆炸，不易点燃。易受潮，受潮后威力降低或不爆炸，长期存放易结块，能腐蚀铜、铅、铁等金属，起爆时，雷管插入药内不得超过一昼夜。应用较广。适于一般岩石爆破，也可用于隧洞或地下爆破。项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工任务一任务一 爆破器材爆破器材常用炸药主要性能及用途常用炸药主要性能及用途 名称 主要性能及特性用途图片黑色火药 带深兰黑色，颗粒坚硬明亮，对摩擦、火花、撞击均较敏感，爆速低，威力小，易受潮，但制作简便，起爆容易(不用雷管)。不能用于水中。常用于小型水利工程中的小型岩石爆破，以及用做导火索心药。胶质炸药(硝化甘油)为淡黄色半透明体的胶状物，不溶于水，可在水中爆炸，威力大。敏感度高，有毒性、粘于皮肤便可引起头痛中毒，冻结后更为敏感。受撞击摩擦或折断药包均可引起爆炸，可点燃，当储藏时间过长时，可能产生老化现象，威力降低。主要用于水下爆破。项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工任务一任务一 爆破器材爆破器材炸药的性能指标炸药的性能指标 威力威力：暴力和猛度。爆力是表示炸药爆炸所产生的冲击波和爆轰气体作用于介质内部，对介质产生压缩、破坏和抛移的做功能力。炸药的爆压越大，爆温越高，所成的气体体积越多，爆力就越大。猛度是指炸药爆炸瞬间爆轰波和爆炸产物直接对与之接触的固体介质局部产生破碎的能力。猛度的大小主要取决于爆速，爆速越高，猛度越大，岩石被粉碎得越历害。敏感度敏感度：(热感度、撞击感度、摩擦感度和爆炸冲能感度)。氧平衡氧平衡：零氧平衡、负氧平衡、正氧平衡。安定性安定性：物理安定性与化学安定性。殉爆殉爆聚能效应聚能效应项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工任务一任务一 爆破器材爆破器材二、起爆器材二、起爆器材l火雷管火雷管项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工电雷管电雷管任务一任务一 爆破器材爆破器材项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工任务一任务一 爆破器材爆破器材项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工（三）导爆管雷管（三）导爆管雷管项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工导火索的药芯为黑火药任务一任务一 爆破器材爆破器材（四）索状起爆材料（四）索状起爆材料结构类似于导火索，但药芯为黑索金项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工l导爆索导爆索任务一任务一 爆破器材爆破器材连接块结构示意图1-主动导爆管；2-塑料连接块；3-传爆雷管；4-塑料卡子；5-从动导爆管集束式连通管示意图项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工任务一任务一 爆破器材爆破器材三、爆破材料安全贮存与保管运输三、爆破材料安全贮存与保管运输一、爆破材料的贮存与保管一、爆破材料的贮存与保管（1）爆破材料应贮存在干燥、通风良好，相对湿度不大于65%的仓库内，库内湿度应保持在1830；爆破材料周围5m内的范围，须清除一切树木和草皮。仓库应远离民房、工厂、铁路、公路等应有一定的安全距离。库房应有避雷装置，接地电阻不大于10，库内应有消防设施。（2）炸药与雷管须分开贮存，两库房的安全距离不应小于有关规定。同一库分房内不同性质，不同批号的炸药应分开存放，库房应严防虫鼠。（3）炸药与雷管成箱（盒）堆放要平稳，整齐，成箱炸药宜放在木板上，堆放高度不得超过1.7m，宽不超过2m，堆与堆之间应留有不小于1.3m的通道，药堆与墙壁间的距离不应小于0.3m）。（4）施工现场临时仓库内爆破材料应严格控制贮存数量，炸药不得超过3t，雷管不得超过10000个和相应数量的导火索。雷管应放在专用的木箱内，离炸药不少于2m距离。二、装卸、运输与管理二、装卸、运输与管理（1）爆破材料的装卸均应轻拿轻放，不得受到期摩擦震动、撞击、抛掷和转倒，堆放时要摆放平稳，不得散装，改装和倒放。（2）爆破材料应使用专车运输，炸药与起爆材料，硝铵炸药与黑火药不得在同一车辆、车厢装运，用汽车运输时，装载不得超过允许载量的2/3，行驶速度不应超过40km/h，车顶应遮盖。项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工l 任务二任务二 爆破的基本原理和设计爆破的基本原理和设计项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工一、爆破作用及爆破漏斗一、爆破作用及爆破漏斗l无限均匀介质中的爆破无限均匀介质中的爆破作用作用 爆破作用圈的划分：爆破作用圈的划分：压缩圈压缩圈 抛掷圈抛掷圈 松动圈松动圈 震动圈震动圈任务二任务二 爆破的基本原理和设计爆破的基本原理和设计项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工一、爆破作用及爆破漏斗一、爆破作用及爆破漏斗（二）有限均匀介质中的爆（二）有限均匀介质中的爆破作用破作用 任务二任务二 爆破的基本原理和设计爆破的基本原理和设计项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工一、爆破作用及爆破漏斗一、爆破作用及爆破漏斗按爆破作用指数按爆破作用指数 进行分进行分类类 任务二任务二 爆破的基本原理和设计爆破的基本原理和设计项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工一、爆破作用及爆破漏斗一、爆破作用及爆破漏斗有限介质中的爆破作用有限介质中的爆破作用 任务二任务二 爆破的基本原理和设计爆破的基本原理和设计自由面又叫临空面自由面又叫临空面，是指同空气接触的岩体表面。自由面在爆破过程中起重要作用，有了自由面，爆破时岩体才能向自由面方向发生破裂、破碎和移动。在爆破工程中，为了控制爆破作用，常常在药包附近人为地创造自由面。自由面愈多愈大，爆破效果愈好。如果岩体是均质的，其它条件与也都相同，随着自由面的增多，炸药单耗将明显降低。自由面个数123456炸药单耗（kg/m3）10.70.80.50.60.40.50.30.40.20.3项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工二、二、装药量计算装药量计算 任务二任务二 爆破的基本原理和设计爆破的基本原理和设计装药量的基本计算公式是：装药量的基本计算公式是：式中的单位炸药消耗量k，可根据岩石的可爆性、岩石的坚固性系数、工程性质等多种因素，按下述方法选择确定。（1）查表参考定额或有关资料的数据；（2）参照条件相似的工程或本工程的实际单位炸药消耗量q值的统计数据；（3）在需要进行爆破的岩体中做标准抛掷爆破漏斗试验；（4）松动爆破时的单位炸药消耗量一般为标准抛掷爆破单位炸药消耗量的0.40.6倍。（5）式中单位耗药量q以标准炸药为准的，如果采用其它炸药，用药量应再乘以炸药换算系数e=B0/B,其中，B0为标准炸药的暴力，B为所用炸药的爆力。项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工任务二任务二 爆破的基本原理和设计爆破的基本原理和设计l药包分类药包分类 一般按外形一般按外形(长边长边L与短边与短边a的比值的比值)，将药包分为：，将药包分为：集中药包集中药包和和延长延长药包药包。而对于采用洞室装药的大爆破，则一般根据集中系数。而对于采用洞室装药的大爆破，则一般根据集中系数来划分。来划分。项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工对于对于单个集中药包单个集中药包的装药量的装药量任务二任务二 爆破的基本原理和设计爆破的基本原理和设计加强抛掷爆破标准抛掷爆破减弱抛掷爆破松动爆破项目一项目一 明挖爆破工程施工明挖爆破工程施工三、爆破方法三、爆破方法 任务二任务二 爆破的基本原理和设计爆破的基本原理和设计1.根据不同工程任务的需要：裸露爆破法、炮眼爆破法、药壶爆破法、洞室爆破法2.根据炮眼深度大小（或台阶高度大小）区分：浅孔爆破、深孔爆破3.根据