【正文】 編號：時間：2021年x月x日書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟頁碼：第16頁 共16頁第二章 爆 破 施 工第一節(jié) 爆破的基本概念一. 爆破施工簡述： 爆破是開挖石方最有效的手段，也常用于土石方的松動、拋擲，定向爆破可用來撤除舊的建筑物，在水利工程施工中，通常采用爆破來開挖基坑，開挖地下建筑物所需要的空間，如遂洞開挖，也可用定向爆破建筑大壩。目前控制爆破方法的高技術，把爆破的應用領域進一步拓寬。因此研究探索爆破的機理，掌握各種爆破技術，在水利工程施工中是十分必要的。二. 爆破基本機理： 炸藥爆炸是化學爆炸。在某中起爆能的作用下，炸藥瞬時內（約萬分之一秒內）發(fā)生化學分解，產生高溫（幾千度）、高壓（數(shù)萬幾十萬個大氣壓）的氣體，對相鄰的介質產生極大的沖擊壓力，以波的形式向四周傳播。若傳播介質為空氣，稱為空氣波；若傳播介質為巖土，則稱地震波，也叫固體沖擊波。三. 無限均勻介質中的爆破作用： 工程中的介質總是有限的和不均勻的。為了研究方便，假設爆破作用的介質是無限的和均勻的。在這種理想介質中的爆破作用是：沖擊波以藥包中心為球心，呈同心球向四周傳播。距球心越近，作用介質的壓力越大，距球心越遠，由于介質的阻尼，使作用于介質的壓力波逐漸衰減，直至全部消失。假如沿球心切割一平面，可將爆破作用的影響范圍劃分為如下幾個部分（如圖2—1）：（一） 壓縮圈（粉碎圈）： 最靠近藥包的介質，受到膨脹壓力最大，介質若為塑性體，會被壓縮成一個球形空腔；介質若為脆性體，會被壓縮的粉碎。因此爆破影響的這個范圍稱為壓縮圈或粉碎圈。（二） 拋擲圈： 壓縮圈外具有拋擲勢能的介質。這部分介質當具有逸出的臨空面，常發(fā)生拋擲。這個范圍稱為拋擲圈。（三） 松動圈： 拋擲圈外圍的一部分介質 ，爆破的作用只能使其產生破裂松動。因此這一范圍稱為松動圈。（四） 震動圈： 松動圈以外的介質，隨著沖擊波的進一步衰減，只能使這部分介質產生震動，故稱為震動圈。（五） 爆破影響半徑： 有藥包向外，相應各圈的半徑分別叫壓縮半徑、拋擲半徑、松動半徑、震動半徑。各圈半徑的大小與炸藥的特性、藥包結構、爆破方式、介質的特性等密切相關。四. 有限介質中的爆破作用： （一）基本概念 爆破作用受到臨空面的影響，即爆破作用半徑能達到臨空面的爆破，稱為有限介質中的爆破作用。工程中多屬于這種爆破。（二）爆破漏斗的概念及形成： 如炸藥的埋置深度小于爆破作用半徑，就是有限介質爆破。當藥包的爆破作用具有使部分介質直接飛逸出臨空面的能量時，往往形成一個倒立圓堆形的爆破坑，這個坑稱為爆破漏斗（如圖2—2）。（三）爆破漏斗的幾何特性參數(shù)： 假設：藥包中心到臨空面的最短距離稱為最小抵抗線長度W；爆破漏斗底半徑r；爆破作用半徑R；可見爆破漏斗坑深度P；爆破拋擲距離L；爆破作用指數(shù)n=r/W。(四) 爆破作用指數(shù)n： 爆破漏斗的幾何特征反映了藥包重量大小和埋深的關系，反映了爆破作用的影響范圍。顯然爆破漏斗底半徑r和爆破最小抵抗線長度W的比值r/W反映了爆破漏斗的幾何特征，并將它定義為爆破作用指數(shù)n=r/W。爆破作用指數(shù)n是爆破設計中最重要的設計參數(shù)，n值大，爆破漏斗呈寬淺式，n值小，爆破漏斗呈窄深式，甚至不出現(xiàn)爆破漏斗。因此可以用n值大小對爆破進行分類。（五） 爆破分類：當n=1即r =W時，稱為標準拋擲爆破；當n＞1即r＞W時,稱為加強拋擲爆破；＜n＜1即r＜W時，稱為減弱拋擲爆破；＜n＜，稱為松動爆破。（）不因爆破使臨空面產生破壞的爆破，叫隱藏式爆破，這種爆破只在介質內部引起破壞，所以也叫內部爆破，可用于炸脹藥壺。（六） 藥包分類： 響應于以上各類爆破的藥包分別叫：標準拋擲藥包、加強拋擲藥包、減弱拋擲藥包、松動藥包。（七） 可見漏斗深度計算： 拋擲爆破將部分介質拋出，其中部分介質又回落到爆破漏斗坑中，回落后的 可見漏斗深度為： P=CW(2n－1) 式中C—介質系數(shù)，對于巖石，C=；對于粘土：C= 。（八） 爆破拋擲距離計算： 拋擲堆積距藥包中心的最大距離（一般簡稱拋距）為： L=5nW第二節(jié) 炸藥和裝藥量計算一. 炸藥簡介（一） 炸藥概念： 在外力激發(fā)下，可以發(fā)生化學爆炸的單質或混合物，叫炸藥。（二） 基本性能：1. 爆速： 炸藥爆炸時的反應沿著藥包傳播（爆轟波）的速度叫爆速。工程常用炸藥的爆速一般為2000—8000m/，藥包 有大有小，爆炸反應不是同時進行的，而是從引爆點逐步擴展開的。2. 敏感度： 炸藥在外力作用下發(fā)生爆炸的難以程度稱為炸藥的敏感度。炸藥在熱能、機械能、爆炸能的作用下都會發(fā)生爆炸，為了施工安全，工程用炸藥的敏感度都是較低的.，但制造雷管用的起爆炸藥的敏感度常是較高的，以利引爆。3. 爆力： 炸藥在介質中爆炸時釋放的總能力叫爆力。（爆炸做功的總能力，也是爆炸對介質破壞的總能力），爆熱、爆溫、爆壓越高 的 炸藥，爆力越大。4. 猛度： 炸藥爆炸時對藥包附近介質產生的壓縮、粉碎能力叫猛度。注意：常說的炸藥威力是指的爆力和猛度的合稱。爆力反映了藥包爆炸全過程做功的總能力；而猛度反映了炸藥爆炸的初始階段在氣體高壓作用下做功的能力。爆力和猛度都是熱能向機械能轉化的表現(xiàn)形式。威力大的炸藥一般稱為猛性或烈性炸藥。5. 氧平衡： 炸藥成分中一般都有C、H、O、N四種元素，這些元素能化合成H2O、CONCO、NO、NO2等氣體。(1) 零氧平衡： 炸藥爆炸后，炸藥中的氧正好能使碳、氫完全氧化生成CO2和H2O，無剩余氧，此時叫零氧平衡。(2)正氧平衡： 炸藥爆炸后，有多余的氧，多余的氧會再把氮氧化成NO、NO2。此時稱為正氧平衡。 (3)負氧平衡： 炸藥爆炸后，氧的含量不足，還會有一部分碳只能被氧化成CO，此時叫負氧平衡。 注意： 零氧平衡的炸藥爆破效果好，不產生有毒氣體，使用比較安全。正氧平衡和負氧平衡的炸藥，爆炸后生成ON、NOCO等氣體，這些氣體是吸熱反應，都要吸收部分熱量，使爆炸能量減小，爆破效果降低，而且都有毒性，爆破后若不能及時排除炮煙，會引