【正文】 的主要化學(xué)成分比例（%）結(jié)構(gòu)特征 SiO2 Al2O3 CaO Fe2O3 粒狀碎屑結(jié)構(gòu) ～ ～ ～ ～ 泥狀結(jié)構(gòu) ～ ～ ～ ～ 紅砂巖的崩解特性及顆粒級(jí)配泥狀結(jié)構(gòu)的粘土巖類紅砂巖一般易崩解軟化，隨干濕循環(huán)軟化時(shí)間增加，顆粒不斷碎化，最后呈渣狀或泥狀，其顆粒級(jí)配也在變化。這種類型巖石的水穩(wěn)定性差，極易崩解軟化，其工程性質(zhì)主要由粘土礦物的含量，尤其是親水性強(qiáng)的蒙脫石和伊利石的含量決定。粒狀碎屑巖類中粘土礦物的含量一般約5%～10%，這種紅砂巖雖然因膠結(jié)形式和粘土礦物含量的差異，其工程性質(zhì)有一定的變化，但多數(shù)與普通風(fēng)化巖類相差不大，其工程性質(zhì)與風(fēng)化程度有關(guān)。紅砂巖中，含鐵氧化物大多以浸染物形式出現(xiàn)，碎屑顆粒間主要有孔隙式膠結(jié)、基底式膠結(jié)以及鐵質(zhì)碳酸鹽膠結(jié)等形式。 紅砂巖分類紅砂巖按強(qiáng)度和崩解特性劃分為如下三種類型：（1）一類紅砂巖，巖塊天然單軸抗壓強(qiáng)度小于15Mpa，在105℃溫度下烘干后浸水24小時(shí)內(nèi)，呈現(xiàn)渣狀、泥狀或粒狀崩解；（2）二類紅砂巖，巖塊天然單軸抗壓強(qiáng)度小于15Mpa或稍大于15Mpa，在105℃溫度下烘干后浸水24小時(shí)內(nèi)，呈塊狀崩解；（3）三類紅砂巖，巖塊天然單軸抗壓強(qiáng)度大于15Mpa，不崩解，特性與普通砂巖無區(qū)別。紅砂巖主要呈粒狀碎屑結(jié)構(gòu)和泥狀膠結(jié)結(jié)構(gòu)兩種典型結(jié)構(gòu)形式，因膠結(jié)物質(zhì)和風(fēng)化程度的差異，其強(qiáng)度的變化大。衡棗與湘耒高速公路情況類似，全長(zhǎng)186公里，全線一半以上地帶存在紅砂巖施工，因此，我們?cè)谙骜绺咚俟芳t砂巖課題研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行的紅砂巖路基施工。較衡棗高速公路提前開工的湘耒、耒宜、臨長(zhǎng)等高速公路也都遇到了大量的紅砂巖路段，其中湘耒高速公路作為京珠高速公路的一部分，全長(zhǎng)169公里，有68公里紅砂巖地帶，1000多萬方紅砂巖，若將施工中沿線開挖的紅砂巖棄置不用，而遠(yuǎn)運(yùn)其他材料填筑路基，則造價(jià)昂貴，棄土和借土場(chǎng)難尋，并可能造成環(huán)境污染；雨季增加建設(shè)費(fèi)用4億元。本合同段路線所經(jīng)地區(qū)主要為剝蝕丘陵地貌，相對(duì)高差大,地層表面覆蓋層為高、低液限粘土、粉土及砂礫石，下面全部為紅砂巖。文中詳細(xì)指出了紅砂巖作為一種建筑材料，在高速公路建設(shè)方面的路用性質(zhì)，即具有極強(qiáng)的風(fēng)化崩解性、遇水軟化的性能，其作為路基材料在填筑、爆破、防護(hù)施工應(yīng)注意的各事項(xiàng)，容易發(fā)生的病害以及預(yù)防處理的措施等。交通部為此專門成立了課題組，研究紅砂巖施工中存在的問題、解決方法及預(yù)防措施。大量紅砂巖路塹挖方的去向問題同樣擺在湖南是省高速公路建設(shè)者面前，如果作為棄方不用，每條高速公路都將產(chǎn)生近千萬的棄方，增加幾億元的投資，棄方還將占用大量土地，帶來水土保持等問題。紅砂巖路基施工技術(shù)與質(zhì)量控制內(nèi)容摘要：由于近幾年交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，原有的國(guó)道及省道等構(gòu)成的公路網(wǎng)已不能滿足公路運(yùn)輸業(yè)的要求，各省區(qū)高速公路的大量修建已成為必然。基本參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式如 下： 最小抵抗距 W=（7—20）D； (m)光面爆破孔間距 a =（—）W； (m) 線裝藥量 QX=q a W； (kg/m)式中： D—鉆孔直徑， (m) q—松動(dòng)爆破單位耗藥量, (kg/m3) 課后思考題：1. 什么叫爆破的壓縮圈、拋擲圈、松動(dòng)圈、振動(dòng)圈？2. 什么叫有限介質(zhì)爆破？3. 爆破漏斗的幾何特性參數(shù)有哪些？4. 爆破作用指數(shù)n=r/W能說明什么？5. 炸藥有哪些基本性能？6. 炸藥爆炸在什么情況下不產(chǎn)生有毒氣體，什么情況下產(chǎn)生有毒氣體？7. 按形狀劃分，藥包分哪幾種類型，如何劃分？8. 爆破的標(biāo)準(zhǔn)情況有哪些條件？9. 常用起爆方法有哪些，常用起爆器材有哪些？，炮孔 布置的主要參數(shù)有哪些？。（四）光面爆破的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）： 與常規(guī)爆破方法比較，光面爆破的鉆孔長(zhǎng)度和炸藥用量都較大，但由于減少了超欠開挖量，圍巖的穩(wěn)定性好，減少了臨時(shí)支護(hù)，灌漿、襯砌工程量，從而使遂洞工程的總投資大為減少。（二） 光面爆破的起爆程序： 光面爆破用于遂洞開挖時(shí)，起爆程序是先掏槽，次崩落，后周邊。從而形成一個(gè)比較平整的周邊表面，即光面。三. 光面爆破： （一） 光面爆破施工的基本方法： 光面爆破是一種用于洞挖作業(yè)的控制爆破。 同時(shí)要求增加的裝藥量應(yīng)均勻的布置在炮孔底部1—2米的長(zhǎng)度上。加大量的控制，要考慮巖石的軟硬程度、炮孔的深度、炮孔直徑的大小、所用炸藥的性能等有關(guān)因素。 預(yù)裂爆破時(shí)，炮孔底部的巖石會(huì)產(chǎn)生一定的夾制力，使預(yù)裂縫不能貫穿到底。 當(dāng)采用間隔裝藥時(shí)，空氣間隔長(zhǎng)度要控制在10—30厘米之間。5. 裝藥對(duì)預(yù)裂爆破效果的影響： 不偶合裝藥的藥包結(jié)構(gòu)，將對(duì)預(yù)裂爆破效果產(chǎn)生很大影響。 這就是前面提到的預(yù)裂爆破的基本機(jī)理。 隨著應(yīng)力波的擴(kuò)展，沖擊波頭的壓力將進(jìn)一步衰減，徑向裂隙在離開孔壁大約幾倍的孔半徑處，便停止下來。 如果爆破參數(shù)選擇合適，爆破沖擊波產(chǎn)生的壓力會(huì)小于炮孔孔壁的動(dòng)抗壓強(qiáng)度，因此，不會(huì)對(duì)炮孔孔壁巖石造成壓碎破壞。）： 炮孔的直徑如果與藥卷的直徑完全一致稱為偶合連續(xù)裝藥，相反，不偶合連續(xù)裝藥是指炮孔直徑大于藥卷直徑的裝藥情況； 如果藥卷的裝藥是不間斷的，沒有空氣間隔，就稱為偶合空氣間隔連續(xù)裝藥，相反，不偶合空氣間隔裝藥是指炮孔中的藥卷是不連續(xù)的裝藥的情況。（五） 幾點(diǎn)說明：1. 實(shí)現(xiàn)預(yù)裂爆破的3個(gè)關(guān)鍵問題： 加密布孔、減弱裝藥、同時(shí)起爆。（四） 預(yù)裂爆破主要參數(shù)：1. 炮孔裝藥量： 或 2. 炮孔間距： 以上二 式中： QX—線裝藥密度 g/m r—鉆孔半徑， mm 〔σ〕—巖石抗壓極限強(qiáng)度， MPa a—炮孔間距, cm： Dd = r / rd rd — 藥卷直徑，mm 。5. 預(yù)裂孔端孔位置應(yīng)超過主爆破孔端孔7—10m6. 預(yù)裂孔與主爆破孔的孔距應(yīng)保持適當(dāng)距離一般1—6m7. 預(yù)裂孔孔口要用小于10mm的礫石填塞。3. 預(yù)裂面上的不平整度不大于15cm。一般不小于1—4cm（教材要求裂縫在地表面對(duì)松軟巖石，要大于2cm。這就成為預(yù)裂爆破。大家知道，巖石的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，所以，削減后的爆壓峰值，不會(huì)使炮孔孔壁產(chǎn)生明顯的壓縮破壞，只有產(chǎn)生的切向拉力使炮孔四周形成徑向裂紋。（二） 基本機(jī)理： 預(yù)裂爆破是一種不偶合裝藥結(jié)構(gòu)，特征是：爆破孔的孔壁與藥包之間，存有環(huán)狀的間隙。它的特點(diǎn)是，在開挖區(qū)爆破之前，根據(jù)巖石特性，沿設(shè)計(jì)開挖線先炸出一條裂縫面。本節(jié)介紹預(yù)裂爆破和光面爆破。7. 裝藥量Q； 垂直孔 Q = q a H Wd 傾斜孔 Q = q a H Wd / sinα2 式中： Q—裝藥量， kg q—松動(dòng)爆破單位耗藥量， kg/m3 a—孔距， mα2—傾斜孔水平傾角第五節(jié) 特種爆破技術(shù) 根據(jù)爆破的基本規(guī)律，為了解決工程的特殊要求（如定向要求、切割要求、減震要求等）需要采取特殊的爆破方法，如定向爆破、預(yù)裂爆破、光面爆破等。6. 超鉆深度h： h =（—）Wd （m）為了克服因臺(tái)階底部的阻力而留下殘埂，炮孔一般都要超鉆這個(gè)深度，目的是降低裝藥的中心位置。： L=（16—32） 一般認(rèn)為，堵塞長(zhǎng)度在這個(gè)范圍取值，比較合理。： 孔距 a=mWd(m) 排距 b=asin600= 式中： m—鄰接系數(shù)（a與Wd的比值），通常m=—，對(duì)于松軟巖石取較小值，堅(jiān)硬巖石取較大值；即發(fā)爆破時(shí)取較小值，微差爆破時(shí)取較大值。從示圖可以看出，底盤抵抗線選得過大，殘埂可能留得多，過小，會(huì)增加鉆孔工作量，也會(huì)浪費(fèi)炸藥。 2. 鉆孔直徑d：（根據(jù)造孔的鉆機(jī)確定） d=FD （mm） 式中： D—鉆頭直徑， （mm）： F—擴(kuò)大系數(shù). 對(duì)于堅(jiān)硬巖石，F(xiàn)=—， 對(duì)于次堅(jiān)硬巖石，F(xiàn)=—， 對(duì)于松軟巖石，F(xiàn)=—）。 （四） 炮孔布置的主要參數(shù)：1． 臺(tái)階高度H： H 的確定既要滿足總體布置要求，也要考慮鏟運(yùn)機(jī)械的配置，以便在保證開挖質(zhì)量、保證施工安全的前提下，耗用的輔助工作量最少。但是，鉆造傾斜孔的難度大，裝藥困難，生產(chǎn)效率低。（三） 炮孔布置： 炮孔可以垂直或者傾斜布置（見23頁圖2—14）。與淺孔法比較，深孔法單位耗藥量少，單位爆破落巖體所耗鉆孔工作量小，一次爆破方量多，生產(chǎn)率高。二. 深孔爆破法：（一） 基本概念： 炮孔孔深大于5m，孔徑大于75mm的爆破，稱為深孔爆破。因此： 在堅(jiān)硬巖石中 h =（—）H 在松軟巖石中 h =（—）H 在中等巖石中 h =H 4. 炮孔的間距a和排距b： 火雷管起爆時(shí) a=（—）W； 電雷管起爆時(shí) a=（—）W； 炮孔的排距： b =（—） W 5. 爆破孔布置（見23頁圖2—13）： 淺孔階梯爆破，為保證爆破后，爆破孔之間不留殘埂，減少炸藥使用量，一般平面上雙排的，要呈等邊三角形布孔，多排的，要呈梅花形布孔，以提高爆破效果。2. 階梯（臺(tái)階）高度H： H=（—）W 要求H大于W，以避免產(chǎn)生沖天炮，影響爆破效果。這樣，不僅增加了臨空面，同時(shí)，便于組織鉆孔、裝藥、爆破、出渣各道工序的平行流水作業(yè)。避免爆破時(shí)首先將炮孔的堵塞物沖出，形成沖天炮（爆破效果很差的空炮）。（三） 炮孔布置： 合理布置炮孔，應(yīng)充分利用自然臨空面，或者創(chuàng)造更多的臨空面以提高爆破效果。（二） 適用條件： 淺孔爆破使用的打孔簡(jiǎn)單，操作方便，但生產(chǎn)效率低，鉆孔工作量大，因此，不適合規(guī)模大的工程爆破。本節(jié)介紹淺孔爆破法和深孔爆破法。（導(dǎo)爆管的使用操作方法見教材21頁，略）（五） 聯(lián)合起爆法（略）。導(dǎo)爆管只傳遞爆轟波，不能引起藥包 爆炸，一般將導(dǎo)爆管的末端與普通雷管相配合，才能引起藥包爆炸。導(dǎo)爆管必須用起爆槍或者雷管才能起爆，用火或者撞擊均不能起爆。（四） 導(dǎo)爆管起爆法（簡(jiǎn)介）：這是一種新型的不用電起爆的起爆方法。導(dǎo)爆索網(wǎng)路的連接有分段并聯(lián)和并簇聯(lián)（如圖2—10））。3. 導(dǎo)爆索的優(yōu)點(diǎn)是： 爆炸能量大，可以引爆任何炸藥；抗干擾能力強(qiáng)（不受水的影響，不受散雜電流影響，能在水下 引爆）；爆速高，達(dá)6500m/s，因此由導(dǎo)爆索網(wǎng)路引爆的各個(gè)藥包是齊爆的，（能夠使所有深孔和藥室同時(shí)起爆）；操作簡(jiǎn)單，安全可靠（當(dāng)有延期起爆要求時(shí)，在網(wǎng)路內(nèi)連入不帶點(diǎn)火裝置的繼爆雷管（一種特殊延發(fā)雷管）即可。2. 材料與外形： 導(dǎo)爆索與導(dǎo)火索外形相似，它是以黑索金等單質(zhì)炸藥為藥芯，以棉、麻等纖維為被覆材料制成的索狀起爆器材，為了區(qū)別導(dǎo)火索，表面一般染成紅色。3. 電爆網(wǎng)路及其計(jì)算（略）（三） 導(dǎo)爆索起爆法：1. 基本概念： 這是主要用于深孔爆破或洞室爆破的起爆方法。電雷管起爆方法的優(yōu)點(diǎn)：安全性大，操作人員撤到安全區(qū)后才開始送電