第10讲 石质路基施工技术

第六章石质路基施工技术
第一节爆破作用的基本原理及工程爆破的应用范围
一、爆破作用的基本原理
药包是指为了爆破某一岩体，再其中或表面防止一定数量的炸药，分为集中药包：凡药包的形状接近球形或立方体以及高度不超过直径四倍的圆柱体和最长边不超过最短边四倍的直角六面体均属于集中药包。

延长药包：凡药包的长度或高度均超过上述几种药包的情况者，均属于延长药包。

分集药包：将一个集中药包分为两个保持一定距离集中的子药包叫分集药包。

（一）药包在无限介质中的作用
1.压缩圈或破碎圈
2.抛掷圈
3.松动圈
4.振动圈
（二）药包在无限介质中的爆破作用与爆破漏斗
药包在有限介质内爆炸时，再具有临空的表面上都会出现一个爆破坑，一部分炸碎的土被抛至坑外，另一部分落回坑内。

由于爆破坑形状如同漏斗，故称之为爆破漏斗。

最小抵抗线W ：药包中心到临空面的最短距离
爆破漏斗口半径r ：最小抵抗线与临空面交点至漏斗口边缘的距离 抛掷漏斗半径R ：药包中心沿漏斗边缘至坑口的距离 爆破作用指数：r/W 平坦地形的抛掷率：%1000⨯=mol
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V V E 二、工程爆破的适用范围 1.松动爆破
常用于将岩石破碎而不大量抛掷岩块。

其爆破方法有药室法、钻孔法和药壶法
1）
减弱松动爆破
2）一般松动爆破 3）加强松动爆破 2.抛掷爆破 1）标准抛掷爆破 2）加强松动爆破 3）定向爆破 三、常用的爆破方法
（一）中小型爆破
1.裸露药包法：将炸药直接置于被炸岩石表面或经清理的石缝中，药包表面用草皮或稀泥覆盖，然后进行爆破，这种方法适用于破碎孤石或大块岩石的二次爆破。

2.钢钎炮
通常指炮眼直径和深度分别小于7cm和5cm的爆破方法。

由于功效低，公路施工中只用在地形艰险及爆破量较小地段或作为服务其他炮型的辅助炮型，包括在松土法施工中推土机松土器勾不动的局部坚硬岩石地段。

3.药壶法
是将炮眼底部扩大成葫芦形，以便将炸药集中于炮眼底部的扩大部分，以提高爆破效果的一种炮型。

其炮眼深度较大，为5～7m，适用于均匀致密的硬土、次坚石、坚石。

药壶炮由省药、爆能利用高等优点，但操作复杂，目前已不多见。

4.猫洞炮
是将集中药包放入直径为0.2～0.5m、炮眼深度2～6m的水平或略有倾斜的炮洞中的一种炮型。

适用于硬土、胶结良好的古河床、水渍层、软石和节理发育的次坚石、坚石，可利用裂隙修成导洞或药室。

5.深孔松动爆破
其孔径在75mm以上，深度在5m以上，是机械化程度很高的一种作业方式。

钻孔施工用凿岩机或穿孔机，爆破方式采用深孔多排微差爆破，每次爆破方量可达万立方米以上。

出渣方式多采用正铲或反铲挖掘机装车，自卸车外运，推土机配合清理道路和作业面，生产效率高，适合于深挖路堑施工，是高等级公路大量快速施工的发展方向。

（二）深孔多排微差爆破施工
是使前后排或相邻两排孔内的药包以毫秒的时间间隔依次起爆，可以扩大自由面，有利于应力波的叠加，增加岩块间的碰撞挤压作用，加强了岩石的破碎效果，降低多排孔一次爆破的堆积高度，有利于挖掘机作业。

由于逐层或逐排依次爆破，减少了岩石夹制力，可节省炸药20%，并可增大孔距，提高每米钻孔的炸药方量
（三）光面爆破、减弱松动爆破、预裂爆破
光面爆破属于控制爆破，其目的是为了使爆裂面光滑整洁。

施工方式是在开挖界限周边，适当排列一定间隔的炮孔，在有侧向临空面的情况下，用控制抵抗线和药量的方法进行爆破，使之成为一个光滑平整的边坡。

减弱松动爆破也可称为缓冲控制爆破，适用在距开挖层靠近边坡的1～2排炮眼，能进一步控制正面方向和减小振动波强度，用以保证边坡稳定及周边建筑物保持正常状态不受损伤。

装药量比正常装药量要少。

预裂爆破就是沿设计开挖的边坡线，再没有侧向临空面和最小抵抗线的情况下，按一定间距钻一排小孔距的平行炮孔，孔内装入少量炸药，再开挖区主爆破炮孔起爆前，这些边坡线上的炮孔首先同时起爆，爆破后沿孔轴方向从上到下形成具有一定宽度的贯穿裂缝，把开挖区和保留区的岩体分开，在开挖区爆破时，预裂缝起着保护边坡减少破坏的作用。

（四）大爆破
大爆破施工是采用导洞和药室装药，用药量在1000kg以上的爆破。

公路石方开挖一般不用。

只有当路线穿过孤独山丘，开挖后便破不高于6m，且根据岩石产状和风化程度确认开挖后边坡稳定，方可考虑使用。

在下述地区不得使用大爆破：
1.岩堆，滑坡体，坡顶上部堆积的覆盖层较厚而倾向路基的不良地区。

2.断层破碎带，侵入体与围岩的接触带，节理破碎带，以及具有引起坍塌的地段。

3.软弱面通过路基的后方或下方时，爆破不易形成路基的地段。

4.层理面，错动面以及其他构造软弱面，倾向路基，而其倾角大于临界倾角并小于50度，层面胶结不良的路段。

5.山脊较薄，山后有临空面，不逸出半径可使整个山头破坏，引起塌方的地段。

6.周围环境如有农田、果树、渠道、重要建筑物等，无法确保其安全时。

四、起爆器材与起爆方法
1.火花起爆
利用导火索燃烧时产生的火花引爆雷管，先使药卷爆炸，从而使全部炸药引起爆炸。

火花起爆的器材有大雷管、导火索及点火材料。

2.电力起爆
利用电雷管中电力引火剂的通电发热燃烧使雷管爆炸，从而引起爆炸。

电力起爆器材有电雷管、电线、电源以及测量仪表。

3.导爆索起爆
利用导爆索的爆炸直接引起药包的爆炸。

导爆索可使几个药室几乎同时起爆，可以提高爆破效果。

4.塑料导爆管起爆
由高压聚乙烯制成，相对来说很安全。

五、爆破安全与哑炮处理
爆破施工是一种危险作业，要求杜绝各种事故的发生，做到安全生产。

1.安全措施
1）装药必须用木棍把炸药轻轻压入炮孔，严禁冲捣和使用金属棒，堵塞炮泥时，切不可击动雷管。

2）炮孔深度超过4m时，需用两个雷管起爆；如深度超过10m,则不得用火化起爆
3）电闪雷鸣时，禁止装药、安装电雷管和连接电线等操作，应迅速将雷管的脚线和电线的主线两端连成短路。

所有人员离开装药地点，隐蔽于安全地区。

4）放炮前必须划出警戒范围，立好标志，并由专人警戒。

裸露药包、深孔的安全距离不小于400m，浅孔、药壶法不小于200m。

2.哑炮的处理措施
1）由原装炮人员当班处理
2）如果炮孔外的电线、导火索或导爆所经检查完好，可重新起爆。

3）可用木制或竹制工具将堵塞物轻轻掏出，另装入雷管或起爆药卷重新起爆。

绝对禁止拉动导火索或雷管脚线，以及掏动炸药内的雷管。

4）如采用的是硝胺炸药，可在清除部分堵塞物后，向炮孔内浇水，使炸药溶解，重新装药爆炸。