水压爆破新技术教学教材
二水利施工课件爆破
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• 反应炸药含氧量和氧化反应程度的指标。
• 零氧平衡：当炸药的含氧量恰好等于可燃物完全氧化所需要的含氧 量，则生成无毒CO2和H2O,并释放大量热能，称零氧平衡。
• 正氧平衡：若含氧量大于需氧量，生成有毒的NO2，并释放较少的 热量，称正氧平衡。
• 负氧平衡：若含氧量不足，生成有毒的CO，释放热量仅为正氧平 衡的1/3左右，称为负氧平衡。
• 硝酸铵加入一定配比的松香、沥青、石蜡和木粉，可制成铵松腊 和铵沥蜡炸药，改善了炸药的吸湿性和结块性，用于潮湿和有少 量水的地方，爆破中等坚硬的岩石。
（4）铵油炸药
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• 硝酸铵中加入一定成份的35号柴油，可制成性能良好的铵-油炸药。当掺入 2％的柴油（重量比）时，炸药的敏感度最高；当掺入5％～6％的柴油时， 爆力最大，且爆炸时呈零氧平衡，故能用于地下工程爆破，爆破牢固系数 为6～12的岩石。铵-油炸药比普通岩石炸药要多用15％，才能保持相同的 爆破效果，但其成本却比普通炸药约低一半，故总的说来，采用铵-油炸药 经济上是合理的。对于粗粒铵-油炸药，爆炸初始峰压较小，俣压力衰减缓 慢，减少了爆炸的粉碎作用却增加了破裂抛掷作用，从而增加了爆落方量， 提高了炸药的有效能量利用率。
• 火花起爆为最早使用的起爆方法，但由于受到安全性、爆 破规模及爆破延迟时间等方面的限制，目前仅用于起爆非 电起爆网路、大块石解炮或小规模的边坡修整爆破等。
某学院水压控制爆破课程培训
A--A
水介质为传能形式的爆破
与水相关的爆破方法：
1
水压爆破
2
水孔爆破
3
水封爆破
4
水下爆破
水压控制爆破特点
1. 不需钻孔，节约了钻孔费用和钻孔时间； 2. 药包数量小，雷管用量少，爆破网络简单； 3. 水介质易获得，传能效率高，炸药用量少； 4. 飞石飞散距离小、爆破粉尘少、爆破噪音小； 5. 拆除速度快、爆破直接成本低； 6. 只能用于容器类构筑物； 7. 采用齐发爆破，爆破地震动大； 8. 容器体积大时，水患问题严重。
➢ 当压力下降到25MPa时， 水中冲击波阵面传播速度实际上已 接近于声速(P水约为1450—1500 m/s)，此时波头与波尾几乎以 同一速度传播(P气=5MPa时， V气=2230 m/s)。
137kg梯恩梯装药水中爆炸
P=240MPa
Q=137kgTNT R=10m P=24.5Mpa R=5m P=55.1Mpa
➢ 对普通炸药，此种深度为 h = 9 Q0.33
水中爆炸计算公式
➢ 容重为1.525g/cm3 的TNT在水中爆炸,水中冲击波 峰值压力P,比冲量I，水流能量密度E计算公式：
P
533
3
Q R
1.13
kБайду номын сангаас/ cm2
1.57
3
Q R
0.078
0.89
i
0.05883
Q
3Q R
kg.s / cm2
梯恩梯装药水中爆炸
➢ 137kg TNT在水中爆炸，冲击波峰值压力随距离变化的情况： ➢ 爆炸近区，压力下降极快，远区，压力下降较缓慢。
➢ 水中冲击波正压作用时间随着距离加大而逐渐增加，但比同 距离用药量的空气冲击波的正压作用时间要小，前者约为后 者的1／100。
隧道掘进新技术—水压爆破施工
隧道掘进新技术—水压爆破施工发表时间：2016-12-05T11:09:29.903Z 来源：《基层建设》2016年24期8月下作者：崔春兰[导读] 目前通过“隧道掘进水压爆破技术”在隧道施工中的应用，从水压爆破的水压爆破与其他方式比较和水压爆破施工技术特点方面进行阐述。
中铁三局集团桥隧工程有限公司四川省成都市 610083随着铁路建设投资增加与技术发展，长大隧道在新建铁路线路中所占的比例亦逐渐增大，为保证长大隧道快速高效、安全、经济、实用、环保等施工，对隧道的爆破开挖也提出了更高的要求，水压爆破新技术，即炮眼底水袋及水袋与炮泥复合回填堵塞，提高了炸药能量利用率，不久实现了浅孔爆破的工艺技术创新，还有效地改善了爆破对环境的影响，已达到国际先进水平。
“隧道掘进水压爆破技术”即往炮眼里注水，利用水作为媒介，使爆炸能量无损传递。
同时，采用特制的“炮泥”堵塞炮眼，不但能有效抑制爆破膨胀气体冲出炮眼，而且还能降尘。
该技术已实际运用于隧道施工中，不仅提高了炸药能力利用率，改善了爆破效果，还降低了爆破噪音和振动效应，有效地保护了工作环境。
目前通过“隧道掘进水压爆破技术”在隧道施工中的应用，从水压爆破的水压爆破与其他方式比较和水压爆破施工技术特点方面进行阐述。
1 水压爆破与其他方式比较水压爆破在推广过程中，进行了炮眼无回填堵塞、炮眼炮泥回填堵塞、炮眼底水袋及炮泥回填堵塞、炮眼水袋与炮泥复合堵塞、炮眼底水袋及水袋与炮泥复合回填堵塞5种不同装药结构16个作业循环爆破效果对比。
5种装药结构的炮孔数量和钻孔参数均相同,5种形式爆破效果分述如下：1）炮眼无回填堵塞装药结构爆破。
每循环装药量为204.15kg，单位用药量0.95kg/m3，实际每循环平均爆破进尺为3.2m，炮眼利用率为84.2%。
2）炮眼用炮泥回填堵塞。
装药结构同无回填堵塞，孔口段全部用炮泥堵塞。
每循环装药量为199.75kg，单位用药量0.89kg/m3，实际每循环平均爆破进尺为3.32m，炮眼利用率87.72%，比炮眼无回填堵塞每立方节约炸药0.06kg，提高进尺4.1%，50cm以上的大石块降低了20%，爆堆距离缩短了3%。
水压与光面爆破作业指导书
水压与光面爆破作业指导书一、水压爆破作业指导书（一）作业准备1、对水力钻机进行检查，确保上下摆动机构正常，并验明水压表、气压表是否准确。
同时将液压油加到油位标线间，将油泵油加至液面标线处。
2、清除爆破场地及周边区域的草木杂物等地面障碍物。
3、设置爆破安全区域，确保附近人员安全，防止误伤和伤害。
4、同时还需要进行相应的通风和防尘处理。
（二）爆破物料制备1、选择合适的爆破素材：选用相应的爆破物料，如炸药、起爆装置等等，根据岩石的性质、密度、硬度、受力情况等综合考虑，不断调整，以制定出最合适的爆破方案。
2、进行爆破物质的配制：根据之前制订的爆破方案，按照一定比例混合并充填炸药。
3、进行爆破物质的密封：将充填好的炸药混合物进行正确的密封，避免出现以外状况。
（三）水压爆破作业方法1、在选定的地方钻孔：地质状况和钻孔样品分析指明需要爆破的地方开始钻孔。
2、将钻孔中的水进行排放，以确保充填炸药时的空气被释放。
3、在钻孔中放置炸药：按照先前确定好的石材性质和炸药密度，将相应的炸药导入到钻孔中。
4、在钻孔中放置起爆装置：接下来需要在钻孔中放置起爆装置，并在其之间连接引信。
5、进行爆破准备：检查并排除可能的问题，最后在建立区域中避开已放置的所有炸药物质。
6、进行爆破操作：在准备好炸药和引信后，需要采用气压机和起爆装置进行爆破操作。
7、进行炸药残物的清理：这时需要清洗小的石头碎片，剩下的小碎石可以铲除。
（四）安全注意事项1、在爆破前，应当对周围地形进行详细分析，确保爆破效果达到预期。
2、爆炸时需要维持安全距离，然后在保持安全使用附近逃生区的情况下进行操作。
3、对于个别易燃物质，特别是一些油料，需要从泪浆出发进行处理。
4、任何炸药、起爆装置等爆炸物品，必需处理妥善，防范恐怖袭击等行为。
5、防寒周期内，为确保操作人员安全和炸药稳定，必需进行加温，进入地圈和电机房的门只要有一个关闭，是为了避免渗水进入，但是在操作人员进入和退出的时候一定格外小心。
水压爆破
第一节 水压爆破原理
表6-1 梯恩梯和特屈儿炸药的A、B、C、F、G、α值
α
炸药
A
B
C
F
G
备注
537 梯恩梯 52.6
0.0588
0.8421
0.89
2.05
1.13
工程单位
5.766
82.58
0.89
2.05
1.13
国际单位
522 特屈儿 51.19
0.064
1.0483
0.98
2.10
1.15
第二节 起爆药与猛炸药 第一节 水压爆破原理 水楔” 四、 “水楔”作用
水压爆破时，冲击波作用于介质后首先在介质上产生裂缝，水和 爆轰气体（炮眼水压爆破时有爆轰气体）渗流到裂缝中，使裂缝得以 扩展和延伸，这种作用可以认为是“水楔”的劈裂作用。根据岩石爆 破机理，当爆轰气体渗流到裂缝中，对裂缝有扩展和延伸作用，这种 作用称为“气楔”。由于水携带的能量远远高于气体携带的能量，因 此，“水楔”的劈裂作用要大于“气楔”的劈裂作用。
第二节第三节 炸药的起爆 水压爆破药量计算
以上药量计算公式是假定爆破体的材质为混凝土推导出的。对于 材质为钢筋混凝土的构件，可将钢筋换算成混凝土，折算成等效厚度
n − 1 1 + 6 （多个药包）
式中：Q——总装药量，kg， V——注水体积，m3； σ——构筑物材料的抗拉强度，MPa； δ——容器形构筑物壁厚，m； Ka-——装药系数，单个药包，取Ka-=0.0098，多药包，取 Ka-=0.0078。
第二节 起爆药与猛炸药 第二节 水压爆破药量计算 二、考虑结构物形状尺寸的药量计算公式
第二节 水压爆破药量计算
对于小截面的构筑物（如管子），药量按下式计算， Q=CπDt 式中：D——管子的外径，m； t——管壁厚度，m； C——装药系数，g/cm2，敞口式爆破，取C=0.04~0.05g/cm2，封 口式爆破，取C=0.022~0.03k/cm2
爆破技术培训PPT水下爆破
10.3.3 施工方法
（1）药包加工 宜采用防水炸药，按设计单药包重量加 工，使用塑料薄膜（口袋），将药包捆扎 成长方体体。 长、宽、高之比宜为 3：1.5：1 为防止药包漂浮，必须按 1：1 或1：2 配重，配重材料可采用块石或砂包。 投放之前插入 2 发并联起爆雷管。
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（2）药包投放
船投法（定位船、投药船）: 适应大 面积炸礁。
缺点：水上作业船舶设备较多， 施工工艺相对比较复杂。
应用范围：水电、航道、港口、 码头、水上拆除爆破等广泛使用。
8
10.2.2 水下钻孔爆破设计
10.2.2.1 布孔原则 钻径: D=100－150mm
孔距、排距：
D100 a＝2.0－2.5m b＝1.5－2.5m D150 a＝3.0－3.5m b＝2.5－3.5m
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水上作业安全
1、作业人员必须穿救生衣、戴安全帽。 2、爆破水域的危险边界，设立禁航信号、 警告标志；并布置警戒船舶及警戒人员。 3、危险区内被保护对像的安全防护措施。 4、使用电爆器材要防止船舶杂散电流。 5、雷暴、大雾、大风（6级）浪高超过 0.8m、水位陡涨陡落时禁止水上爆破作业。
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练习题
49
10.5 水下岩塞爆破
10.5.1 岩塞爆破设计要点 ⑴ 岩塞位置确定 通过钻孔、潜水等勘察手段确定岩塞 的岩性、构造、水下地形及岩塞厚度。 ⑵ 爆破方案选择 岩塞爆破必须一次成功，通常采用钻 孔爆破、硐室爆破或两种结合的爆破方法。
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药包布置与计算
⑴ 钻孔爆破：参照水下钻孔爆破设计。 ⑵ 硐室爆破：参照陆上硐室爆破设计 计算，考虑水体的压力与阻力，一般较陆 地增加 10% ~ 30%。
潜水员敷设法 ：适应流速缓，复杂情 况的水下炸礁。
聚能水压爆破新技术
聚能水压爆破新技术一、常规光面爆破技术1、技术原理常规光面爆破技术原理是炮眼中的炸药爆炸后，在岩石中传播应力波产生径向压应力和切向拉应力,由于炮眼相邻互为“空眼”,所以在炮眼连线两侧产生应力集中度很高的拉应力,超过岩石抗拉强度,炮眼之间的岩体形成的初始裂缝要比其他方向厉害的多,除此之外,由于炸药爆炸生成的高压气体膨胀产生的静力作用促使初始裂缝进一步延伸扩大。
2、工艺流程3、装药结构常规（或普通、传统）隧道爆破采用连续装药，炮眼间距炮眼中仅装炸药而无回填堵塞，其装药结构如下图所示。
炮眼无回填堵塞装药结构4、爆破参数常规爆破设计参数表周边眼深度3.5m，进尺2.8m，开挖断面面90.98m³，炸药单耗0.98kg/m³。
5、常规爆破存在的问题1）炮眼间距为40-50cm，布眼过密、打眼过多、打眼作业时间占用时间过长。
2）由于炮孔内充满了空气，应力波部分能量因压缩空气而损失，所以应力波的强度因无回填堵塞而降低，结果削弱了对围岩的破碎。
3）常常出现超挖，增加混凝土衬砌量提高施工成本，隧道爆破开挖出现亏损，超挖是致命的“罪魁祸首”。
4）常规爆破后有害气体浓度高，粉尘大。
再加上斜井通风困难，放炮后通风时间需要30-40分钟，机械才能够到达掌子面进行出碴，对工序衔接造成了极大的影响。
二、水压光面爆破技术1、技术原理水压光面爆破原理为“往炮眼中一定位置注入一定量的水，并用专用的炮泥回填堵塞炮眼，利用在水中传播的冲击波对水的不可压缩性，使爆炸能量经过水传递到围岩中几乎无损失，同时，水在爆炸气体膨胀作用下产生的“水楔”效应，有利于岩石破碎，炮眼中的水可以起到雾化降尘作用，大大降低粉尘对环境的污染，所以水压爆破成为名副其实“绿色爆破”。
2.工艺流程3、装药结构4、爆破参数周边眼深度3.5m，进尺3.0m，开挖断面面90.98m³，炸药单耗0.88kg/m³。
5、水袋制作水袋采用KPS-60型水袋自动封装机加工而成。
水压爆破作业指导书资料
目录1. 适用范围............................................................................................. - 1 -2. 作业准备............................................................................................. - 1 -2.1内业技术准备 (1)2.2外业技术准备 (2)3. 技术要求............................................................................................. - 2 -4. 施工程序与工艺流程.......................................................................... - 3 -4.1施工程序 (3)4.2工艺流程 (5)5. 施工要求............................................................................................. - 6 -5.1施工准备 (6)5.2施工工艺 (7)6. 劳动组织........................................................................................... - 12 -7. 材料要求........................................................................................... - 12 -8. 设备机具配置 ................................................................................... - 14 -9. 质量控制及检验 ............................................................................... - 15 -9.1质量控制 (15)9.2质量检验 (16)10. 安全及环保要求 ............................................................................. - 16 -10.1安全要求 (16)10.2环保要求 (17)蒙华铁路隧道工程水压爆破作业指导书1.适用范围适用于蒙华铁路MHSS-4标段水压爆破施工。
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长堵塞水压爆破新技术
露天、洞室开挖均可采用“长堵塞水压爆破新技术”。
所谓长堵塞水压爆破就是指在炮孔内装入用密封塑料水袋进行增长堵塞段长度的爆破作业，该项新技术为铁道建筑研究设计院何广沂教授等人的发明加上日本的长堵塞爆破技术的综合成果。
一、其主要技术经济指标为：
1）洞内掘进是炮眼利用率＞95%；
2）300~700元/m
3）洞内爆渣粒径缩小25%，露天浅孔80cm大块率下降45%，露天深孔无需解炮；
4）洞内抛散距离缩短21%，露天岩石沿地松动破碎；
5）粉尘浓度洞内降低42.5%，露天降低70%；
6）爆破振动速度降低21%；
7）露天深孔爆破每个炮眼可减少17%装药量；
8）露天爆破无飞石、无噪音（指城市允许标准以下）。
装药结构如图1、2、3所示
图1 水压爆破炮眼装药结构
水袋水袋炮泥
图2 光面爆破拱部装药结构
水袋
图3 光面爆破边墙装药结构
二、洞室掘进中“水压爆破”与常规爆破在掏槽形式、炮眼布置、炮眼数量与深度、起爆顺序与间隔等钻爆参数完全一样，所不同的是在炮眼底部和堵塞炮泥的下部增加了水袋，露天深孔爆破亦然，详见图1。
图1中：L为炮眼深度，L= L1+ L2 +L3+L4
L1为炮眼底部水袋长，L1=1~2倍单支药卷长度；
L2为装药长度，为常规装药长度的80%左右；
L3为炮眼中上部的水袋长度；
L4为堵塞炮泥长度。
值得注意的是：L3/ L4＜1，如果L3过短而L4过长，水的作用不大，；如果L3过长而L4过短，则抑制爆破膨胀气体作用不大而造成冲孔影响爆破效果，因此L3/ L4应该有个最佳比例，一般L3/ L4=3/4~1/1范围内。
（一）露天深孔爆破实例
某铁路路堑扩挖4m~10m深孔爆破，孔网参数为b×a(w)=2.5m×3.0m,φ100炮眼，钻孔深度L=4.0~11.00m,底部水袋1支（φ85mm×30cm），即L1=30cm（一倍左右药卷长度）;主装药φ70mm×34cm/1.5kg, 15（5）支=510cm/22.5kg（170cm/7.5kg）,即L2=510（170）cm;堵塞处水袋8支（8×φ85mm×30cm）(3支),即L3=240（90）cm；炮泥堵塞长度320（110）cm,即L4=320（110）cm。
云
（二）洞室爆破实例
崩落孔结构：L1=40cm, L2=195cm, L3=60cm, L4=85cm
三、水袋制作要求：1）对于洞室爆破，一般为水平炮眼，为了便于填装水袋，其规格以φ35mm×200mm为宜，对于深孔露天爆破其规格以φ85mm×300mm为宜；2）水袋厚度δ=0.8mm，采用有一定强度的塑料膜加工为宜；3）水袋要盛满水，封口严实，不漏水、不渗水，合格的水袋坚实挺拔，能够很方便装入炮眼中。
四、炮泥制作要求：炮泥的主要成分为黏土和细砂，在与水拌和之前如有石块必须捡出来，如果小石过多则应过
5mm×5mm的筛网。
配比=黏土：砂：水=0.75：0.1：0.15 。
拌和后制作成φ35mm×200mm炮泥保湿待用。
五、炮泥制作以及水袋制作都已经有现成的设备（PSJ-1
封口机：700只/h,50~250g/袋，850mm×370mm×
1000mm/100kg/0.85kw/220V/50Hz;PNJ-1炮泥机：电动机二台1.5Kw+2.2Kw, 600~900个/h,料斗搅拌量20kg(黏土：砂：水=70~80:8~10:12~20),炮泥规格=φ35（40）mm ×200mm，750mm×590mm×1293mm/310kg），可以购买。
因为原理简单也可以自制。