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9.谈谈光面爆破和预裂爆破详解


裂缝的作用和光面爆破所钻空孔的作用 相同且效果更佳。 所谓“不耦合”装药,就是装入孔内的 炸药卷和孔壁之间留有一定的空隙,炮 孔直径与装药直径之比约为2-3。通常 将孔口用泥土堵塞一定的长度。
这种结构的装药爆炸时,产生的爆轰波将首先传入炮孔
间隙的空气介质之中,将其强烈压缩,温度急剧升高, 亦即对空气做了工。由于这种做工的过程是不可逆的, 爆轰波所携带的能量就有一部分消耗在空气当中,削弱 了爆轰波的峰值压力。这样,传入孔壁周围岩石介质中 的爆炸应力波的强度会相应地降低,从而减轻对岩石的 直接粉碎作用。但是,受到削弱的应力波和孔内的高压 气团仍将在炮孔周围形成一个爆炸应力场。当多个“不 耦合”装药在相邻炮孔中同时爆炸时,应力场相互叠加, 岩石就会沿着炮孔的连心线产生一条裂缝,同时炮孔内 壁的岩石并不会被强烈粉碎。要得到比较理想的预裂缝, 必须采用“不耦合”装药,并且所有的预裂孔都必须被 置于设计的轮廓面上,不能产生过大的偏离。而 “不耦 合”装药的结构特殊,不易实现工厂化生产。因此,预 裂爆破比光面爆破的成本投入要大,而作业效率要低。
界面比较平整、光滑、稳定,是光面爆破的显
著特点。换言之,光面爆破可以将超挖和欠挖 均限定在较小的范围(十余厘米至数十厘米) 之内。
2 .预裂爆破: 首先在设计轮廓面上钻成一 列预裂炮孔,装入所谓的 “不耦合” 装药, 按照一定的要求进行起爆,沿设计轮廓面可形 成一条深度和需开挖深度相等、宽约数毫米至 数十毫米的裂缝,然后再对岩石挖方区进行钻 孔爆破的方法叫做“ 预裂爆破”。这条预
谈谈光面爆破和预裂爆破
湖南省路桥集团道路九公司 赵海彬
目 录
一、光面爆破和预裂爆破的区别 二、光面爆破和预裂爆破的用途 三、石质路堑光面爆破操作规程 附:各类岩石光面爆破炸药单耗表
一、光面爆破和预裂爆破的区别
在岩石开挖工程中,常采用光面爆破或
预裂爆破。 传统的岩石爆破往往超挖、欠挖问题比 较突出,开挖界面粗糙不平,常造成工 程的外观质量缺陷,甚至影响开挖界面 的稳定,诱发塌方、滑坡等工程病害。 究其原因,是由于设在岩石开挖区内的 装药爆炸所产生的粉碎、松动作用范围 侵入了非开挖区,使开挖界面另一侧的 岩石受到了局部破坏。
运用光面爆破或预裂爆破能较好地解决
上述问题。光面爆破和预裂爆破具有相 同的工程目的,它们在理念上强调的都 是合理地利用炸药爆炸的能量,减轻非 开挖区岩石受到的爆破扰动,使开挖工 作完成后形成的最终界面(即设计轮廓 面)比较平整、光滑、稳定。因此,光 面爆破和预裂爆破实质上均属于现代控 制爆破技术的分支。运用光面爆破和预 裂爆破,能较好地实现工程质量的内实 外美,预防工程病害的发生,保障施工 安全。
2.光面爆破的用途
光面爆破在公路工程中主要适用于: (1)公路石质路堑的爆破开挖
可有效地提高路堑边坡的稳定性,降低路堑边坡的防护成本,实 现内实外美,有着良好的环保效应。
(2)岩石介质中公路隧道的爆破掘进 可有效地保
护围岩的自稳能力,保障安全施工,使隧道轮廓面平 整、光滑,从而大幅度地降低施工过程中的安全防护 成本和隧道的建造成本。
(2) 光爆孔法: 先对需要开挖的岩石进行钻孔和爆破,在接
近设计轮廓面时预留一定厚度的岩石作为保护层,最后再沿设计轮廓面
钻出一列炮孔,通常称谓“光爆孔”,孔内装入适量炸药并同时或分组 起爆,将预留岩石保护层炸掉,从而形成比较平整、光滑的轮廓面。 以上两种方法,前一种需要在爆破之前沿着设计轮廓面钻一列紧密排列 的空孔,钻孔量大且质量要求高,一般的爆破钻孔机械难以达到需要的 钻孔密度,需要配备特殊的空孔钻机,通常难以实现,因而应用较少; 后一种方法所要求的“光爆孔”孔距不必那么小,和传统的台阶爆破法 相比钻孔量略有增加,不需要特殊的钻机,因而在实践中应用较多。但 不管那种方法,爆破后在设计轮廓面上均保留有大量残留的光面孔痕迹 (痕迹的保存率通常不低于50%)。
二、光面爆破和预裂爆破的用途
1.预裂爆破的用途 除以上所述因素之外,预裂爆破对岩石的自身
条件(例如风化程度等)也有一定的要求,并 非所有的岩石都适合预裂爆破。所以,预裂爆 破的应用在客观上受到多方面条件的限制。目 前它主要被运用于工程质量标准高并且岩石条 件较好的场合,例如在水利工程中开挖大坝、 船闸基础等。对于风化比较严重或裂隙发育的 岩体,不适于进行预裂爆破。1998年我司就曾 成功地将预裂爆破技术运用于宜昌长江公路悬 索大桥北岸桥塔承台基坑和北岸锚碇基坑的爆 破工程中。
预留保护层
光爆孔
பைடு நூலகம்
隧道光面爆破示意图
(3)公路构造物基坑的开挖。 (4)其它方面(例如公路附属工程等)。
我司已在国外的睦巴公路和国内的永连公路二期、张罗公路以 及常吉高速公路吉首段等工程中将光面爆破技术运用于岩石路堑的 开挖、高边坡的修整和隧道的掘进,并积累了较为丰富的经验。
光面爆破和预裂爆破的区别主要 体现在工艺方面。
1. 光面爆破:光面爆破通常有两种基本方法:
(1) 空孔法:先在工程设计轮廓面(例如公路路堑边坡坡面)上钻
出一列紧密排列的空孔,将岩石开挖区和岩石保留区隔开,然后从远 离空孔的自由面开始在岩石的开挖区逐列进行钻孔、爆破。如果没有 自然形成的自由面,可运用浅孔爆破法创造一个倾斜角度(即斜坡坡 面与水平面之间的夹角)为65-900的自由面。空孔之间应相互平行, 孔距(即相邻两孔圆心之间的距离)为孔径的1-4倍。该列空孔的作 用可从以下三方面解释:首先,紧密排列的空孔可阻断爆炸产生的岩 石裂隙由开挖区向非开挖区延伸和发展;其二,当岩石中的爆炸应力 波经过空孔时,因孔内存在着与岩石性质不同的空气介质,必然会在 这两种介质的交接面(即孔壁内表面)上发生一系列复杂的反射和折 射,结果只有部分应力波能够传入空孔另一侧的岩石介质中;其三, 孔内的空气层也会消耗波所携带的部分能量,使通过的应力波强度大 为衰减。总之,空孔可减轻非开挖区岩石所受到的爆炸作用影响,将 岩石的破坏、松动范围基本上限定在开挖区内。孔距越小其效果越显 著。当爆破最后一层岩石时,岩层会沿空孔断裂。
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