課題1.3　爆破施工

1.3.1　爆破的基本方法

1.裸露爆破法

裸露爆破法又稱表面爆破法,系將藥包直接放置于巖石的表面進(jìn)行爆破。藥包放在塊石或孤石的中部凹槽或裂隙部位;體積大于1m3的塊石,藥包可分?jǐn)?shù)處放置,或在塊石上打淺孔或淺穴破碎。為提高爆破效果,表面藥包底部可做成集中爆力穴,藥包上護(hù)以草皮或是泥土沙子,其厚度應(yīng)大于藥包高度或以粉狀炸藥敷30cm厚。用電雷管或?qū)П髌鸨?/p>

裸露爆破法不須鉆孔設(shè)備,操作簡單迅速,但炸藥消耗量大(比炮孔法多3～5倍),破碎巖石飛散較遠(yuǎn)。適于地面上大塊巖石、大孤石的二次破碎及樹根、水下巖石與改建工程的爆破。

2.淺孔爆破法

淺孔爆破法系在巖石上鉆直徑25～50mm、深0.5～5m的圓柱形炮孔,裝延長藥包進(jìn)行爆破(圖1.18)。炮孔直徑通常用35mm、42mm、45mm、50mm幾種。為使爆破有較多臨空面,常按階梯形爆破使炮孔方向盡量與臨空面平行成30°～45°角。炮孔布置一般為交錯梅花形,依次逐排起爆,炮孔排距b=(0.8～1.2)W;同時起爆多個炮孔應(yīng)采用電力起爆或?qū)П髌鸨?/p>

淺孔爆破法不需復(fù)雜的鉆孔設(shè)備;施工操作簡單,容易掌握;炸藥消耗量少,飛石距離較近,巖石破碎均勻,便于控制開挖面的形狀和尺寸;可在各種復(fù)雜條件下施工,在爆破作業(yè)中被廣泛采用。但爆破量較小,效率低,鉆孔工作量大。適于在各種地形和施工現(xiàn)場比較狹窄的工作面上作業(yè),如基坑、管溝、渠道、隧洞爆破或用于平整邊坡、開采巖石、松動凍土以及改建工程拆除控制爆破。

3.深孔爆破法

深孔爆破法系將藥包放在直徑75～270mm、深5～30m的圓柱形深孔中爆破。爆破前宜先將地面爆成傾角大于55°的階梯形,做垂直、水平或傾斜的炮孔,如圖1.19所示。鉆孔用輕、中型露天潛孔鉆,裝藥采用分段或連續(xù)。爆破時,邊排先起爆,后排依次起爆。深孔爆破法單位巖石體積的鉆孔量少,耗藥量少,生產(chǎn)效率高;一次爆落石方量多,操作機(jī)械化,可減輕勞動強(qiáng)度。適用于料場、深基坑的松爆,場地整平以及高階梯中型爆破各種巖石。

4.藥壺爆破法

藥壺爆破法又稱葫蘆炮、壇子炮,系在炮孔底先放入少量的炸藥,經(jīng)過一次至數(shù)次爆破,擴(kuò)大成近似圓球形的藥壺(圖1.20),然后裝入一定數(shù)量的炸藥進(jìn)行爆破。爆破前,地形宜先造成較多的臨空面,最好是立崖和臺階。每次爆擴(kuò)藥壺后,須間隔20～30min。擴(kuò)大藥壺用小木柄鐵勺掏渣或用風(fēng)管通入壓縮空氣吹出。當(dāng)土質(zhì)為黏土?xí)r,可以壓縮,不需出渣。藥壺法一般宜與炮孔法配合使用,以提高爆破效果。

藥壺爆破法一般宜用電力起爆,并應(yīng)敷設(shè)兩套爆破路線;如用火花起爆,當(dāng)藥壺深為3～6m時,應(yīng)設(shè)兩個火雷管同時點(diǎn)爆。藥壺爆破法可減少鉆孔工作量;可多裝藥;炮孔較深時,將延長藥包變?yōu)榧兴幇?可大大提高爆破效果。但擴(kuò)大藥壺時間較長,操作較復(fù)雜,破碎的巖石塊度不夠均勻,對堅(jiān)硬巖石擴(kuò)大藥壺較困難,不能使用。適用于露天爆破階梯高度為3～8m的軟巖石和中等堅(jiān)硬巖層,堅(jiān)硬或節(jié)理發(fā)育的巖層不宜采用。

5.洞室爆破法

洞室爆破法又稱豎井法、蛇穴法,系在巖石內(nèi)部開挖導(dǎo)洞(橫洞或豎井)和藥室進(jìn)行爆破。導(dǎo)洞截面一般為1m×1.5m(橫洞)或1m×1.2m或直徑1.2m(豎井),設(shè)單藥室或雙藥室(圖1.21)。橫洞截面小于0.6m×0.6m時稱蛇穴。藥室應(yīng)選擇在最小抵抗線W比較大的地方或整體巖層內(nèi),并離邊坡1.5m左右。按洞長度一般為5～7m,其間距為洞深的1.2～1.5倍。豎井深度一般為(0.9～1.0)H,a及b=(0.6～0.8)H,藥室應(yīng)在離底0.3～0.7m處,再開挖淺橫洞裝集中藥包。蛇穴底部即為藥室。導(dǎo)洞及藥室用人力或機(jī)械打炮孔爆破方法進(jìn)行,橫洞用輕軌小平板車出渣;豎井用卷揚(yáng)機(jī)、絞車或桅桿吊斗出渣。橫洞堵塞長度不應(yīng)小于洞高的3倍,堵塞材料用碎石和黏土(或砂)的混合物,靠近藥室處宜用黏土或砂土堵塞密實(shí)。

洞室爆破法操作簡單,爆破效果比炮孔法高,節(jié)約勞動力,出渣容易(對橫洞而言),鑿孔工作量少,技術(shù)要求不高,同時不受炸藥品種限制,可用黑火藥。但開洞工作量大,較費(fèi)時,排水堵洞較困難,速度慢,比藥壺法費(fèi)工稍多,工效稍低。適于六類以上的較大量的堅(jiān)硬石方爆破,豎井適于場地整平、基坑開挖松動爆破,蛇穴適于階梯高不超過6m的軟質(zhì)巖石或有夾層的巖石松爆。

1.3.2　爆破施工

水利工程施工中一般多采用炮眼法爆破。其施工程序大體為:炮孔位置選擇、鉆孔、制作起爆藥包、裝藥與堵塞、起爆等。

1.炮孔位置選擇

選擇炮孔位置時應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

(1)炮孔方向盡量不要與最小抵抗線方向重合,以免產(chǎn)生沖天炮。

(2)充分利用地形或利用其他方法增加爆破的臨空面,提高爆破效果。

(3)炮孔應(yīng)盡量垂直于巖石的層面、節(jié)理與裂隙,且不要穿過較寬的裂縫以免漏氣。

2.鉆孔

(1)人工打眼。人工打眼僅適用于鉆設(shè)淺孔。人工打眼有單人、雙人打眼等方法。打眼的工具有鋼桿、鐵錘和掏勺等。

(2)風(fēng)鉆打眼。風(fēng)鉆是風(fēng)動沖擊式鑿巖機(jī)的簡稱,如圖1.22所示。風(fēng)鉆按其應(yīng)用條件及架持方法,可分為手持式、柱架式和伸縮式等。風(fēng)鉆用空心鉆釬送入壓縮空氣將孔底鑿碎的巖粉吹出,稱為干鉆;用壓力水將巖粉沖出稱為濕鉆。國家規(guī)定地下作業(yè)必須使用濕鉆以減少粉塵,保護(hù)工人身體健康。

(3)潛孔鉆。潛孔鉆是一種回轉(zhuǎn)沖擊式鉆孔設(shè)備,如圖1.23所示,其工作機(jī)構(gòu)(沖擊器)直接潛入炮孔內(nèi)進(jìn)行鑿巖,故名潛孔鉆。潛孔鉆是先進(jìn)的鉆孔設(shè)備,它的工效高,構(gòu)造簡單,在大型水利工程中被廣泛采用。

3.制作起爆藥包

(1)火線雷管的制作。將導(dǎo)火索和火雷管聯(lián)結(jié)在一起,稱為火線雷管。制作火線雷管應(yīng)在專用房間內(nèi),禁止在炸藥庫、住宅、爆破工點(diǎn)進(jìn)行。制作時將非聚能穴的一端用手揉松,用專用的錐子(木、竹制的或銅制的)沿藥包中央長軸方向扎一個小孔,然后將起爆雷管全部插入(至少達(dá)雷管體長度2/3以上),用膠布或細(xì)繩捆扎好,如圖1.24所示。

(2)電雷管檢查。對于電雷管應(yīng)先作外觀檢查,把有擦痕、生銹、銅綠、裂隙或其他損壞的雷管剔除,再用爆破電橋或小型歐姆計(jì)進(jìn)行電阻及穩(wěn)定性檢查。為了保證安全,測定電雷管的儀表輸出電流不得超過50mA。如發(fā)現(xiàn)有不導(dǎo)電的情況,應(yīng)作為不良的電雷管處理。然后把電阻相同或電阻差不超過0.25Ω的電雷管放置在一起,以備裝藥時串聯(lián)在一條起爆網(wǎng)絡(luò)上。

(3)制作起爆藥包。起爆藥包只許在爆破工點(diǎn)于裝藥前制作該次所需的數(shù)量。不得先做成成品備用。制作好的起爆藥包應(yīng)妥善保管,不得震動,亦不得抽出雷管。

用電雷管起爆導(dǎo)爆索,由導(dǎo)爆索傳爆并起爆藥包,有三種方法:

(1)將導(dǎo)爆索直接綁扎在藥包上[圖1.25(a)],然后將它送入孔內(nèi)。

(2)起爆散裝炸藥。將導(dǎo)爆索的一端系一塊石頭或藥包[圖1.25(b)],然后將它下放到孔內(nèi),接著將散裝炸藥倒入。

(3)當(dāng)采用起爆藥柱時,將導(dǎo)爆索的一端綁扎在起爆藥柱露出的導(dǎo)爆索扣上。

4.裝藥、堵塞及起爆

(1)裝藥。在裝藥前首先了解炮孔的深度、間距、排距等,由此決定裝藥量。根據(jù)孔中是否有水決定藥包的種類或炸藥的種類。同時還要清除炮孔內(nèi)的巖粉和水分。在干孔內(nèi)可裝散藥或藥卷。在裝藥前,先用硬紙或鐵皮在炮孔底部架空,形成聚能藥包。炸藥要分層用木棍壓實(shí),雷管的聚能穴指向孔底,雷管裝在炸藥全長的中部偏上處。在有水炮孔中裝吸濕炸藥時,注意不要將防水包裝搗破,以免炸藥受潮而拒爆。當(dāng)孔深較大時,藥包要用繩子吊下,不允許直接向孔內(nèi)拋投,以免發(fā)生爆炸危險(xiǎn)。

(2)堵塞。裝藥后即進(jìn)行堵塞。對堵塞材料的要求是:與炮孔壁摩擦作用大,材料本身能結(jié)成一個整體,充填時易于密實(shí),不漏氣。可用1︰2的黏土粗砂堵塞,堵塞物要分層用木棍壓實(shí)。在堵塞過程中,要注意不要將導(dǎo)火線折斷或破壞導(dǎo)線的絕緣層。

(3)網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)和連接。實(shí)施這項(xiàng)工作時應(yīng)該十分認(rèn)真仔細(xì),要求網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)牢固、連接緊密、導(dǎo)電性能良好、絕緣可靠和符合設(shè)計(jì)要求。所有各類導(dǎo)線在連接之前必須短接(即短路),正式連接時將它打開,用砂紙或小刀擦凈或刮掉線芯上的氧化物和油污。如果采用的是單股導(dǎo)線,則多采用直線型連接法,如圖1.26所示。主線一般多采用多股芯線的膠皮線或電纜,連接時,先將導(dǎo)線的各股單線分別扳開成傘骨形,再將每根單線用砂紙或小刀擦凈和刮光,然后參差地相向合并,用鉗子將各根單線向合并的電線繞接,如圖1.27所示。

(4)導(dǎo)通和通電起爆。導(dǎo)通的目的是用導(dǎo)通儀來檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)和連接的質(zhì)量,以確保網(wǎng)絡(luò)通電后能順利地起爆。導(dǎo)通的原理是用導(dǎo)通儀測定整個網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)的某一局部的電阻值與設(shè)計(jì)計(jì)算的電阻值進(jìn)行比較,如果兩者相差太大,則證明網(wǎng)路中某部分發(fā)生了斷路、短路、漏連和漏電等毛病,因此要對網(wǎng)路進(jìn)行檢查和修正。

用來測量電爆網(wǎng)絡(luò)和電雷管電阻的導(dǎo)通儀必須是爆破專用的爆破線路電橋和爆破歐姆表,不能采用普通的電橋、歐姆表和萬能表等。