第3章 爆破施工
重點內(nèi)容
爆破的基本原理和基本施工方法
難點內(nèi)容
理解爆破作用圈和爆破漏斗的概念；常用炸藥的種類及性能；控制爆破的主要施工技術(shù)；隧洞開挖和襯砌的施工程序與施工方法。
1.爆破的基本原理
爆炸氣體作用理論；
反射應力波作用理論；
爆炸氣體和反射應力波聯(lián)合作用理論。
2. 爆破作用圈的概念
假設(shè)爆破作用的介質(zhì)是無限的和均勻的。在這樣的介質(zhì)中埋設(shè)一個球形藥包(見圖3-1)。起爆后的沖擊波以藥包為中心，呈同心圓向四周傳播，可以按照介質(zhì)距藥包中心的遠近，分別形成不同狀態(tài)的同心圓球體。距球心越近，作用于介質(zhì)的壓力越大；越遠則壓力越小。由介質(zhì)的阻尼，使作用于介質(zhì)的壓力波逐漸衰減，直到全部消失。若沿球心切割一個平面，可將爆破作用的影響，劃分為壓縮圈(亦稱粉碎圈)、拋擲圈、松動圈、振動圈。
上述前三個圈的介質(zhì)在爆炸作用下，是起破壞性的塑性變形，因此在爆破工程中將壓縮圈、拋擲圈、松動圈合起來叫做破壞圈，其半徑稱為破壞半徑，或叫破壞作用半徑。
以上四個作用圈的劃分，只是根據(jù)藥包爆炸時產(chǎn)生的幾種現(xiàn)象歸納出來的，實際上很難定量地把各個作用圈的半徑劃分出來。由于土巖的性質(zhì)差異很大，藥包形狀不同，各作用圈的范圍相差也很懸殊，因此目前還只能是由經(jīng)驗判斷決定。
（詳見文字教材第134-135頁）
3. 爆破漏斗的概念
巖石在爆破作用下，形成一個漏斗似的倒立圓錐體。這個倒立的圓錐體，就稱之為爆破漏斗。
爆破漏斗的幾何參數(shù)
爆破作用指數(shù)與爆破漏斗分類
（詳見文字教材第136-137頁）
4. 什么叫爆炸？什么叫爆破？
爆炸，從廣義的角度來說，能量在瞬間釋放的現(xiàn)象都可稱之為爆炸。爆炸作用在一定的介質(zhì)中，使其發(fā)生變形和破壞，稱之為爆破。習慣上是把在空氣中的爆炸叫"爆炸"，在水和土巖介質(zhì)中的爆炸叫"爆破"。
（詳見文字教材第133頁及第206頁答案）
5. 炸藥的一般性質(zhì)
在人類利用炸藥的化學反應快，產(chǎn)生大量的熱和生成大量的高壓氣體等特點的同時，還應該在制造、運輸、保管和使用的過程中了解和掌握炸藥的一般性質(zhì)，以免發(fā)生意外事故。炸藥一般性質(zhì)主要有：
1）.炸藥的敏感度：炸藥在外界能的作用下，發(fā)生爆炸反應的難易程度，叫炸藥的敏感度。敏感度的高低，以引起炸藥爆炸所需的最小外界能量來表示。這個能量叫起爆能。所以敏感度越高，所需的起爆能越小。炸藥的敏感度包括：
(1)炸藥的熱感度：炸藥在熱能作用下起爆的難易程度，稱為熱感度，以爆燃點來爆燃點。
(2)炸藥的火焰感度：是指炸藥對火焰的敏感度。有些炸藥的爆燃點雖然高，如黑火藥為290~310℃，但在接觸火焰或火花時，很容易發(fā)火引起爆炸。因此，對火焰感度高的炸藥如黑火藥、無煙火藥等，應特別注意火焰的危險。
(3)炸藥的沖擊感度：是指炸藥對機械作用的敏感程度。沖擊能使炸藥局部加熱到炸藥的爆燃點而發(fā)生爆炸。因此要特別注意沖擊對炸藥的危險性。
(4)炸藥的起爆敏感度：通常以能引起爆炸的極限起爆藥量的大小來表示該炸藥的起爆敏感度。起爆藥量小，說明該炸（詳見文字教材第140頁）藥的起爆敏感度高。
2）.炸藥的安定性：炸藥在長期儲存中，保持其原有物理化學性質(zhì)不變的能力，稱為炸藥的安定性。
(1)物理安定性：主要取決于炸藥的物理性質(zhì)，對炸藥起主要影響的有：吸濕、結(jié)塊、揮發(fā)、滲油、老化、凍結(jié)和耐水等性能。
(2)化學安定性：主要取決于炸藥的化學性質(zhì)。硝基化合物炸藥是屬于化學安定性的炸藥種類，沒有雜質(zhì)的硝基化合物炸藥，可以貯存多年而不改變原有成分和炸藥性能。例如，梯恩梯的化學安定性特別高。
3）.炸藥的穩(wěn)定性：凡經(jīng)起爆的炸藥，若能以恒定不變的速度自始至終保持完整的爆炸反應，并使爆炸完全，稱為穩(wěn)定爆炸。否則會降低效果甚至拒爆。
（詳見文字教材第139-140頁）
6. 炸藥的爆炸性能
在一般情況下，炸藥的爆炸性能可以從以下幾個方面來闡明。
（1）.殉爆距離：它表示在水平地面炸藥的爆炸性能由一個藥卷爆炸后，可引起鄰近另一個藥卷爆炸的能力。國產(chǎn)2#巖石硝銨炸藥的殉爆距離為4~8cm；而銨油炸藥的殉爆距離僅為2~4cm。
（2）.爆炸速度：炸藥爆炸時沖擊波自始點至終點在單位時間內(nèi)的傳播速度，亦即炸藥的分解速度，叫做爆炸速度。炸藥的爆速一般在2000~7500m/s。
（3）.爆熱與爆溫：炸藥爆炸分解時所生成的熱量叫爆熱。一般炸藥的爆熱約600~1500kcal/kg。爆炸產(chǎn)物所能達到的溫度叫爆溫。通常可達1500~4500℃。
（4）.爆力：炸藥破壞一定量的介質(zhì)(土或巖)體積的能力，叫爆力，也就是炸藥對介質(zhì)的破壞威力。炸藥的爆力越大，破壞力就越強，破壞的范圍及體積就愈大。爆力的大小取決于爆炸時所產(chǎn)生的氣體與熱量多少，以及溫度的高低。
（5）.猛度：炸藥破壞一定量的介質(zhì)(土或巖)，并將此一定量的介質(zhì)破碎成細塊程度的能力，叫做猛度，也就是炸藥的猛烈程度。炸藥的猛度越大，破壞的巖石就愈碎。它與炸藥的爆速有關(guān)，爆速愈大猛度也愈大。
（6）.氧平衡：炸藥在爆炸分解時的氧化情況。如炸藥本身的含氧量恰好等于其中可燃物完全氧化時的需要量，炸藥爆炸后，生成二氧化碳和水，并放出大量的熱，這種情況就叫做零氧平衡。如含氧量不足，可燃物不能完全氧化，則產(chǎn)生有毒氣體一氧化碳，這種情況稱為負氧平衡。如含氧量過多，將放出的氮氧化成為有毒氣體二氧化氮，這種情況叫正氧平衡。無論是正氧平衡還是負氧平衡，都會帶來兩個害處：一是熱能量減少，炸藥威力降低，影響爆破效果；二是生成有毒氣體。
（詳見文字教材第140頁）
重點內(nèi)容
爆破的基本原理和基本施工方法
難點內(nèi)容
理解爆破作用圈和爆破漏斗的概念；常用炸藥的種類及性能；控制爆破的主要施工技術(shù)；隧洞開挖和襯砌的施工程序與施工方法。
1.爆破的基本原理
爆炸氣體作用理論；
反射應力波作用理論；
爆炸氣體和反射應力波聯(lián)合作用理論。
2. 爆破作用圈的概念
假設(shè)爆破作用的介質(zhì)是無限的和均勻的。在這樣的介質(zhì)中埋設(shè)一個球形藥包(見圖3-1)。起爆后的沖擊波以藥包為中心，呈同心圓向四周傳播，可以按照介質(zhì)距藥包中心的遠近，分別形成不同狀態(tài)的同心圓球體。距球心越近，作用于介質(zhì)的壓力越大；越遠則壓力越小。由介質(zhì)的阻尼，使作用于介質(zhì)的壓力波逐漸衰減，直到全部消失。若沿球心切割一個平面，可將爆破作用的影響，劃分為壓縮圈(亦稱粉碎圈)、拋擲圈、松動圈、振動圈。
上述前三個圈的介質(zhì)在爆炸作用下，是起破壞性的塑性變形，因此在爆破工程中將壓縮圈、拋擲圈、松動圈合起來叫做破壞圈，其半徑稱為破壞半徑，或叫破壞作用半徑。
以上四個作用圈的劃分，只是根據(jù)藥包爆炸時產(chǎn)生的幾種現(xiàn)象歸納出來的，實際上很難定量地把各個作用圈的半徑劃分出來。由于土巖的性質(zhì)差異很大，藥包形狀不同，各作用圈的范圍相差也很懸殊，因此目前還只能是由經(jīng)驗判斷決定。
（詳見文字教材第134-135頁）
3. 爆破漏斗的概念
巖石在爆破作用下，形成一個漏斗似的倒立圓錐體。這個倒立的圓錐體，就稱之為爆破漏斗。
爆破漏斗的幾何參數(shù)
爆破作用指數(shù)與爆破漏斗分類
（詳見文字教材第136-137頁）
4. 什么叫爆炸？什么叫爆破？
爆炸，從廣義的角度來說，能量在瞬間釋放的現(xiàn)象都可稱之為爆炸。爆炸作用在一定的介質(zhì)中，使其發(fā)生變形和破壞，稱之為爆破。習慣上是把在空氣中的爆炸叫"爆炸"，在水和土巖介質(zhì)中的爆炸叫"爆破"。
（詳見文字教材第133頁及第206頁答案）
5. 炸藥的一般性質(zhì)
在人類利用炸藥的化學反應快，產(chǎn)生大量的熱和生成大量的高壓氣體等特點的同時，還應該在制造、運輸、保管和使用的過程中了解和掌握炸藥的一般性質(zhì)，以免發(fā)生意外事故。炸藥一般性質(zhì)主要有：
1）.炸藥的敏感度：炸藥在外界能的作用下，發(fā)生爆炸反應的難易程度，叫炸藥的敏感度。敏感度的高低，以引起炸藥爆炸所需的最小外界能量來表示。這個能量叫起爆能。所以敏感度越高，所需的起爆能越小。炸藥的敏感度包括：
(1)炸藥的熱感度：炸藥在熱能作用下起爆的難易程度，稱為熱感度，以爆燃點來爆燃點。
(2)炸藥的火焰感度：是指炸藥對火焰的敏感度。有些炸藥的爆燃點雖然高，如黑火藥為290~310℃，但在接觸火焰或火花時，很容易發(fā)火引起爆炸。因此，對火焰感度高的炸藥如黑火藥、無煙火藥等，應特別注意火焰的危險。
(3)炸藥的沖擊感度：是指炸藥對機械作用的敏感程度。沖擊能使炸藥局部加熱到炸藥的爆燃點而發(fā)生爆炸。因此要特別注意沖擊對炸藥的危險性。
(4)炸藥的起爆敏感度：通常以能引起爆炸的極限起爆藥量的大小來表示該炸藥的起爆敏感度。起爆藥量小，說明該炸（詳見文字教材第140頁）藥的起爆敏感度高。
2）.炸藥的安定性：炸藥在長期儲存中，保持其原有物理化學性質(zhì)不變的能力，稱為炸藥的安定性。
(1)物理安定性：主要取決于炸藥的物理性質(zhì)，對炸藥起主要影響的有：吸濕、結(jié)塊、揮發(fā)、滲油、老化、凍結(jié)和耐水等性能。
(2)化學安定性：主要取決于炸藥的化學性質(zhì)。硝基化合物炸藥是屬于化學安定性的炸藥種類，沒有雜質(zhì)的硝基化合物炸藥，可以貯存多年而不改變原有成分和炸藥性能。例如，梯恩梯的化學安定性特別高。
3）.炸藥的穩(wěn)定性：凡經(jīng)起爆的炸藥，若能以恒定不變的速度自始至終保持完整的爆炸反應，并使爆炸完全，稱為穩(wěn)定爆炸。否則會降低效果甚至拒爆。
（詳見文字教材第139-140頁）
6. 炸藥的爆炸性能
在一般情況下，炸藥的爆炸性能可以從以下幾個方面來闡明。
（1）.殉爆距離：它表示在水平地面炸藥的爆炸性能由一個藥卷爆炸后，可引起鄰近另一個藥卷爆炸的能力。國產(chǎn)2#巖石硝銨炸藥的殉爆距離為4~8cm；而銨油炸藥的殉爆距離僅為2~4cm。
（2）.爆炸速度：炸藥爆炸時沖擊波自始點至終點在單位時間內(nèi)的傳播速度，亦即炸藥的分解速度，叫做爆炸速度。炸藥的爆速一般在2000~7500m/s。
（3）.爆熱與爆溫：炸藥爆炸分解時所生成的熱量叫爆熱。一般炸藥的爆熱約600~1500kcal/kg。爆炸產(chǎn)物所能達到的溫度叫爆溫。通常可達1500~4500℃。
（4）.爆力：炸藥破壞一定量的介質(zhì)(土或巖)體積的能力，叫爆力，也就是炸藥對介質(zhì)的破壞威力。炸藥的爆力越大，破壞力就越強，破壞的范圍及體積就愈大。爆力的大小取決于爆炸時所產(chǎn)生的氣體與熱量多少，以及溫度的高低。
（5）.猛度：炸藥破壞一定量的介質(zhì)(土或巖)，并將此一定量的介質(zhì)破碎成細塊程度的能力，叫做猛度，也就是炸藥的猛烈程度。炸藥的猛度越大，破壞的巖石就愈碎。它與炸藥的爆速有關(guān)，爆速愈大猛度也愈大。
（6）.氧平衡：炸藥在爆炸分解時的氧化情況。如炸藥本身的含氧量恰好等于其中可燃物完全氧化時的需要量，炸藥爆炸后，生成二氧化碳和水，并放出大量的熱，這種情況就叫做零氧平衡。如含氧量不足，可燃物不能完全氧化，則產(chǎn)生有毒氣體一氧化碳，這種情況稱為負氧平衡。如含氧量過多，將放出的氮氧化成為有毒氣體二氧化氮，這種情況叫正氧平衡。無論是正氧平衡還是負氧平衡，都會帶來兩個害處：一是熱能量減少，炸藥威力降低，影響爆破效果；二是生成有毒氣體。
（詳見文字教材第140頁）