無管爆破技術(shù)分析論文

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摘要：本文根據(jù)石匠施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)無管爆破的施工流程進(jìn)行施工實(shí)驗(yàn)，初步論證其定向、造孔、裝藥、封孔的過程和方法。

關(guān)鍵詞：無管爆破施工技術(shù)

引言：本文根據(jù)石匠施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)無管爆破的施工流程進(jìn)行施工實(shí)驗(yàn)，初步論證其定向、造孔、裝藥、封孔的過程和方法。

1概述

1.1起源

在川北的農(nóng)村，修房造屋通常使用石板作房屋正面的主要裝飾材料。十余年前，聰明的石匠在開采條石、石板的過程中，發(fā)明了這種技術(shù)，經(jīng)過多年的施工改進(jìn)，這種技術(shù)在工程施工中也得到越來越多的應(yīng)用。

1.2特點(diǎn)

無管爆破是一種不采用雷管起爆的弱控制爆破，利用火藥或硝銨炸藥按設(shè)定方向爆開爆破對(duì)象。爆破具有可控性好、成型精度高、基本不產(chǎn)生飛石、對(duì)周圍建筑物無影響的特點(diǎn)。

特別是開采石料板材，開采面平整光滑、線形平直。

其與有管爆破相比較，主要是開采的石材面在炮孔處不容易大塊掉碴，更容

易控制成型精度，在爆破時(shí)基本不產(chǎn)生飛石，安全性好。

1.3適用范圍

無管爆破實(shí)際上是利用特殊起爆藥包引燃黑火藥或硝銨炸藥，產(chǎn)生強(qiáng)氣流撕裂爆破對(duì)象。所以要求爆破對(duì)象整體性好，沒有一點(diǎn)漏氣縫隙；巖石越脆硬爆破效果越好。

目前施工主要是應(yīng)用于爆破體積小、建筑物密集處的施工，如開采石板材、條石、撤除建筑物附近的孤石等；也可用于混凝土工程。

目前施工的炮孔深度最大在4m左右，更大深度的施工尚須進(jìn)一步試驗(yàn)論證。

2爆破器材

2.1黑火藥

黑火藥是由硝酸鉀、硫磺、木炭組成的混合物，其配合比例為0.75:0.10:0.15，其化學(xué)反應(yīng)原理是：2KNO3+3C+S→N2↑+3CO2↑+K2S。它對(duì)沖擊和摩擦的敏感性高，易溶于水，受潮后即不能使用。

黑火藥是一種緩性炸藥，其猛度小，是最好的無管爆破材料。

2.2炸藥

使用2號(hào)巖石硝銨炸藥或2號(hào)露天硝銨炸藥。其性能參數(shù)見下表；

炸藥性能表

炸藥品種

2號(hào)巖石硝銨炸藥

2號(hào)露天硝銨炸藥

性

能

水分（不大于1%）

0.3

0.5

密度（g/cm³）

0.9~1.0

0.85~1.10

猛度（不小于mm）

12

8

爆力（不小于mL）

320

250

殉爆

（cm）

浸水前不小于

5

3

浸水后不小于

爆速（m/s）

3600

3525

2.3起爆器材

起爆藥包僅采用導(dǎo)火索制作而成，不用其它材料，導(dǎo)火索的技術(shù)指標(biāo)見下表；

導(dǎo)火索技術(shù)指標(biāo)

組成

導(dǎo)火索由索殼和藥芯構(gòu)成，索殼一般由棉線、紙條、瀝青繞成

外徑

5.2~5.8mm，藥芯直徑不小于2.2mm

燃速

100~125s/m

延米燃燒時(shí)間差

同批每米燃燒時(shí)間差不大于15s

噴火長度

不小于50mm

浸水

在1m深水中，浸泡4h后燃速與燃燒性能不變

3施工工藝流程

無管爆破的施工流程是：

3.1定向

在造孔前先根據(jù)爆破目的確定爆破方向，爆破方向不受爆破對(duì)象紋理制約。按確定的爆破方向刻劃方向線，也就是預(yù)先設(shè)定的爆破分裂線。如僅是為破碎爆破對(duì)象，則不需定向。

3.2造孔

3.2.1造孔機(jī)械及器具

造孔可采用潛孔鉆、YT28手風(fēng)鉆和石工用的手錘鉆子；設(shè)定方向采用扁鉆開口，扁鉆頭部寬度比孔徑寬5~6mm，兩側(cè)厚度為2mm~3mm

3.2.2孔深及孔徑確定

炮孔孔深根據(jù)爆破對(duì)象確定，一般單孔孔深為石料在炮孔軸線方向上的高度或長度的0.7~0.8倍，目前應(yīng)用的炮孔最大深度在4m左右。多孔布置其爆破孔孔深與單孔孔深一樣確定，隔離孔要穿透爆破對(duì)象。

根據(jù)施工的目標(biāo)物大小、硬度及使用黑火藥或硝銨炸藥的不同，造孔孔徑采用30~100mm不等，石頭面積大、硬度小、使用黑火藥，則孔徑采用較大值。

3.2.3炮孔布置

炮孔布置是根據(jù)爆破對(duì)象的大小和設(shè)計(jì)開口方向確定。不管單孔或多孔，有方向要求的，其炮孔均要布置于爆破方向線上，并且定向開口也位于方向線上。有方向要求的炮孔，其最小抵抗線要大于爆破方向上的長度，最好在3m范圍內(nèi)。

單孔布置：炮孔布置在設(shè)計(jì)方向線的中點(diǎn)，并且炮孔要位于設(shè)計(jì)開裂面上，單孔布置又有單孔單向和單孔雙向，分別見下圖01、圖02所示。

圖01單孔單向布置示意圖

圖02單孔雙向布置示意圖

多孔布置：爆破對(duì)象較大時(shí)，爆破方向線長度大于6.0m以上時(shí)，采用多孔布置爆破，先把其分解為兩部分后再進(jìn)一步分解。其布置見圖03，圖中隔離孔要穿透爆破對(duì)象。

圖03多孔布置示意圖

3.3制作起爆藥包

由于起爆藥包是用導(dǎo)火索制作而成，其防潮能力低，并且不方便保存；所以起爆藥包都是在現(xiàn)場(chǎng)加工。

取一段導(dǎo)火索，其長度L=孔深H+30~40cm。兩端固定并在一端褪20cm左右的棉紗和瀝青紙條，注意在褪的過程中不能松動(dòng)藥芯、不要損壞瀝青紙條、不要扯斷棉線。

兩手捏藥芯的兩端，按藥芯繞線方向擰轉(zhuǎn)至其快打結(jié)止，回折纏繞打結(jié)，并用力拉緊；用褪開的瀝青紙包裹藥芯結(jié)，再用棉線捆綁結(jié)實(shí)。并用工具輕輕把導(dǎo)火索擊扁，以便封孔時(shí)不破壞導(dǎo)火索。

多孔爆破要保證其爆破按順序從一側(cè)到另一側(cè)，起爆藥包在制作時(shí)，外露長度根據(jù)燃速依次增加。

3.4裝藥

3.4.1裝藥量

在實(shí)際施工中，爆破孔采用集中裝藥；其裝藥量根據(jù)爆破對(duì)象的硬度、大小及使用硝銨炸藥或黑火藥確定，以重量計(jì)。一般石頭越硬、越小，使用的藥量越少，使用硝銨炸藥的量小于使用黑火藥的量。由于硝銨炸藥的威力遠(yuǎn)大于黑火藥，對(duì)于很軟的巖石及俗稱“沙包石”的巖石，只能使用黑火藥，而不能采用硝銨炸藥，否則爆破后的成品不能成型。

使用硝銨炸藥一般裝藥量為（80~120g/m）×H（m）×孔徑（mm）/25mm，使用黑火藥則用量為硝銨炸藥用量的2～4倍（按重量計(jì)）。

3.4.2裝藥方法

炮孔清理完成無積水后，先裝30%的用藥量，用硬質(zhì)光潔的小木棍輕輕搗筑兩下；再放入起爆藥包，讓導(dǎo)火索垂直貼在孔壁上（但不能貼在開口槽內(nèi)）；最后把剩余的炸藥裝進(jìn)孔內(nèi)，用硬質(zhì)光潔的小木棍稍用力搗筑幾下。

裝藥結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示：

圖4多孔布置裝藥結(jié)構(gòu)示意圖

3.5堵塞封孔

裝藥完成后，用干燥細(xì)米石堵塞剩余部分炮孔，邊放細(xì)米石邊用手錘擊鐵棍用力搗筑，直至完成。

在堵塞過程中，注意導(dǎo)火索不能貼在開口槽內(nèi)，要保持導(dǎo)火索垂直不彎折，并注意不搗筑導(dǎo)火索，以免導(dǎo)火索受力折斷，造成盲炮。

3.6引爆

點(diǎn)燃導(dǎo)火索引爆；為保證安全，在點(diǎn)燃導(dǎo)火索后，施工人員撤離現(xiàn)場(chǎng)，待爆破后進(jìn)入。對(duì)于多孔爆破布置，其爆破要從一側(cè)到另一側(cè)依次起爆，一般是從爆破對(duì)象外邊緣開始的起爆順序。

3.7盲炮處理

如果爆破材料合格，爆破對(duì)象沒有漏氣空隙，在裝藥封孔時(shí)不出現(xiàn)導(dǎo)火索折斷破裂，則都能夠穩(wěn)定傳爆，爆破不會(huì)出現(xiàn)盲炮。

在實(shí)際施工中，由施工原因或?qū)Ρ茖?duì)象有無裂縫判斷失誤，出現(xiàn)盲炮后，采用水淘方式進(jìn)行處理，即加水洗并人工搗松，由于沒使用雷管并且起爆藥包僅是一段導(dǎo)火索，在處理的時(shí)候是很安全的。

如果是施工原因造成的盲炮，則按施工流程重新進(jìn)行一遍即可，但如是由于有裂縫，則只有放棄，采用其它方式進(jìn)行爆破。

4爆破效果

無管爆破主要是應(yīng)用在開采條石、石板材、建筑物附近的石方爆破及其它不能采用雷管爆破的部位等，現(xiàn)在在公路、堤防、房建等工程開山取石過程中應(yīng)用較多，其爆破無飛石、開采的條石整齊、開采面平整光潔，其效果可達(dá)到比光面爆破和預(yù)裂爆破效果還好的程度。

5結(jié)束語

在使用合格材料的前提下，無管爆破成敗的關(guān)鍵是制作符合要求的起爆藥包、爆破對(duì)象沒有漏氣縫隙和堵塞封孔要緊密不漏氣。

由于在農(nóng)村條件有限，無管爆破施工基本上都是根據(jù)石匠施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，難以根據(jù)爆破對(duì)象的強(qiáng)度、硬度、體積大小等指標(biāo)，確定施工爆破參數(shù)。本人水平有限，錯(cuò)誤在所難免，請(qǐng)專家同仁指正。

參考文獻(xiàn)：

《水利水電工程施工手冊(cè)》編委會(huì).水利水電工程施工手冊(cè)第二卷.北京：中國電力出版社，2002：2-8