[科普中国]-石块爆孔

在山区，公路路基施工经常遇到石方工程。有些石方工程数量大、石质坚硬、工期长，故为路基的关键工程。爆破是石方路基最有效的方法，也可用于爆松冻土、淤泥，开采石料等。石方的开挖应根据岩石的类别、风化程度、节理发育程度和周围管线、建筑物等具体情况确定开挖方式。对于软石和强风化的岩石，能用机械直接开挖的均应采用机械开挖，也可以采用人工开挖。凡是不能使用机械或人工直接开挖的石方，则采用爆破施工。1

爆破作用原理爆破作用原理是药包点火后产生高温（2000～5000℃）、高压（1～1.5MPa）而发生冲击波（波速达1000m/s），使药包体积膨胀千倍以上，这种爆破足以使岩体破坏而产生碎裂。药包共有集中药包、延长药包和分集药包三种类型。

爆破冲击波由药包中心呈球面向外扩散，按其破坏程度大致分为四个作用圈。

（1）压缩圈。爆破能使介质粉碎，产生塑性变形，在药包周围形成空腔。

（2）抛掷圈。爆破能冲出岩石表面，介质在重力场下作弹道飞行，产生抛掷现象。介质产生抛掷的范围边界，称为抛掷圈。

（3）松动圈。抛掷圈以外爆炸力大为减弱，但岩石结构受到破坏而松动。大块岩石下落崩塌，小块石块经雨水和振动作用缓慢滑坍。

（4）振动圈。岩石受振动而未破坏的范围。1

炸药的种类炸药是一种化学性质不稳定的化学混合物，是一种受一定外力作用就能引起高速化学分解反应、产生大量的气体和热量，并能将其集中的能量在瞬间释放出来的物质。在爆破工程中主要分为起爆炸药和主要炸药。

起爆炸药是一种爆炸速度极高的烈性炸药，爆速可达2000～8000m/s，用以制造雷管。主要炸药指用以对岩石或其他介质进行爆炸的炸药，它的敏感性较低，要在起爆炸药强力的冲击下才能爆炸。1

常用的爆破方法爆破器材爆破器材包括炸药和引爆材料两类。

1．炸药

（1）黑火药：这是最常用的炸药，威力小。

（2）黄色炸药：又称TNT炸药，化学名为硝基甲苯，粉末状，不溶于水，冲击敏感性不大，需用雷管起爆。

（3）铵梯炸药：又称硝铵炸药，是TNT与硝酸铵及少量木粉的混合物。具有中等威力和一定敏感性，可用雷管安全起爆。

（4）胶质炸药：是硝化甘油与硝酸钠的混合物。有剧毒、易爆、不安全，爆炸威力大，使用时需格外小心。

2．引爆材料

有导火线（如鞭炮）和传爆线（用雷管起爆）。雷管有火雷管和电雷管。火雷管用导火线点火引爆，电雷管用电线通电引爆。

爆破方法常用的爆破方法一般包括中小炮和大爆破两类。小炮用药量在1t以下，主要包括钢钎炮、深孔爆破、裸露炮、药壶炮和猫洞炮。爆破方法的采用应根据石方集中程度、地形、地质条件及路基断面形状等具体情况决定。

（1）钢钎炮。钢钎炮是指炮眼直径和深度分别小于7cm和5m的爆破方法。用于工程分散、石方少的情况。

（2）深孔爆破。深孔爆破是指炮眼孔径大于75mm、深度在5m以上（一般深8～12m），使用延长药包的爆破方法，多用于石方数量较大且较集中的情况。

（3）裸露炮。裸露炮是将药包置于被炸体表面或经清理的石缝中，药包表面用草皮或稀泥覆盖，然后进行爆破。该法仅用于破碎孤石或大块岩石的二次爆破。

（4）药壶炮（葫芦炮）。药壶炮是指在炮眼底部用少量炸药经一次或多次烘膛，使炮眼底部扩大成药壶形（葫芦形），然后将炸药集中装入药壶中进行的爆破。葫芦炮炮眼较深（一般为5～7m），它适用于均匀致密黏土（硬土）、次坚石、坚石。对于炮眼深度小于2.5m，且节理发育的软石、地下水发育或雨季施工时，不宜采用。

（5）猫洞炮。猫洞炮是指炮眼直径为0.2～0.5m、深度为2～6m，炮眼成水平或略有倾斜，用集中药包进行的爆破方法。它适用于硬土、胶结良好的古河床、冰渍层、软石和节理发育的次坚石，坚石可利用裂隙修成导洞或药室，这种炮型对大孤石、独岩包等爆破效果较佳。

（6）微差爆破。两相邻药包或前后排药包以毫秒的时间间隔（一般为15～75ms）依次起爆，称为微差爆破，也称为毫秒爆破。多发一次爆破最好采用毫秒雷管。当装药量相等时其优点是：可减震1/3～2/3左右；前发药包为后发药包开创了临空面，从而加强了岩石的破碎效果；降低多排孔一次爆破的堆积高度，有利于挖掘机作业；由于逐发或逐排依次爆破，减少了岩石夹制力，可节省炸药20%，并可增大孔距，提高每米钻孔的炸落方量。根据断面形状和岩性，可采用不同的炮孔排列和起爆顺序。多排孔微差爆破是浅孔深孔爆破发展的方向。

（7）光面爆破和预裂爆破。光面爆破是在开挖限界的周边，适当排列一定间隔的炮孔，在有侧向临空面的情况下，用控制抵抗线和药量的方法进行爆破，使之形成一个光滑平整的边坡。

预裂爆破是在开挖限界处按适当问隔排列炮孔，在没有侧向临空面和最小抵抗线的情况下用控制药量的方法，预先炸出一条裂缝，使拟爆体与山体分开，作为隔震减震带，起保护和减弱开挖限界以外山体或建筑物的地震破坏作用，光面与预裂爆破后，在边坡壁上通常均留下半个炮孔的痕迹。1

爆破作业的施工程序（1）对爆破人员进行技术学习和安全教育。

（2）对爆破器材进行检查和试验。

（3）消除岩石表面的覆盖土及松散石层，确定炮型，选择炮位。

（4）钻眼或挖坑道、药室，装药及堵塞。

（5）敷设起爆网路。

（6）设置警戒。

（7）起爆。

（8）清理爆破现场（处理瞎炮，测定爆破效果等）。1

本词条内容贡献者为:

宋春霖 - 副教授 - 江南大学