工作任务一 岩基明挖

【引例】三峡水利枢纽岩石地基开挖工程。三峡工程坝址岩石主要为震旦纪闪云斜长花岗岩，根据其风化程度自上而下分为全风化、强风化、弱风化和微风化4个风化带。大坝建基面以微、新岩体为主，部分利用弱风化下部岩体，该建基面以上的岩石需要开挖，开挖总量为2830万m3，大坝建基面平整度按20cm控制，覆盖层开挖采用推土机集料、反铲挖装、自卸汽车装运；岩石开挖综合运用爆破技术进行开挖施工。

一、爆破方法选择

岩石地基的爆破开挖，如何合理选择爆破方法，对于开挖的成本、工期以及开挖质量有着重要影响。

（一）爆破原理及分类

炸药爆炸属于化学反应。炸药被引爆后，在瞬间发生化学分解，使炸药本身具有的化学能很快转成热能、机械能和其他能，并产生高温、高压的气体，对介质产生极大的冲击压力，以波的形式向四周传播（图2-1）。在空气中传播时称为冲击波，在岩土中传播时称为地震波。而爆破是利用炸药爆炸所释放的能量，使周围介质改变或破坏的过程。

1.有限介质中的爆破

有限介质中的爆破是指药包的埋设深度不大，爆破作用受到临空面的影响。

当药包在均匀有限介质中爆破时，会形成爆破漏斗，当药包埋设较浅，爆破后将形成以药包中心为顶点的倒圆锥形爆破坑，称为爆破漏斗（图2-2）。

爆破漏斗的形状多种多样，随着岩土性质、炸药的品种性能和药包大小及药包埋置的深度等不同而变化。

爆破漏斗的几何参数有：①最小抵抗线长度，药包中心至临空面的最短距离W；②爆破漏斗底半径，即漏斗在临空面上的半径r；③爆破作用半径，即药包中心到漏斗底边缘的距离R；④可见漏斗深度，经爆破后所形成的坑槽深度P；它与爆破作用指数大小、炸药的性质、药包的排数、爆破介质的物理性质、地面坡度有关；⑤爆破作用指数n，指爆破漏斗底半径r与最小抵抗线长度W的比值。

由爆破作用指数n的大小可判断爆破作用性质及岩石抛掷的远近程度，也是计算药包量、决定漏斗大小和药包距离的重要参数。一般用n来区分不同爆破漏斗、划分不同爆破类型。

（1）当n=1，r=W时，称为标准抛掷爆破。

（2）当n＞1，r＞W时，称为加强抛掷爆破。

（3）当0.75＜n＜1，r＜W时，称为减弱抛掷爆破。

（4）当0.33＜n≤0.75时，称为松动爆破。

（5）当n＜0.33时，称为隐藏式爆破，临空面不能被破坏，只是药包周围岩石被炸碎，如药壶爆破。

2.爆破的分类

爆破可按爆破规模、凿岩情况、爆破要求等的不同进行分类。

（1）按爆破规模可分为小爆破、中爆破和大爆破。

（2）按凿岩情况可分为浅孔爆破、深孔爆破、药壶爆破、洞室爆破和二次爆破。

（3）按爆破要求可分为压缩爆破、松动爆破、标准抛掷爆破、加强抛掷爆破及定向爆破、光面爆破、预裂爆破、特殊物爆破（冻土、冰块等）。

（二）爆破材料

1.炸药的基本性能

（1）爆速。爆速指炸药爆炸时的分解速度。炸药的爆速一般为2000～75000m/s。爆速的测定方法有导爆索法、电测法和高速摄影法。

（2）猛度。猛度指炸药爆炸瞬间产生的爆轰波和爆炸气体产物直接对与其接触的固体介质局部产生破碎的能力。爆速的高低决定猛度的大小，爆速愈高，猛度愈大，爆炸直接破碎的作用愈强。测量炸药猛度的方法是铅柱压缩法。

（3）爆力。爆力指炸药爆炸所产生的冲击波和爆轰气体，作用于介质内部，对介质产生压缩、破坏和抛移的能力。它的大小与炸药爆炸时释放的能量大小成正比，炸药的爆热愈高，生成气体量愈多，爆力也就愈大。测定炸药爆力的方法常用铅柱扩孔法和爆破漏斗法。

（4）安定性。炸药的安定性指炸药在长期储存中，保持其原有物理化学性能不变的能力。它包括物理安定性与化学安定性两个方面。物理安定性主要是指炸药的吸湿性、挥发性、可塑性、机械强度、结块、老化、冻结、收缩等。物理安定性的大小，取决于炸药的物理性质。炸药化学安定性的大小，取决于炸药的化学性质及常温下化学分解速度的大小，特别取决于储存温度的高低。

（5）敏感度。炸药在外界能量作用下起爆的难易程度称为该炸药的敏感度。不同的炸药起爆所需的外能是不一样的。炸药起爆所需的外能越小，炸药的敏感度越高；起爆所需的外能越大，该炸药的敏感度越低。外界能量主要指热能、光能、机械能、冲击能等。炸药对于不同形式的外能作用所表现的敏感度是不一样的，根据起爆能的不同，炸药的敏感度可分为热敏感度、机械敏感度、起爆敏感度。影响炸药敏感度的因素有温度、炸药颗粒度、炸药密度、炸药物理状态与晶体形态。

（6）殉爆。炸药爆炸时引起与它不相接触的邻近炸药爆炸的现象叫殉爆。两药包能互相引起爆炸的最大距离叫殉爆距离。殉爆距离的大小，取决于主发药包的重量、威力、装药密度、直径、爆轰传递方向和药卷放置方向等。

（7）氧平衡。氧平衡是指炸药在爆炸分解时的氧化情况。如果炸药中的氧恰好等于其中可燃物完全氧化所需的氧量，即产生CO2和H2O，并释放大量的热，这种情况称为零氧平衡；若含氧量不足，可燃物不能完全氧化，且产生有毒的CO气体，此时称为负氧平衡；若含氧量过多，将炸药所放出的氮氧化成有害气体NO2，称为正氧平衡。

2.炸药分类

按炸药组成分类可分为单质炸药和混合炸药。单质炸药自身能迅速发生氧化还原反应，这类炸药如TNT（三硝基甲苯）、黑索金、硝化甘油等，单质炸药大多用于做混合炸药的主要成分或雷管、导爆索装药，很少单独直接用来进行爆破作业。混合炸药是指两种或两种以上成分按比例所组成的混合物，组成混合炸药的成分既可以含单质炸药，也可以不含单质炸药，但应含氧化剂和可燃剂。

按炸药的用途分类可分为起爆药、猛炸药和火药等。起爆药主要用于制造雷管和导爆索来引爆其他工业炸药，对外界作用特别敏感；猛炸药具有较大的稳定性，机械敏感度较低，工程中常用雷管、导爆索等起爆器材将其引爆；火药在火化作用下，能引起燃烧或爆炸，可用来做点火药和延期药。

3.起爆器材

（1）雷管。

1）火雷管。即普通雷管，由管壳、正副起爆药和加强帽三部分组成，如图2-3所示。在管沟开口一端插入导火索，引爆后，火焰使正起爆药爆炸，最后引起副起爆药爆炸。火雷管具有结构简单，生产效率高，使用方便、灵活，价格便宜，不受各种杂电、静电及感应电流的干扰等优点。但由于导火索在传递火焰时，难以避免速燃、缓燃等致命弱点，在使用过程中爆破事故多，因此使用范围和使用量受到很大限制。

2）电雷管。通电发火引爆的雷管称为电雷管。电雷管分即发、延发和毫秒微差三种。

即发电雷管是由火雷管和一个发火元件组成的，其结构如图2-4所示。当接通电源后，电流通过桥丝发热，使引火药头发火，导致整个雷管爆轰。

普通延发电雷管是雷管通电后，间隔一定时间才起爆的电雷管。延期时间有半秒或秒，延期时间是用精制导火索段或延期药来达到的，延期时间由其长度、药量和延期药配比来调节。秒或半秒延发电雷管的结构如图2-5、图2-6所示，该雷管主要用于基建和隧道掘进、采石、土方开挖等爆破作业中，在有瓦斯和煤尘爆炸危险的工作面不准使用延发电雷管。

毫秒微差电雷管在爆破工作中作用越来越大。它对降低爆破地震、保护边坡、控制飞石等起了很好的作用，对于控制爆破、保护地基的基础也起了重要作用。毫秒微差电雷管正在向高精度、多段数、多品种、多系列的方向发展，同时还要求它能抗静电、抗杂静电、耐高温、抗深水，以满足各种特殊要求的爆破需要。

3）无起爆药雷管。有起爆药雷管的起爆药在生产过程中排出大量的有毒废水，处理困难，严重污染环境，危害人们身体健康，且在雷管生产、使用及运输过程中比较危险。无起爆药雷管用专用的点火药及PENT药分别取代起爆药和过渡药，是目前先进、安全的雷管。

无起爆药雷管的冲击敏感度低于普通电雷管，耐火性能比普通雷管要好。由于其结构简单，操作使用安全，可与普通雷管同样对待。

4）电子雷管。电子雷管只需一个段别的雷管，采用数值电路板进行延时，延时误差可控制在±1ms，如图2-7所示。

（2）导火索。导火索是用来起爆火雷管和黑火药的起爆材料，用于一般爆破工程，不宜用于有瓦斯或矿尘爆炸危险的作业面。它是用黑火药做芯药，用麻、棉纱和纸做包皮，外面涂有沥青、油脂等防潮剂，如图2-8所示。导火索不得受潮、浸油、折断，燃烧过程中不得有断火、透火、外壳燃烧、速燃、缓燃、爆燃等现象发生。

导火索的燃烧速度有两种：正常燃烧速度为100～120m/s，缓燃速度为180～210m/s，喷火强度不低于50mm。

（3）导爆索。导爆索（图2-9）是用强度大、爆速高的单质猛炸药黑索金等作为药芯，以棉线、纤维及防潮材料包缠成索状的起爆及传爆材料。经雷管引爆后，导爆索可直接引爆炸药、塑料导爆管及其他导爆索，也可单独作为爆破能源。水利水电工程中的预裂爆破及光面爆破均采用导爆索来传爆炸药。

导爆索外径4.8～6.2mm，爆速不低于6500m/s，抗拉强度不小于3kN，用火焰点燃时不爆燃、不起爆；2m长的导爆索能完全起爆一个200g的压装TNT药块，用8号雷管起爆时能安全起爆。

（4）导爆管。导爆管是一种半透明的具有一定强度和韧性、耐温、不透水的塑料管起爆材料，见图2-10所示。在塑料软管内壁涂薄薄一层胶状高性能混合炸药。导爆管难以点燃，必须用雷管或起爆枪引爆。其具有抗火、抗电、抗冲击、抗水以及导爆安全等特性。

（三）爆破的基本方法

1.裸露爆破法

裸露爆破法又称表面爆破法，是将药包直接放置于岩石的表面进行爆破，药包放在块石或孤石的中部凹槽或裂隙部位，为提高爆破效果，表面药包底部可做成集中爆破穴，药包上护以草皮或是泥土、砂子，用电雷管或导爆索起爆，如图2-11所示。该法不需钻孔设备，操作简单迅速，但炸药消耗量大，碎石飞散较远，适于地面上大块岩石、大孤石的二次破碎等。

2.孔眼爆破法

根据钻孔孔径的大小和孔眼的深度可分为浅孔爆破法和深孔爆破法。浅孔爆破炮孔深度小于5m，孔径小于75mm；深孔爆破法孔深大于5m，孔径大于75mm。炮孔下部装药，上部堵塞，装延长药包进行爆破。前者适用于各种地形条件和工作面的情况，有利于控制开挖面的形状和规格，使用的钻机机具较简单，操作方便，但生产效率低，孔耗大，不适合大规模的爆破工程。后者可弥补前者的缺点，适合于料场和基坑规模大、强度高的采挖工作。

布置炮孔时，充分利用地形，尽量利用和创造临空面，提高爆破效果；炮孔应尽量垂直于岩石的层面、节理与裂隙，且不要穿过较宽的裂缝以免漏气；为提高爆破效果，炮孔方向不要与最小抵抗线方向重合；采用阶梯开挖法，如图2-12所示，有利于提高爆破效果，降低成本，也便于组织钻孔、装药、爆破和出渣的平行流水作业，避免干扰，加快进度。

3.药壶爆破法

药壶爆破法又称葫芦炮、坛子炮，是在普通浅孔或深孔炮孔底先放入少量的炸药，经过一次至数次爆破，扩大成近似圆球形的药壶（图2-13）。然后装入一定数量的炸药进行爆破。

药壶爆破法容纳炸药较多且集中，爆破的方量较大，所爆破岩石块度不均，需要进行二次爆破。它适用于缺乏大直径钻孔机械，造孔力量薄弱，爆破量大的中等坚硬岩石。

4.洞室爆破法

洞室爆破法（图2-14）通常也称为大爆破。它是先开挖导洞和药室，在药室中装入大量炸药组成的集中药包，一次可以爆破大量石方。洞室爆破法可以进行松动爆破或定向爆破。导洞有平洞及竖井两种形式，平洞施工方便，利于通风、排水，应优先选用。药室的容积按装药量计算，一个导洞往往有两个或三个药室，药室与药室间的距离为最小抵抗线的0.8～1.2倍。

洞室爆破的起爆一般采用混合连接（即并串联或串并联）电力起爆，并另配以传爆线路，以保证起爆。起爆体是在方形木箱内装优质炸药10～25kg，炸药内设置雷管束，雷管束为若干电雷管用布带捆扎在一起。起爆体装在炸药中间，装好后立即用黄土和细石渣将导洞堵塞。操作简单，爆破效果比炮孔法高，节约劳力，凿孔工作量少，技术要求不高，同时不受炸药品种限制，可用黑火药。但开洞工作量大，较费时，排水堵洞较困难，速度慢，比药壶法费工稍多，工效稍低。

洞室爆破法适于六类以上的较大量的坚硬石方爆破；竖井适于场地整平、基坑开挖松动爆破；平洞适于阶梯高不超过6m的软质岩石或有夹层的岩石松爆。

5.改善爆破效果的方法和措施

（1）合理利用或创造人工临空面。实践证明，充分利用多面临空的地形，或人工创造多面临空的自由面，有利于降低爆破的单位耗药量。当采用深孔爆破时，增加梯段高度或用斜孔爆破，均有利于提高爆效。

（2）采用毫秒微差挤压爆破。毫秒微差挤压爆破是利用孔间微差迟发不断创造临空面，使岩石内的应力波与先期产生残留在岩体内的应力相叠加，从而提高爆破的能量利用率。在深孔爆破中可降低单位耗药量15%～25%，且使超径大块料降低到1%以下。

（3）分段装药爆破。常规孔眼爆破，药包位于孔底，爆能集中，爆后块度不匀。为改善爆效，沿孔长分段装药，使爆能均匀分布，且增长爆压作用时间。图2-15为分段装药示意图，常见形式有竹节炮、竹节坛子炮等。

（4）采用不耦合装药。药包和孔壁（洞壁）间留一定空气间隙，形成不耦合装药结构。由于药包四周存在空隙，降低了爆炸的峰压，从而降低或避免了过度粉碎岩石，同时使爆压作用时间增长，从而增大了爆破冲量，提高了爆破能量利用率。炮孔直径与药包直径的比值称为不耦合系数。

（5）保证堵塞长度和堵塞质量。实践证明，当其他条件相同时，堵塞良好的爆破效果及能量利用率较堵塞不良的可以成倍提高。

（四）控制爆破技术

控制爆破是为达到一定预期目的的爆破，如定向爆破、预裂爆破、光面爆破、岩塞爆破、毫秒微差控制爆破、拆除爆破等。

1.定向爆破

定向爆破是一种加强抛掷爆破，即在一定的条件下，使爆破的介质朝着预定的方向集中抛掷，达到堆筑成堆石坝或开挖成一定断面渠道的目的。

定向爆破主要是使抛掷爆破最小抵抗线方向符合预定的抛掷方向，并且在最小抵抗线方向事先造成定向坑，利用空穴聚能效应，集中抛掷，这是保证定向的主要手段。造成定向坑的方法，在大多数情况下，都是利用辅助药包，让它在主药包起爆前先爆，形成一个起定向坑作用的爆破漏斗。如果地形有天然的凹面可以利用，也可不用辅助药包。图2-16是用定向爆破堆筑堆石坝和定向爆破开挖渠道的情形。

使用定向爆破筑坝和挖渠可以大量节约劳动力，缩短工期，减少投资。

定向爆破还可用于建筑物拆除工程等，如图2-17所示。

2.预裂爆破

预裂爆破是一种常用于大劈坡和开挖深槽、控制设计边线的爆破。即沿设计的开挖边线，钻一排预裂炮孔，在开挖区未爆之前先行爆破，从而获得一条预裂缝，如图2-18所示。该预裂缝在主体爆破中能保护保留区免受爆破应力波的影响。

预裂爆破的主要技术措施：

（1）炮孔直径一般为50～200 mm，对深孔宜采用较大的孔径。

（2）炮孔间距宜为孔径的8～12倍，坚硬岩石取小值。

（3）不耦合系数（炮孔直径d与药卷直径d0的比值）建议取2～4，坚硬岩石取小值。

（4）线装药密度一般取250～400g/m。

（5）药包结构形式，目前较多的是将药卷分散绑扎在传爆线上（图2-19）。分散药卷的相邻间距不宜大于50cm和不大于药卷的殉爆距离。考虑到孔底的夹制作用较大，底部药包应加强，为线装药密度的2～5倍。

（6）装药时距孔口1m左右的深度内不要装药，可用粗砂填塞，不必捣实。填塞段过短，容易形成漏斗，过长则不能出现裂缝。

3.光面爆破

光面爆破是一种用于洞挖作业的控制爆破，即能使爆裂面光滑平顺，超、欠挖均很少，能近似形成设计轮廓要求的爆破。它与预裂爆破的不同之处在于光面爆孔的爆破在开挖主爆孔的药包爆破之后进行，如图2-20所示。爆破基本顺序是：掏槽炮孔→崩落炮孔→周边炮孔。光面爆破的特点是孔径小、孔距密、装药少、同时起爆。由于孔距很密而且同时起爆，相邻孔互相起聚能作用，开挖面即沿炮孔间连线出现。因孔径小、装药少，故能获得较平顺的开挖面（图2-21）。

光面爆破主要技术措施如下：

（1）炮孔直径宜在50mm以下。

（2）炮孔间距约等于16倍炮孔直径。

（3）孔距与最小抵抗线W之比宜为0.75～0.95，W值应控制在0.8m内。

（4）边孔装药量与装药密度应加以限制，比一般爆破用药量少1/2以上。

（5）边孔是在正常装药的松动药包爆破以后才起爆的，边孔应该使用传爆线或即发雷管，保证同时起爆。

与普通爆破方法相比，光面爆破的钻孔长度和炸药用量都有所增加，但由于开挖面平顺、裂缝小，所以临时支撑、灌浆和衬砌工程量将相应减少，并可省去对超、欠挖部分进行回填和二次爆破。总体来说，对工程质量、工期和造价都是有利的。

4.岩塞爆破

岩塞爆破是一种水下控制爆破。在已成水库或天然湖泊内取水发电、灌溉、供水或泄洪时，为修建隧洞的取水工程，避免在深水中建造围堰，采用岩塞爆破是一种经济而有效的方法。它的施工特点是先从引水隧洞出口开挖，直到掌子面到达库底或湖底附近，然后预留一定厚度的岩塞，待隧洞和进口控制闸门井全部建完后，一次将岩塞炸除，使隧洞和水库连通。为了控制进口形状，岩塞周边采用预裂爆破以减震防裂。岩塞爆破布置如图2-22、图2-23所示。

5.毫秒微差控制爆破

它是一种应用特制的毫秒延期雷管，以毫秒级时差顺序起爆各个（组）药包的爆破技术。其原理是把普通齐发爆破的总炸药能量分割为多数较小的能量，采取合理的装药结构、最佳的微差间隔时间和起爆顺序，为每个药包创造多面临空条件，将齐发大量药包产生的地震波变成一长串小幅值的地震波，同时各药包产生的地震波相互干涉，从而降低地震效应，把爆破震动控制在给定水平之下。

它适用于开挖岩石地基、挖掘沟渠、拆除建筑物和基础，以及用于工程量与爆破面积较大，对截面形状、规格、减震、飞石、边坡后面有严格要求的控制爆破工程。

6.拆除爆破技术

在工程建设中，为了拆除混凝土或钢筋混凝土建筑物、构筑物，而采用的一种特殊控制爆破技术称为拆除爆破。由于拆除环境的复杂性，常要求爆破过程实现定向、定距、定量及减震、减冲、减飞石和减声（音）等控制。

拆除爆破时，不用炸药，而用一种新型的材料——无声破碎剂（Soundless Cracking Agent，简称SCA）。SCA是一种具有高膨胀性能的粉末状物质，用水调成浆体浇灌到岩石或混凝土钻孔中，它与水作用，经过10～24h，能生成新的膨胀物质，可使固相体积增加到原来的3倍，并能产生2.94万kPa以上的膨胀压力，可将岩石或混凝土在无振动、无噪音、无飞石和无有毒气体的情况下安全破碎。破碎的特点为低压加载。其膨胀压受温度和龄期影响很大，同时还受水灰比、凝结时间和流动度等因素影响。

SCA不易燃、不易爆，不属于危险用品。因此，在制造、运输、保管和使用方面均安全可靠。SCA的缺点是膨胀速度慢，开挖强度低，难以满足水利工程中的大规模开挖要求；膨胀压力低，拆除钢筋混凝土有困难；破碎剂价格昂贵。因此，应在不允许采用爆破开挖及开采条石时使用。

二、爆破施工

（一）爆破施工

爆破施工基本流程是钻孔定位、钻孔、装药及堵塞、网路连接及检查、起爆、检查及瞎炮处理等。

1.钻孔

钻孔有人工钻孔打眼和机械钻孔之分，工程上多用机械钻孔。钻爆作业中，钻孔时间占爆破工程各工序时间总和一半以上，钻孔的效率和质量很大程度上取决于钻孔机具。

浅孔作业多用轻型手提式风钻，多用于向下钻垂直孔；向上及倾斜钻孔，则多采用支架式重型风钻。采石、削坡和基础开挖作业多用大型钻机进行深孔作业，常用的钻机有以下三种：

（1）回转式钻机。回转式钻机（图2-24）可钻斜孔，钻进速度快。由于钻杆回转钻进，当采用岩心管时，可取出整段岩心，故又称岩心钻孔。钻杆端部可根据钻孔孔径要求装大小不同的钻头。当钻一般硬度的岩石时，可用普通工具钢钻头，钻头与孔底间投放钢砂；当钻中等硬度岩石时，可用嵌有合金刀片的各型钻头；当钻坚硬岩石时，则宜用钻石钻头。钻进过程中为了排除岩粉，冷却钻头，由钻杆顶部通过空心钻杆向孔内注水。钻进松软岩石时，可向孔内注入泥浆，使岩屑浮至表面溢出孔外，泥浆还起到固护孔壁的作用。

（2）冲击式钻机。冲击式钻机如图2-25所示。钻机安放在可移动的履带轮上，工作时只能钻垂直向下的孔，而不能像回转钻机一样钻斜孔。钻具的自重和落高是机械类型的控制参数。

冲击式钻机钻孔，每冲击一次，钻具提离孔底，钢索旋转带动钻具旋转一个角度，以保证钻具均匀破碎岩石，形成圆形钻孔。孔内岩渣用清渣筒清除，为了冷却钻头，钻进时应不断向孔内加水。

（3）潜孔钻。潜孔钻钻孔作用既有回转也有冲击。其结构如图2-26所示，其钻孔效率很高。通常一根钻杆的有效钻孔深度为8m，因此当孔深不超过8m时，可不接钻杆，钻进效率更高。

潜孔钻结构简单，运行可靠，维修方便，钻孔效率高，是一种通用、功能良好的深孔作业的钻孔机械。

2.装药及堵塞

在装药前首先了解炮孔的深度、间距、排距等，由此确定装药量。根据孔中是否有水确定药包的种类或炸药的种类，同时还要清除炮孔内的岩粉和水分。在干孔内可装散药和药卷。在装药前，先用硬纸或铁皮在炮孔底部架空，形成聚能药包。炸药要分层用木棍压实，雷管的聚能穴指向孔底，雷管装在炸药全长的中部偏上处。在有水炮孔中装吸湿炸药时，注意不要将防水包装捣破，以免炸药受潮。当孔深较大时，药包要用绳子吊下，不允许直接向孔内抛投，以免发生爆炸危险。

装药后即进行堵塞。对堵塞材料的要求是：与炮孔壁摩擦作用大，材料本身能结成一个整体，充填时易于密实，不漏气。可用1：2的黏土粗砂堵塞，堵塞物要分层用木棍压实。在堵塞过程中，要注意不要将导火线折断或破坏导火线的绝缘层。

3.起爆

按雷管的起爆方法不同，常用的起爆方法可分为电力起爆法、非电力起爆法两种。

（1）电力起爆法。电力起爆法就是利用电能引爆电雷管进而起爆炸药的起爆方法。可同时起爆多个药包，可间隔延期起爆，安全可靠。但操作较复杂，准备工作多，需较多电线，须检查仪表和电源设备。其适用于大中型重要的爆破工程。

电力起爆网路主要由电源、导线、电雷管等组成。

电力起爆的电源，可用普通照明电源或动力电源，最好使用专线。当缺乏电源而爆破规模又较小和起爆的雷管数量不多时，也可用干电池或蓄电池组合使用。另外，还可以使用电容式起爆电源，即发爆器起爆，因其电流很小，故不能起爆并联雷管。

电爆网路中的导线一般采用绝缘良好的铜线和铝线。在大型电爆网路中的常用导线按其位置和作用划分为端线、连接线、区域线和主线。端线用来加长电雷管脚线，使之能引出孔口或洞室之外。端线通常采用断面为0.2～0.4mm2的铜芯塑料皮软线。连接线是用来连接相邻炮孔或药室的导线，通常采用断面为1～4mm2的铜芯线或铝芯线。主线是连接区域与电源的导线，常用断面为16～150mm2的铜芯线或铝芯线。

电雷管在电流作用下使桥丝灼热，灼热的桥丝引燃了引火头，从而导致起爆药爆炸。

电爆网路的连接可以采用串联、并联、串并联、并串联等方式。

（2）非电力起爆法。非电力起爆法常见的有火花起爆法、导爆索起爆法、导爆管起爆法等。

火花起爆法是以导火索燃烧时的火花引爆雷管，进而起爆炸药的起爆方法。火花起爆法所用的材料有火雷管、导火索及点燃导火索的燃火材料等。火花起爆法的优点是操作简单，准备工作少，成本较低；缺点是操作人员处于爆破地点，不够安全。目前主要用于浅孔和裸露药包的爆破，在有水或水下爆破中不能使用。

导爆索起爆法是用导爆索爆炸产生的能量直接引爆药包的起爆方法。这种起爆方法所用的起爆器材有雷管、导爆索、继爆管等。导爆索起爆法的优点是导爆速度高，可同时起爆多个药包，准爆性好；连接形式简单，无复杂的操作技术；在药包中不需要放雷管，故装药、堵塞时比较安全。缺点是成本高，不能用仪表来检查爆破线路的好坏。它适用于瞬时起爆多个药包的炮孔、深孔或洞室爆破。

导爆索起爆网路的连接方式有并簇联和分段并联两种。并簇联是将所有炮孔中引出的支导爆索的末端捆扎成一束或几束，然后再与一根主导爆索相连接，如图2-27所示。这种方法同爆性好，但导爆索的消耗量较大，一般用于炮孔数不多又较集中的爆破中；分段并联是在炮孔或药室外敷设一条主导爆索，将各炮孔或药室中引出的支导爆索分别与主导爆索相连，如图2-28所示。分段并联法网路，导爆索消耗量小，适应性强，在网路的适当位置装上继爆管，可以实现毫秒微差爆破。

导爆管起爆法是利用塑料导爆管来传递冲击波引爆雷管，然后使药包爆炸的一种新式起爆方法。导爆管起爆网路通常由激发元件、传爆元件、起爆元件和连接元件组成。这种方法的优点是：导爆速度高，可同时起爆多个药包；作业简单、安全；抗杂散电流，起爆可靠。缺点是：导爆管连接系统和网路设计较为复杂。其适用于露天、井下、深水、杂散电流大和一次起爆多个药包的微差爆破作业中进行瞬发爆破或秒延期爆破。

（二）爆破安全控制

爆破工作的安全极为重要，从爆破材料的运输、储存、加工，到施工中的装填、起爆和销毁，均应严格遵守各项爆破安全技术规程。

1.爆破、起爆材料的储存与保管

（1）爆破材料应储存在干燥、通风良好、相对湿度不大于65%的仓库内，库内温度应保持在18～30℃。周围5m范围内须清除一切树木和草皮。库房应有避雷装置，接地电阻不大于10Ω。库内应有消防设施。

（2）爆破材料仓库（图2-29）与民房、工厂、铁路、公路等应有一定的安全距离。炸药与雷管（导爆索）须分开储存，两库房的安全距离不应小于有关规定。同一库房内不同性质、批号的炸药应分开存放。严防虫鼠等啃咬。

（3）炸药与雷管成箱（盒）堆放要平稳、整齐。成箱炸药宜放在木板上，堆摆高度不得超过1.7m，宽不超过2m，堆与堆之间应留不小于1.3m的通道，药堆与墙壁间的距离不应小于0.3m。

（4）施工现场临时仓库内爆破材料严格控制储存数量，炸药不得超过3t，雷管不得超过10000个和相应数量的导火索。雷管应放在专用的木箱内，离炸药的距离不小于2m。

2.装卸、运输与管理

（1）爆破材料的装卸均应轻拿轻放，不得受到摩擦、震动、撞击、抛掷或转倒。堆放时要摆放平稳，不得散装、改装或倒放。

（2）爆破材料应使用专车运输，炸药与起爆材料、硝铵炸药与黑火药均不得在同一车辆、车厢装运。用汽车运输时，装载不得超过允许载重量的2/3，行驶速度不应超过20km/h，车顶部需遮盖。

3.爆破操作安全要求

（1）装填炸药应按照设计规定的炸药品种、数量、位置进行。装药要分次装入，用竹棍轻轻压实，不得用铁棒或用力压入炮孔内，不得用铁棒在药包上钻孔安设雷管或导爆索，必须用木棒或竹棒进行。

（2）起爆药卷（雷管）应设置在装药全长的1/3～1/2位置上（从炮孔口算起），雷管应置于装药中心，聚能穴应指向孔底，导爆索只许用锋利刀一次切割好。

（3）遇有暴风雨或闪电打雷时，应禁止装药、安设电雷管和连接电线等操作。

（4）在潮湿条件下进行爆破，药包及导火索表面应涂防潮剂加以保护，以防受潮失效。

（5）爆破孔洞的堵塞应保证要求的堵塞长度，充填密实不漏气。填充直孔可用干细砂、砂子、黏土或水泥等惰性材料。

（6）导火索长度应根据爆破员在完成全部炮眼和进入安全地点所需的时间来确定，其最短长度不得少于1m。

4.爆破安全距离

爆破时，应划出警戒范围，立好标志，现场人员应撤到安全区域（图2-30），并有专人警戒，以防爆破飞石、爆破地震、冲击波以及爆破毒气对人身造成伤害。

爆破飞石、空气冲击波、爆破毒气对人身以及爆破地震对建筑物影响的安全距离计算如下。

（1）爆破地震安全距离。目前，国内外爆破工程多以建筑物所在地表的最大质点振动速度，作为判别爆破地震对建筑物的破坏标准。通常采用的经验公式为

式中 v——爆破地震对建筑物及地基产生的质点垂直振动速度，cm/s；

K——与岩土性质、地形和爆破条件有关的系数，在土中爆破时K=150～200，在岩石中爆破时K=100～150；

Q——同时起爆的总装药量，kg；

R——药包中心到某一建筑物的距离，m；

a——爆破地震随距离衰减系数，可按1.5～2.0考虑。

观测成果表明：当v=10～12cm/s时，一般砖木结构的建筑物便可能被破坏。

（2）爆破空气冲击波安全距离。

式中 RK——爆破冲击波的危害半径，m；

KK——系数，对于人KK=5～10，对建筑物要求安全无损时，裸露药包KK=50～150，埋入药包KK=10～50；

Q——同时起爆的最大的一次总装药量，kg。

（3）个别飞石安全距离。

式中 Rf——个别飞石安全距离，m；

n——最大药包的爆破作用指数；

W——最小抵抗线，m。

实际采用的飞石安全距离不得小于下列数值：裸露药包300m，浅孔或深孔爆破200m，洞室爆破400m。

（4）爆破毒气的危害范围。在工程实践中，常采用下述经验公式来估算有毒气体扩散安全距离

式中 Rg——有毒气体扩散安全距离，m；

Kg——系数，根据有关资料，Kg的平均值为160；

Q——爆破总装药量，t。

对于顺风向的安全距离应增大一倍。

5.瞎炮及其处理

通过引爆而未能爆炸的药包叫瞎炮。在处理前必须查明未爆原因，然后根据具体情况慎重处理。瞎炮处理方法一般有以下几种：

（1）重爆法。通过爆破线路的电桥测定，证明药包内的电雷管的电阻正常；或通过观察发现导火线确系燃烧中断，可以重新接线进行引爆；或将炮泥掏出，另装入起爆药包重新引爆。

（2）诱爆法。对于裸露药包或埋藏较浅的药包，可以用另设的裸露药包进行诱爆。

（3）掏炮法。将炮泥掏出，再用细管子接低压水将散装炸药冲出。对于深孔和洞室内的瞎炮处理，尽可能采用重爆法。当有未爆药包与坍下石渣混合时，应将未爆药包浸泡后再清除，确保安全处理瞎炮。