隧道爆破施工技术

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1、第五章 隧道爆破施工技术隧道被广泛应用于铁路、公路、水利水电、矿山、市政、人防等部门,在国民经济建设中起着重要的作用。随着我国各项建设事业的迅速发展,隧道工程越来越多,规模越来越大,类型越来越广,所遇到的岩体地质地形条件和所建环境越来越复杂,施工难度越来越大,因此,学习和研究隧道爆破施工技术,有着重要的现实意义和理论价值。由于钻眼爆破法对地质条件适应性强,开挖成本低,特别适合于坚硬岩石隧道、破碎岩石隧道及大量短隧道的施工,所以它仍是目前和将来一定时期内隧道掘进的主要手段。第一节 隧道爆破施工概述21世纪将是地下空间开发利用的世纪,也是隧道建设的世纪,而工程爆破技术是隧道开挖的重要手段。我国应用

2、爆破技术已修建了用于不同用途的许多隧道:如铁路隧道、公路隧道、水底隧道、城市道路隧道、地下铁道和航运隧道等;不少大跨度隧道、连拱隧道和小间距隧道也相继出现;京广铁路线上的大瑶山隧道全长14295m,隧道穿越陡峭中低山且具狭长沟槽地形的复式向斜褶皱山区,穿切10多条规模较大的断层,埋深70900m【1】;北京八达岭高速公路上的潭峪沟隧道,全长3455m,断面采用五心圆扁坦拱形式,单洞开挖宽度约15m;京珠高速公路上的五龙岭隧道采用双连拱结构,总开挖宽度32.52m,在地质条件不利的情况下,采用三导坑分部开挖,挂网锚喷加刚拱架联合支护,成功地将我国隧道修建技术向前推进了一步;西康铁路线上秦岭隧道是

3、目前我国建造的最长铁路隧道,采用单线双孔,每孔的长度均大于18000m,隧道穿过地区埋深1600m,在接近岭脊地段的岩温39.270C,最大水平地应力27.3Mpa,这表明,秦岭隧道的施工将在高地温、高地应力的环境下进行【2】;青藏铁路线上昆仑山隧道,海拔4400多米,风火山隧道通过部位山顶最高海拔4996m,高原冻土、低压缺氧的恶劣环境条件一直是隧道施工的禁区,它们的修建成功,标志着我国在高寒、高海拔、多年冻土及低压缺氧地区修建隧道有了新的突破;由此可以看出,今后隧道工程的建设将朝着长度增加,跨度增大,高海拔、高地温、高地应力环境条件增多,埋深增大、过江、过海隧道增多,多用途、多环境条件的方

4、向发展,即向着“长、大、高、深、多”方向发展,进而会提出许多新的课题,也会为有志于隧道建设者搭建展示自我才华的良好平台。一、隧道及岩石隧道的概念隧道通常是指用作通道的工程建筑物,是人们合理利用空间的一种形式。在山岭地区修建隧道可以克服地形或高程障碍、缩短里程、改善线形、提高车速、节约燃料、节省时间,可以减少对植被的破坏、保护生态环境,还可以防止落石、塌方、雪崩、雪堆等的危害;在城市修建隧道可以减少用地、构成立体交叉、解决交叉路口的拥挤阻塞、疏导交通;在江河、海峡、港湾地区修建隧道可不影响水路通航。因此,修建隧道既能保证路线平顺、行车安全、提高舒适性和节省运费,又能增加隐蔽性、提高防护能力和不受

5、气候影响。根据隧道所处地层性质一般可分为两大类:一类是修建在土层中的,称为软土隧道;一类是修建在岩层中的,称为岩石隧道。岩石隧道多采用钻眼爆破方法进行开挖。爆破开挖是以钻孔、爆破工序为主,配以装运机械出渣而完成隧道施工的方法,它是建设岩石隧道的主要工序,也是第一道工序,它的成败直接影响着围岩是否稳定、后续工序能否正常进行以及隧道工程能否保质保量按期完工,而隧道爆破成功的保证是隧道爆破技术,因此,隧道爆破开挖技术是隧道建设的非常重要的组成部分。二、岩石隧道爆破特点1. 爆破的临空面少,岩石的夹制作用大,耗药量大,不能充分发挥爆破作用。2. 对钻眼爆破质量要求较高。既要保证隧道的开挖方向满足精度要

6、求,又要使爆破后隧道断面达到设计标准,不能超、欠挖过大。另外,爆破时要防治飞石崩坏支架、风管、水管、电线等,爆落的岩石块度要均匀,便于装渣运输。3. 铁路隧道的断面一般比较大,造价昂贵,服务年限长,且维修和养护时常需中断、停止隧道的使用,这对运营是很不利的,因此在施工中必须确保良好的工程质量。4. 随着以新奥法为理论基础设计的隧道越来越多,为充分利用围岩自承力,要求施工中尽量减少爆破对围岩的扰动,确保围岩完整。5. 隧道爆破的施工方法、施工机具和设备的选择主要取决于开挖断面的大小和隧道所处的山体位置。此外,变化复杂的围岩及围岩的结构、强度、松动程度、耐风化性、初始地应力方向、隧道的跨度和地下水

7、活动情况对其也有较大的影响。6. 钻眼是隧道爆破的关键工序,只有保证钻孔位置和深度准确,才能达到设计开挖的进尺。7. 由于滴水、潮湿空气、照明、通风和洞内气温、噪声、粉尘等的影响,钻眼爆破作业条件差,加之它与支护、出渣运输等工作交替进行,致使爆破工作面受到限制,增加了爆破的施工难度。因而必须采用合理的爆破施工,以保证爆破循环的正常进行。第二节 隧道爆破施工设计爆破设计是爆破施工的重要依据,设计错误或欠缺,不但影响爆破效果,而且会引发安全事故。因此,爆破安全规程(GB6722-2003)明文规定,各种爆破作业均应按审批的爆破设计书或爆破说明书实施,爆破设计书、说明书、修改和补充设计文件均应编号存

8、档,并与爆破后的效果进行比较分析和总结。一、爆破设计要求爆破设计分为可行性研究、技术设计和施工图设计三个阶段,各阶段设计工作深度应分别符合下列要求:1. 可行性研究阶段应论证爆破方案在技术上的可行性,在经济上的合理性和在安全上的可靠性。通过与其它施工方案比较,论证爆破方案的优越性,通过两个以上不同爆破方案的比较分析,推荐出最优的爆破方案。2. 技术设计是提交审核与安全评估的重要文件,在技术设计阶段应将推荐方案充分展开,做到可以按设计文件开始施工的深度。3. 施工图设计应为施工的正常进行提供详实图纸和安全技术要求。一般根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材等做好钻

9、爆设计,合理地确定炮眼布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法、起爆顺序,安排好循环作业等,以正确指导钻爆施工,达到预期的效果。二、爆破设计准备工作爆破设计前,应充分了解工程的基本情况,为爆破设计做准备,准备阶段主要做的工作如下:1. 查阅工程设计图,了解工程情况:包括隧道开挖断面、工程地质、施工方案、工程对爆破开挖的技术要求等。2. 查阅并了解施工组织设计情况:包括工期安排、所采用机械设备、开挖循环进尺等。3. 实地考察隧道周围环境条件及有关情况。4. 爆破器材的选型、检测、制订购置计划。5. 进行小型的爆破试验,如漏斗试验、成缝试验等。三、爆破设计内容1. 说明书内容应包括:(1

10、) 工程概况、环境与技术要求;(2) 爆破区地形、地貌、地质条件、被爆体结构、材料及爆破工程量计算;(3) 设计方案选择;(4) 爆破参数选择与装药量计算;(5) 装药、填塞和起爆网路设计;(6) 爆破安全距离计算;(7) 安全技术与防护措施;(8) 施工机具、仪表及器材表;(9) 爆破施工组织;(10) 工程投资概算;(11) 主要技术经济指标。2. 图纸应包括:(1) 爆破环境平面图;(2) 爆破区地形、地质图或被爆体结构图;(3) 药包布置平面图和剖面图;(4) 装药和填塞结构图;(5) 起爆网络敷设图;(6) 爆破安全范围及岗哨布置图;(7) 防护工程设计图。四、施工组织设计内容1.

11、工程概况及施工方法、设备、机具概述;2. 施工准备;3. 钻孔工程设计及施工组织;4. 装药及填塞组织;5. 起爆网络敷设及起爆站;6. 安全警戒与撤离区域及信号标志;7. 主要设施与设备的安全防护;8. 预防事故的措施;9. 爆破人员的组织;10. 爆破器材的购买、运输、贮存、加工、使用的安全制度;11. 工程进度表。五、爆破设计修改补充及其优化一个良好的爆破设计,必须符合爆破工程的客观实际条件。因此,爆破设计前,主要设计人员应去现场进行调查,应对爆破区域进行地形地质勘测,对爆破对象和爆破区域周围环境、建(构)筑物及设施进行调查。爆破施工过程中,如发现地形测量结果和地质等条件与原设计依据不相

12、符时,应及时修改设计或采取补救措施。应积极采用优化技术,实现爆破设计优化。在爆破设计包括的内容中,爆破参数对爆破效果的影响最大,因此,爆破参数的优化是爆破设计优化的重要内容。随着现代科学技术的发展,国内外已研制开发了针对多种不同类型的爆破设计智能专家系统。这种专家系统是基于现代爆破理论和大量专家们的爆破实践经验,采用计算机软件技术,可以实现爆区地质地形数据库自动处理,完成炮孔、药包、导硐、起爆网络、施工组织方案等计算机辅助设计,对爆破效果进行模拟预测,从而合理选取爆破设计参数,实现优化爆破。采用计算机技术实现爆破设计优化和爆破施工与技术管理现代化,对于降低爆破施工成本,提高爆破工程质量,保证爆

13、破工程安全有着重要的意义,有待进一步研究开发,并将成熟技术在生产中推广应用。第三节 隧道爆破炮眼布置及参数确定隧道爆破开挖多采用浅孔爆破。所谓浅孔爆破是指炮孔深度小于5m,炮孔直径小于50mm的爆破。爆破开挖效果直接影响着掘进进尺、装岩及支护等工作,因此,不断地改进爆破技术,对提高隧道的掘进速度和作业安全,具有重要的意义。一、隧道掘进对爆破的要求:1. 开挖出的断面符合设计要求,周边平整,最大限度地降低对围岩的破坏;2. 炮眼利用率要高,以提高每一循环的进尺;3. 爆落的岩石块度要均匀,爆堆集中,以提高装岩效率;4. 原材料消耗少,成本低。二、炮眼的种类和作用隧道爆破工作面上的炮眼,按其位置和

14、作用的不同分为:掏槽眼、辅助眼和周边眼。周边眼又可分为顶眼、帮眼和底眼。各类炮眼布置如图5-1所示。掏槽眼一般布置在工作面的中下部,如图5-1中的14号炮眼,其中心眼为不装药的空眼。掏槽眼的作用是在一个自由面(即工作面)的情况下,首先爆出一个槽子,为其它炮眼的爆破增加一个新的自由面,以减小岩石的夹制作用,提高爆破效果。因此,掏槽眼是最先起爆炮眼,而且为了充分发挥其作用,掏槽眼比其它炮眼深150250mm,装药量增加15%20%,采用连续装药结构。辅助眼是指介于掏槽眼和周边眼之间的所有炮眼,如图5-1中的518号炮眼,它可能是一圈或几圈炮眼,据隧道断面大小而定。辅助眼的作用是扩大掏槽眼爆出的槽腔

15、,为周边眼的爆破创造有利条件。辅助眼装药量介于掏槽眼和周边眼装药量之间,多采用连续装药结构。周边眼是指沿隧道周边布置的最外一圈炮眼,如图5-1中的1942号炮眼,其中1927号为顶眼,3238为底眼,2831和3942为帮眼。周边眼的作用是控制隧道断面成形轮廓。周边眼装药量最小,且多采用不耦合装药或间隔装药。由各类炮眼的作用可以看出,隧道爆破效果的好坏主要决定于掏槽眼和周边眼的爆破。掏槽眼爆破直接影响着循环进尺或掘进速度,周边眼爆破直接影响着隧道断面的成形轮廓及对围岩的破坏程度。三、掏槽眼布置形式及适用条件根据隧道断面形式和大小、岩石性质和地质构造、掏槽眼与工作面的相对关系及掏槽眼的排列形式,

16、可将掏槽眼分为三种:即斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽。1. 斜眼掏槽斜眼掏槽是指掏槽眼方向与工作面按一定角度斜交的掏槽眼排列形式。通常分为单向掏槽、锥形掏槽和楔形掏槽几种形式。斜眼掏槽具有操作简单、精度要求较直眼掏槽低、能按岩层的实际情况选择掏槽方式和掏槽角度、易把岩石抛出、掏槽眼的数量少且炸药消耗量低等优点。其缺点是炮眼深度易受到开挖断面尺寸的限制,不易提高循环进尺,不便于多台凿岩机同时作业。(1) 单向掏槽单向掏槽由数个向同一方向倾斜的炮眼组成。当隧道断面内有软弱夹层、层理、节理和裂隙时,多采用单向掏槽。根据软弱夹层所处隧道断面内的位置和炮眼布置形式,分为顶部单向掏槽、底部单向掏槽、侧向单向

17、掏槽和扇形单向掏槽,如图5-2所示。(2) 锥形掏槽各掏槽眼以相等或近似相等的角度向工作面中心轴线倾斜,眼底趋于集中,但不能相互贯通,爆破后形成锥形槽。根据掏槽眼数目的不同分为三角锥形、四角锥形和五角锥形掏槽等。如图5-3为四角锥形掏槽示意图。锥形掏槽比较可靠,适用于断面积为4m2以上的开挖断面,且较坚硬()的均质岩层的条件。锥形掏槽炮眼倾斜角度一般在之间,岩石越硬,倾斜角度越小。眼底距离一般在,岩石越硬,距离越小。其有关参数选择可参考表5-1选取【5】。所有掏槽眼同时起爆效果较好。表5-1 锥形掏槽炮眼主要参数选择表岩石坚固性系数炮眼倾角相邻炮眼间隔眼口间距眼底间距2668810101313

18、161618182075707068686565636360605858551.000.900.900.850.850.800.800.700.700.600.600.500.500.400.400.300.200.200.150.100.10(3) 楔形掏槽楔形掏槽通常由两排或两排以上的相对称的倾斜炮眼排列组成,爆破后形成一个楔形槽。楔形掏槽可分为水平楔形掏槽(如图5-4)和垂直楔形掏槽(如图5-5)两种形式。水平楔形掏槽用的较少,只有当工作面的岩层为水平层理时才采用。楔形掏槽常用于中硬以上的均质岩石,断面大于,炮眼以23对用的最多,每对掏槽眼间距为,掏槽眼与工作面的交角为,眼底距为。其炮眼

19、参数根据岩石性质而定,见表5-2。楔形掏槽的优点是:所需掏槽眼数目较少,掏槽体积大,易将岩石抛出,有利于其它炮孔的爆破。缺点是:掏槽眼深度受到隧道断面的限制,因而影响每循环进尺;岩石抛的较远,岩堆分散,影响装岩效率。表5-2 楔形掏槽炮眼主要参数选择表岩石坚固性系数炮眼与工作面夹角两排炮眼眼口距离炮眼数目26688101012121616207570706565636360605858550.600.500.500.400.400.350.350.300.300.200.2044666668 2. 直眼掏槽直眼掏槽是所有掏槽眼相互平行且垂直于工作面,其中有一个或数个不装药的空眼,作为装药眼的辅

20、助自由面。(1) 直眼掏槽的优缺点直眼掏槽的优点是:可用于中硬岩层或坚硬岩层;掏槽深度不受开挖断面大小的限制,适宜采用中深孔爆破;凿岩作业较方便,各台凿岩机间相互干扰小,便于多台凿岩机同时作业,提高凿眼效率和掘进速度;容易控制眼底深度,使眼底落在同一垂直面上,炮眼利用率高;爆破时石渣的抛掷距离较短,不易打坏支护及机具设备等;其缺点是:掏槽炮眼数目和单位用药量较多;对眼距、装药等有严格要求,如设计或施工不当,易造成槽内岩石抛不出来或部分抛不出来的现象。(2) 直眼掏槽的常用形式近年来,随着重型凿岩机械的使用,尤其是能钻大于100mm直径炮眼的液压钻机投入施工以后,直眼掏槽的布置形式有了新的发展,

21、目前常用的形式有:柱状掏槽:其特点是充分利用大直径空眼作为辅助自由面和岩石破碎后的膨胀补偿空间,爆破后形成柱状槽口。空眼的数目视炮眼深度而定,其确定见表5-3。掏槽炮眼布置形式如图5-6所示。表5-3 空眼数目确定表炮眼深度空眼个数/个123螺旋形掏槽螺旋形掏槽由柱状掏槽发展而来,其特点是中心眼为空眼,各装药眼到空眼的距离依次递增,其连线呈螺旋形,并且由近及远依次起爆。如图5-7所示。其优点是能充分利用自由面的作用逐渐扩大掏槽体积。装药眼与空眼之间的距离分别为: ;其中为炮眼直径。遇有特别难爆的岩石,可增加个空眼,以增大自由面和补偿空间的体积。空眼比装药眼加深,并在眼底装炸药,待所有装药掏槽眼

22、爆破以后紧接着起爆,其作用是将已破碎的岩渣推出槽腔。(3) 影响直眼掏槽效果的因素眼距:空眼与装药眼之间的距离对掏槽效果影响较大,眼距过大就会造成掏槽失败或效果降低,眼距过小不仅会使钻眼困难,还会容易发生槽内岩石被挤实的现象。空眼与装药眼之间的距离一般随岩性不同而变动,当用等直径炮眼时,变动范围为炮眼直径的24倍;当采用大直径空眼时,空眼与装药眼之间的距离不宜超过空眼直径的2倍。空眼数目:空眼不仅起着辅助自由面和破碎岩石发展的导向作用,而且还起着为槽内岩石破碎提供一个膨胀补偿空间的作用。所以,增加空眼数目能获得良好的掏槽爆破效果,一般是炮眼越深,空眼数越多。装药:直眼掏槽一般都是过量装药,装药

23、长度占全眼长的,如果装药长度不够,易发生“挂门帘”和“留门坎”现象。当眼深大于时,易产生沟槽效应,所以应采取相应措施防止其发生。辅助抛掷:当眼深大于时,容易产生槽腔内岩石部分抛不出来的现象,因此,可采取辅助抛掷措施。其方法一般是将空眼加深,并在眼底放一卷炸药,待掏槽眼全部起爆后接着起爆。钻眼质量:钻眼质量直接影响着掏槽爆破效果。炮眼偏斜过大,会造成两眼钻穿或眼底距离过大,从而降低槽内岩石抛出率或使炮眼间的岩石不能有效崩落,因此,必须保证钻眼严格按设计施工,提高其精度。3. 混合掏槽混合掏槽是指两种或两种以上的掏槽方式的混合使用,一般在岩石特别坚硬或隧道开挖断面较大时使用。如图5-8所示为两种混

24、合掏槽示意图。四、爆破参数确定1. 炮眼直径炮眼直径的大小直接影响钻眼速度、工作面的炮眼数目、单位炸药消耗量、爆落岩石的块度和隧道轮廓的平整性。加大炮眼直径以及相应装药量可使炸药能量相对集中,爆炸效果得以改善,但炮眼直径增大将导致钻眼速度明显下降,并影响岩石破碎质量、洞壁平整程度和围岩的稳定性。因此,必须根据岩性、凿岩设备和工具、炸药性能等进行综合分析,合理选用炮眼直径。隧道所选用的炮眼直径一般在3250mm之间,药卷与眼壁之间的间隙一般为炮眼直径的10%15%。2. 炮眼数目炮眼数目主要与开挖断面、炮眼直径、岩石性质和炸药性能有关。炮眼数目过少将造成大块增多,隧道周壁不平整,甚至会出现炸不开

25、的情况;相反,炮眼数目过多将使钻眼工作量增大。因此,炮眼数目确定的基本原则是在保证爆破效果的前提下,尽可能地减少炮眼数目。通常可根据各炮眼平均分配炸药量的原则来计算,其公式为 (5-1)式中 炮眼数目,不包括未装药的空眼数;单位炸药消耗量,一般取;开挖断面积,;装药系数,即装药长度与炮眼全长的比值,可参考表5-4选取。每米药卷的炸药质量,。2号岩石铵梯炸药的每米质量见表5-5。表5-4 装药系数值选取参考表炮眼名称围岩类别、掏槽眼辅助眼周边眼0.50.40.40.550.450.450.600.500.550.650.800.550.700.600.75注:根据铁路隧道围岩分级方法分类表5-5

26、 2号岩石铵梯炸药每米质量表药卷直径323538404445500.780.961.101.251.521.591.903. 炮眼深度炮眼深度是指眼底至工作面的垂直距离。合理的炮眼深度有助于提高掘进速度和炮眼利用率。随着凿岩、装渣运输设备的改进,目前普遍存在加长炮眼深度以减少循环次数的趋势。可采用下面方法确定炮眼深度:(1) 按每月计划进尺数来确定 (5-2)式中 炮眼深度,;每月计划进尺数,;每月工作天数,;每天作业循环数;炮眼利用率,一般要求不低于0.85;(2) 按每一掘进循环中所占时间确定 (5-3)式中 钻机数量;钻眼速度,;每一掘进循环中钻眼所占时间,;炮眼数目。 所确定的炮眼深度

27、还应与装渣运输能力相适应,使每个作业班能完成整数个循环,而且使掘进每米隧道消耗的时间最少,炮眼利用率最高。目前较多采用的炮眼深度:浅孔为,中深孔为,深孔为。4. 单位炸药消耗量爆破每立方米原岩所消耗的炸药量称为单位炸药消耗量,通常用表示。单位炸药消耗量的大小取决于炸药性能、岩石性质、开挖断面、炮眼直径和炮眼深度等多种因素。该值的大小对爆破效果、凿岩和装岩工作量、炮眼利用率以及隧道周壁平整性和围岩稳定性等都有较大影响。在实际工程中,大多采用经验公式和参考国家定额标准来确定。(1) 采用修正的普氏公式 (5-4)式中 单位炸药消耗量,;岩石坚固性系数(普氏系数);开挖断面面积,;考虑炸药爆力的校正

28、系数,为爆力,。(2) 参考表5-6初选,然后在实际施工中作适当调整。5. 每掘进循环总装药的计算装药量是影响爆破效果的重要因素。药量不足,则炮眼利用率低或产生大块,甚至会出现炸不开的现象;药量过大,则会破坏围岩稳定,产生飞石,崩坏支护和机械设备等,且抛渣过散,会降低装岩机装岩效率。合理的药量应根据所使用的炸药性能和质量、地质条件、开挖断面尺寸、自由面数目、炮眼直径和深度及爆破的质量要求等来确定。目前大多采用的方法是,先用装药量体积公式计算出一个循环的总装药量,然后再按各种不同类型的炮眼进行分配,经爆破实践检验和修正,直到取得良好的爆破效果为止。有了单位炸药消耗量后,便可根据装药量体积公式计算

29、每一掘进循环所需的总炸药量,即 (5-5)式中 掘进每循环所需总炸药量,;一个循环进尺所爆落的岩石总体积,;单位炸药消耗量,;隧道掘进断面积,;炮眼平均深度,;炮眼利用率,一般为。表5-6 掘进爆破单位炸药消耗量参考表()掘进断面/岩石普氏坚固性系数234681012141520201.231.050.890.780.720.660.640.601.771.501.281.121.010.920.900.862.482.151.891.691.511.361.311.262.962.642.332.041.901.781.671.623.362.932.592.322.101.971.851.

30、80注:表中所用炸药为2号岩石硝铵炸药。第四节 周边眼的控制爆破在隧道爆破施工中,为了减小对围岩的扰动,必须采取控制爆破技术确保开挖轮廓的平整。所以,周边眼的爆破效果反映了整个隧道爆破的成洞质量。实践表明,采用普通爆破方法难以爆出理想的开挖轮廓,而采用控制爆破技术则可以达到良好的效果。隧道周边眼的控制爆破包括光面爆破和预裂爆破。一、隧道光面爆破1. 隧道光面爆破标准及优点隧道光面爆破是指沿隧道开挖边界布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区之后起爆,以形成平整的隧道轮廓面的爆破作业【3】。光面爆破的主要标准为:开挖轮廓成形规则,岩面平整;围岩壁上保存有50%以上的半面炮眼痕迹,无

31、明显的爆破裂缝;超欠挖尺寸符合规定要求,围岩面上无危石。光面爆破具有如下几方面的优点:(1) 对围岩的扰动小,可提高围岩的自身承载能力,从而减小支护的承载力。(2) 能有效降低应力集中现象,避免塌方和落石发生,提高了施工安全度。(3) 减少了超挖和回填量,若与锚喷支护相结合,能节省大量混凝土,降低工程造价,加快施工速度。(4) 可降低爆破振动有害效应。2. 隧道光面爆破的参数确定光面爆破的成功与否主要取决于周边眼爆破参数的确定。其主要参数包括:周边眼的间距、光面爆破层的厚度、周边眼密集系数及装药集中度。影响光面爆破参数选择的因素很多,主要有岩石的爆破性能、炸药品种、一次爆破的断面大小、断面形状

32、、凿岩设备等,其中影响最大的是地质条件。光面爆破参数的选择,一般采取简单的计算并结合工程类比的方法初步确定,然后经现场实际爆破几次而加以修正改善。(1) 装药不耦合系数装药不耦合系数是指炮眼直径与所用药卷直径的比值,即 (5-6)式中 装药不耦合系数;炮眼直径,;药卷直径,。当时,表明炮眼直径与药卷直径完全耦合,也就是药卷与孔壁之间没有间隙。此时,爆炸对孔壁的作用最大。当时,表明炮眼直径与药卷直径不耦合,也就是药卷与孔壁之间有间隙。值越大,则间隙也越大。合理的不耦合系数应使爆炸后作用在孔壁上的压力低于岩壁的动抗压强度,而高于其动抗拉强度。实践证明,时,光面爆破效果最好【6】。(2) 最小抵抗线

33、周边眼最小抵抗线是指周边眼到最近一圈辅助眼连线的垂直距离,也叫光面层厚度,常用表示。如图5-9所示。最小抵抗线不仅影响周边眼间裂纹的形成,而且还影响光爆层岩石的破碎和围岩的稳定,因此,确定合理的最小抵抗线对提高光面爆破效果具有重要意义。光面爆破最小抵抗线可按如下经验公式确定: (5-7)式中 光面爆破最小抵抗线,;炮眼直径,。 (3) 周边眼间距周边眼间距是实施光面爆破的重要参数之一,要求其值应小于最小抵抗线的值,否则,爆破后岩壁不易形成平整壁面或者壁面不平整度差【5】。可按如下经验公式确定: (5-8)式中 周边眼间距,;光面爆破最小抵抗线,。其确定的一般原则是:在节理裂隙比较发育的岩层中应

34、取小值,在坚硬稳定和整体性好的岩层中可取较大值;隧道跨度较小时,取小值,隧道跨度较大时,取较大值。(4) 装药量周边眼的装药量通常用线装药密度表示。所谓线装药密度就是单位长度炮眼中的装药量,其单位为或。合理的装药量应该是爆破后既能保证沿周边炮眼连心线产生破裂,又不会对围岩产生破坏。在实际工程中,通常根据眼距、光爆层厚度、岩石性质和炸药种类等综合考虑来选取。对于软岩或采用光爆层单独爆落时,一般为;对于硬岩或全断面一次起爆时,一般为。3. 隧道光面爆破技术措施(1) 采用小直径药卷或专用的低爆速、低密度、低威力炸药。(2) 采用不耦合装药结构。(3) 确保钻眼精度。(4) 周边眼应尽量做到同时起爆

35、。(5) 严格控制装药集中度,必要时可采用间隔装药结构。二、隧道预裂爆破1. 隧道预裂爆破的作用及要求预裂爆破是指沿开挖边界布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区之前起爆,从而在爆区与保留区之间形成预裂缝,以减弱主爆破对保留岩体的破坏并形成平整轮廓面的爆破作业。因此,预裂缝形成后有两个重要作用:第一是防止主爆区的破裂缝伸向保留区,第二是减小主爆区对保留区的振动影响。合格的预裂面应当满足如下要求:不平整度不超过,半孔率,预裂面岩石完整且无明显爆破裂隙【7】。2. 隧道预裂爆破参数的确定目前,对预裂爆破的理论研究还很欠缺,设计计算方法也很不完善,多半通过经验类比初步确定爆破参数,再

36、由现场试验调整确定。表5-7给出了隧道预裂爆破参数确定的参考表。表5-7 隧道预裂爆破参数选用参考表岩石类别炮眼间距至最近一圈辅助眼距离装药集中度硬 岩中硬岩软 岩4050404535404040350.300.400.200.250.070.123. 影响预裂爆破效果的因素影响预裂爆破效果的因素很多,包括钻孔直径、孔距、岩石的物理力学性质、地质构造、炸药性质和装药量、装药结构和不耦合系数等。第四节 钻爆施工钻眼爆破法是开挖岩石隧道的主要方法。隧道的修建质量、施工速度、施工机械化水平及工程成本都会受到爆破技术的影响。隧道爆破所关心的问题和爆破技术水平高低体现在如下几个方面:炮眼利用率;隧道爆破

37、开挖轮廓的平滑度;爆破安全及爆破危害的控制程度。一、隧道开挖方法隧道开挖方法主要根据隧道地质条件、隧道断面大小、支护形式、所使用机械设备、施工技术水平及工期要求综合考虑各因素确定。常用的方法主要有以下几种:1. 全断面开挖法全断面开挖法适用于隧道断面尺寸较小,以高度不超过5m为宜,岩石均匀且比较坚硬、施工有大型机械设备的条件。当遇到岩体节理裂隙比较发育或断层破碎带时,应注意掘进必须与支护相间配合进行,并且爆破循环进尺应控制在1.21.8m。其施工顺序是:按照爆破设计,使用凿岩台车钻出工作面全部炮眼,然后装药、填塞、连线、放炮,通风排烟之后,用大型装渣机及配套的运载车辆迅速出渣,最后进行隧道的支

38、护工作。如图5-10为施工主要步骤示意图。其优点是:(1) 隧道全断面一次开挖,工序简单; (2) 能够较好地发挥深眼爆破的优越性,提高钻爆效果;(3) 工作面空间大,便于使用大型机械作业,降低人的劳动强度;(4) 各种施工管线铺设便利,对运输、通风、排水等工序均有利;(5) 各工序之间相互干扰小,便于施工组织和管理。其缺点是:(1) 当隧道较长,地质情况多变时,变换施工方法需要较多时间;(2) 由于应用大型机具,需要相应的施工便道、组装场地、检修设备、足够的能源,因此该法的应用往往受到条件的限制。2. 台阶开挖法当隧道高度较大而又无大型凿岩台车,围岩在短期内能处于稳定的地层时,可采用台阶开挖

39、法。该法将隧道分为上下两层,当上半断面超前下半断面时,称为正台阶法,反之则称为倒台阶法。如图5-11和图5-12所示。目前,我国约有70%的隧道开挖采用此法。图5-10 全断面爆破开挖施工顺序示意图其优点是:(1) 在不太松软的岩层中采用正台阶法施工较安全,并且施工效率较高;(2) 对地质条件适应性较强,变更容易。(3) 断面呈台阶式布置,施工方便,有利于顶板维护,并且下台阶爆破效率较高。其缺点是:(1) 若使用铲斗装岩机,上台阶要人工扒矸,劳动强度较大;(2) 上下台阶工序配合要求严格,不然易产生干扰。3. 导坑法当岩层比较松软或地质条件复杂,隧道断面特大或涌水量较大时,可采用导坑法。导坑法

40、就是在隧道断面内,先以小型断面进行导坑掘进,然后分多部逐步刷大到设计断面的开挖方法。如图5-13所示。分部开挖的位置、尺寸、顺序及开挖间距需要根据围岩情况,机械设备、施工习惯等灵活掌握。但必须遵守如下原则:(1) 各部开挖后,周边轮廓都应尽量圆顺,以避免应力集中;(2) 各部开挖高度一般取为宜,这样施工比较方便;(3) 分部开挖时,要保证隧道周边围岩稳定,并及时做好临时支护工作;(4) 各部尺寸大小应能满足风、水、电等管线布设要求。导坑法由于工序繁多,对围岩多次扰动,开挖面长时间暴露,易造成塌方;且作业空间狭小,半机械化作业,施工环境差,工效低,因此目前隧道施工中很少采用。二、钻爆施工安全技术

41、1. 钻眼安全注意事项(1) 开眼时必须使钎头落在实岩上,如有浮矸,应处理好后再开眼;(2) 不允许在残眼内继续钻眼;(3) 开眼时给风阀门不要突然开大,待钻进一段后,再开大风门;(4) 为避免断钎伤人,推进凿岩机不要用力过猛,更不要横向用力,凿岩时钻工应站稳,应随时提防突然断钎;(5) 一定要注意把胶皮风管与风钻接牢,并在使用过程中随时注意检查,以防脱落伤人;(6) 缺水或停水时,应立即停止钻眼;(7) 工作面全部炮眼钻完后,要把凿岩机具清理好,并撤至规定的存放地点。2. 装药安全注意事项(1) 装药前应检查顶板情况,撤出设备与机具,并切断除照明以外的一切设备的电源。照明灯及导线也应撤离工作

42、面一定距离;装药人员应仔细检查炮眼的位置、深度、角度是否满足设计要求,对准备装药的全部炮孔进行清理,清除炮孔内的残渣和积水;(2) 应严格按照设计的装药量进行装填;(3) 应使用木质或竹制炮棍装填炸药和填塞炮孔;(4) 不应投掷起爆药包和敏感度高的炸药,起爆药包装入后应采取有效措施,防止后续药卷直接冲击起爆药包;(5) 装药发生卡塞时,若在雷管和起爆药包放入之前,可用非金属长杆处理。装入起爆药包后,不应用任何工具冲击、挤压;(6) 在装药过程中,不应拔出或硬拉起爆药包中的导火索、导爆管、导爆索和电雷管脚线。3. 填塞注意事项(1) 填塞是保证爆破成功的重要环节之一,必须保证足够的填塞长度和填塞

43、质量,禁止使用无填塞爆破;(2) 填塞材料一般为砂子和黏土混合物,其比例大致为砂子50%40%,黏土50%60%,填塞长度视炮孔直径而定:当炮孔直径为25mm时,填塞长度不能小于18cm;当炮孔直径为50mm时,填塞长度不能小于45cm。另外,填塞长度通常不能小于最小抵抗线。(3) 填塞要采用分层捣实法进行。4. 起爆注意事项(1) 起爆网路是隧道爆破成败的关键,它直接影响爆破效果和爆破质量,起爆网路必须保证每个药卷按设计的起爆顺序和起爆时间起爆。(2) 爆破工程在起爆前后要发布三次信号,即预警信号、起爆信号和解除警戒信号。第一次预警信号:该信号发出后爆破警戒范围内开始清场工作;第二次起爆信号

44、:起爆信号应在确认人员、设备等全部撤离爆破警戒区,所有警戒人员到位,具备安全起爆条件时发出。起爆信号发出后,准许负责起爆的人员起爆;第三次解除警戒信号:安全等待时间过后,检查人员进入爆破警戒范围内检查、确认安全后,方可发出解除爆破警戒信号。在此之前,岗哨不得撤离,不允许非检查人员进入爆破警戒范围。5. 爆后检查及处理注意事项(1) 隧道开挖工程爆破后,经通风吹散炮烟、检查确认隧道内空气合格、等待时间超过15min后,方准作业人员进入爆破作业地点;(2) 爆后检查内容主要检查有无冒顶、盲炮、危岩、支撑是否破坏、炮烟是否排除等;(3) 爆后检查人员发现盲炮及其它险情,应及时上报或处理。处理前应在现

45、场设立危险标志,并采取相应的安全措施,无关人员不应接近。盲炮的处理按有关规定进行,详见第十章第三节。三、隧道爆破质量保证措施隧道爆破质量直接影响着隧道施工的安全,掘进速度和经济效益。这是因为如果爆破时对围岩的破坏范围过大,将会威胁到施工安全;爆渣块度过大,将会影响装运速度;眼底不平、欠挖过大、炮眼利用率不高,将会影响掘进速度;超挖过大,将会浪费支护材料,增加支护成本,降低经济效益。因此,必须严格控制隧道爆破开挖质量。实践经验表明,行之有效的爆破施工质量保证措施主要有如下几项【4】:1. 施工全过程严把“三关”,即严把图纸关;严把测量关;严把试验关;2. 切实抓好施工全过程质量控制。开工前即组织

46、技术人员、管理人员熟悉设计标准和相关施工规范。在实施过程中制定施工细节和质量的检查与控制办法,确保工程施工一次合格,一次成优;3. 技术人员首先对图纸进行认真复核,了解设计意图,吃透图纸,熟悉资料。其次严格按图纸和验收标准要求组织实施,进行层层技术交底,使主要管理者、现场管理人员及操作者了解整个工程的设计意图,清楚技术标准,掌握操作方法。对施工中出现的问题,积极配合现场监理工程师和设计单位组织分析,研究处理方案,及时予以解决;4. 坚持“预防为主,检验把关”相结合的方针,建立和健全试验机构,充实试验人员,认真做好炸药、雷管等原材料、中间产品和测量、测试仪器仪表的检验工作,杜绝不合格材料在工程中

47、使用。按规定及时检测各种爆破参数,根据实际结果调整爆破工艺和参数,保证工程安全;5. 加强工作质量,提高工序质量,确保工程质量。工作质量要与分配挂钩,建立严格的奖罚制度,以促使创优工作在一个良好的激励机制下进行;6. 加强与业主、监理、设计单位的联系,在施工技术方面取得广泛的支持与合作,及时解决施工中遇到的技术难题。建立和健全各级质量检验、监理机构,坚持专业检查和群众性检查相结合,贯彻班组自检互检制度;7. 严格执行国家施工验收规范和有关操作规程,如各类施工技术规范、施工验收规范、质量检验评定标准等;8. 做好质量事故的分析,找出其原因,采取预防措施,尽可能把质量问题消除于出现之前。第五节 瓦

48、斯隧道爆破技术当隧道穿越煤系地层时,爆破施工可能会遇到瓦斯问题。瓦斯是指从煤体内渗出的各种有害气体的总称,包括沼气、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢等。在一定压力和温度条件下,瓦斯遇到火源将发生燃烧或爆炸,给施工带来极大的危害。因此,必须采取相应的技术和措施,防止瓦斯爆炸事故的发生。本节仅介绍瓦斯隧道爆破施工的一些特殊问题。一、瓦斯的特性瓦斯在煤层内有游离和吸着两种存在状态。当隧道开挖通过煤层或煤层近区的岩体时,瓦斯通过煤层的裂隙、孔洞涌向隧道或工作面,同时吸着瓦斯转化为游离瓦斯。其涌出形式分为缓慢涌出、喷出、煤和瓦斯突出三种形式。沼气是瓦斯的主要成分,它是大量植物沉积物埋藏地下深处,在缺氧情况下受

49、高温、高压作用,在煤的变质碳化过程中产生的一种可燃气体。它是无色无味的,具有窒息性,与空气混合后还具有燃烧和爆炸性。当沼气浓度在以下时,遇火可燃烧;时,遇火爆炸;以上时,因含氧量不够发生不完全燃烧。当空气中沼气浓度为,含氧量为时最容易引起爆炸,并且此时爆炸威力最大。沼气的引燃温度一般为,不同浓度的沼气引燃温度不同,高温也可引燃低浓度的沼气。实际上,瓦斯在空气中爆炸,必须具备三个要素,即一定的沼气浓度、一定的含氧量和点燃火源。在瓦斯隧道内爆破时,放炮可能造成瓦斯突出、引燃或引爆瓦斯。因此,必须掌握其发生规律,以便采取相应的控制措施。例如加强通风以控制隧道内的瓦斯浓度不超限,杜绝隧道内火源,这样就

50、能避免发生瓦斯燃烧和爆炸事故。二、瓦斯隧道对爆破材料的有关要求瓦斯隧道爆破必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管,其选用应遵守下列相应的有关规定。1. 煤矿许用炸药(1) 低瓦斯隧道的岩石掘进工作面应使用安全等级不低于一级的煤矿许用炸药;(2) 低瓦斯隧道的煤层掘进工作面、半煤岩掘进工作面应使用安全等级不低于二级的煤矿许用炸药;(3) 高瓦斯隧道、低瓦斯隧道的高瓦斯区域应使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药,有煤(岩)与瓦斯突出危险的工作面应使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药; (4) 同一工作面不应使用两种不同品种的炸药;(5) 严禁使用黑火药。2. 电雷管(1) 使用煤矿许用瞬发电雷管

51、或煤矿许用毫秒延期电雷管;(2) 使用煤矿许用毫秒电雷管时,从起爆到最后一段的延期时间不应超过;(3) 不应使用导爆管或普通导爆索;(4) 严禁使用火雷管。3. 起爆器和电爆网路(1) 瓦斯隧道必须使用防爆型起爆器,并且一个工作面不得同时使用两台或多台起爆器放炮;(2) 电爆网路必须采用串联方式,不得采用并联或串并联。三、瓦斯隧道爆破作业技术要求1. 一般规定(1) 瓦斯隧道施工单位的各级行政领导是安全生产的第一责任者,必须加强责任心;(2) 专职的瓦斯安全检查员、爆破工、电工和各种设备司机,必须进行专门的安全技术培训,经考试合格后方可上岗。瓦斯安全检查员负责检查、督促安全措施的全面实施,当发

52、现事故预兆时,有权责令现场人员停止施工,并按有关安全规程采取措施。(3) 有瓦斯突出危险的隧道,应单独编制预防瓦斯突出的实施性施工组织设计。瓦斯区段的施工均应进行瓦斯监测,设置消防设施,并配备兼职救护队。(4) 炮眼内未清除干净、温度骤高或骤低、煤岩松散或有瓦斯显著涌出时,不得进行装药放炮。2. 装药前和爆破前的要求(1) 工作面有新鲜风流、风量和风速符合煤矿对瓦斯巷道的有关规定;(2) 爆破作业面以内,瓦斯浓度应低于;(3) 爆破前,应对作业面以内的隧道进行洒水降尘;(4) 掘进工作面的控顶距离应符合作业规程的规定;(5) 做好警戒工作。3. 炮孔及填塞要求(1) 炮孔深度小于时,不应装药、

53、爆破;有特殊需要,如挖底、刷帮、挑顶确需采用小于浅眼爆破时,应制定相应的安全措施;(2) 炮孔深度为时,封泥长度不应小于炮孔长度的二分之一;(3) 炮孔深度超过时,封泥长度不应小于;(4) 炮孔深度超过时,封泥长度不应小于;(5) 炮孔填塞材料应用不燃性材料,如粘土、砂子、粘土和砂子的混合物,不应用煤粉、块状材料或其它可燃性材料。(6) 无封泥、封泥不足或不实的炮孔严禁爆破。第六节 隧道爆破地震效应保障安全,是爆破工程永恒的主题。而爆破地震动是伴随爆破工程产生的无法消除的有害效应,是所有爆破有害效应中危害最为严重的。因为它直接威胁着人们生命和财产的安全。因此,国内外许多学者从20世纪20年代开

54、始,就进行这一问题的研究,取得了一定的成果并且解决了许多实际工程问题。例如:在爆破地震强度的预测方面建立了很多公式,尤其是萨道夫斯基公式在我国得到较普遍的应用;对于爆破振动频率和振动持续时间的危害作用也不断有新的认识和突破;爆破振动实验、爆破振动监测仪器的研制开发和数据处理不断得到发展;爆破振动模型、数值计算及模拟开辟了新的研究方法;降低爆破震动的有效方法或措施越来越多;各国安全判据的制定也不断得到完善。但是,爆破地震效应是一个非常复杂的问题,仍有许多课题有待进一步研究。一、爆破地震效应的概念爆破时炸药的一小部分能量转换为地震波,从爆源以波的形式向外传播,经过介质而到达地表,从而引起地表的振动

55、。这种地震动的强度,随着爆心距的增加而减弱。在爆区的一定范围内,当地震动达到一定的强度时,会引起地表和建筑物、构筑物不同程度的破坏,这种爆破地震动引起的各种现象及其后果,称为爆破地震效应【8】。爆破地震效应主要研究爆破引起的地面运动变化规律及其振动强度对建筑物的影响等等。研究的主要目的在于选择适宜的爆破方式和药量,使得爆破的效果最佳,而由此引起的爆破地震动的强度,将不危及建筑物、构筑物的安全和边坡的稳定,以及需要保护的工程设施等。二、爆破地震波的产生及其传播炸药在土岩介质中爆炸时,立即形成冲击波。冲击波向外传播的强度随距离的增加而减小,波的性质和形状也产生相应的变化。根据波的性质、形状和对介质

56、作用的不同,可将冲击波的传播过程分为3个作用区。在离爆源约37倍药包半径的近距离内,冲击波的强度极大,波峰压力一般都大大超过岩石的动抗压强度,所以岩石产生塑性变形或粉碎。在这一范围内要消耗大部分的能量,冲击波的强度也发生急剧的衰减。因而把这个区域叫做冲击波作用区。通过该区域以后的冲击波衰减成不具陡峭波峰的应力波,波阵面上的状态参数变化比较缓慢,波速接近或等于岩石中的声速,岩石的状态变化所需时间远远小于恢复到静止状态所需时间。由于应力波的作用,岩石处于非弹性状态,以至变形、破坏或产生残余变形。该区域称为应力波作用区或压缩应力波作用区。其范围可达到120150倍药包半径的距离。应力波传过该区后,波

57、的强度进一步衰减,变为弹性波或地震波。波的传播速度等于岩石中的声速,它的作用只能引起岩石质点做弹性振动,而不能使岩石产生破坏,岩石质点离开静止状态的时间等于它恢复到静止状态的时间。故此区称为弹性振动区。因此,当炸药在土岩介质中爆炸后,只有一小部分能量转换为地震波,其范围在大于150倍药包半径以外。爆破地震波是一种弹性波,弹性波的传播过程乃是一个行进的扰动,也是能量从土岩介质的一点传递给另一点的反映。因为施加在土岩弹性体中的爆破地震力不能立刻传到爆区范围内土岩的各部分,而是通过爆破地震力所引起的形变,以弹性波的形式由近及远渐渐向外传播。爆破地震波在形成和传播过程中,主要受到下列因素的影响:爆源的

58、影响:包括爆破方法、药量大小、炸药种类、爆破作用指数n值的大小、药包与装药孔的不耦合情况、单药包或群药包、集中药包或延长药包、临空面数目、瞬时起爆或分段延时起爆、有无预裂药包等。离爆源的距离:距爆源越远,爆破地震波的幅值和频率越小。爆破地震波传播区的地质、地形情况:包括介质的物理力学性质、地质构造的变化、爆破地震波传播区的岩土越完整、越硬,爆破地震波衰减越慢;三、爆破地震波的类型及其对介质的作用爆破地震波由若干种波组成,它是一种复杂的波系。根据波传播的途径不同,可分为体波和面波两类。体波是在地层内部传播的爆破地震波,包括纵波和横波。面波是在地层表面或介质体表面传播的波,包括瑞利波和勒夫波。其类

59、型如图5-14所示。纵波是纵向运动,质点的振动方向与波的传播方向一致。在其作用下介质被压缩和膨胀,故纵波又叫压缩波、疏密波、无旋波或P波。横波为横向运动,质点的振动方向与波的传播方向垂直。它使介质受剪切力的作用,故又叫剪切波、等体积波、旋转波或S波。固体、液体、气体介质均能传播P波,而液体、气体介质不能传播S波,只有固体介质才能传播S波。S波在分界面上分为SV波与SH波两个分量,如图5-15所示。图5-15 剪切波的类型 (a)SH波 (b)SV波SH波运动平面平行于分界面,SV波运动平面垂直分界面。P波通常表现为周期短、振幅小,S波通常表现为周期较长、振幅较大。P波使介质体产生压缩与膨胀变形

60、,S波使介质体产生剪切变形。面波是体波经地层界面的多次反射形成的次生波,是在地表或结构体表面以及结构层面传播的波,包括勒夫波(波)与瑞利波(波)两种形式。波传播时,质点作与波的传播方向垂直的水平横向剪切型振动,而没有垂直分量的运动。只有在半无限空间上至少覆盖一低速地表层时,波才会出现。其在层状介质中的传播速度介于最上层横波速度与最下层横波速度之间。波传播时,质点在波的传播方向和表面层法向组成的平面内做逆向的椭圆运动,而在与该平面垂直的水平方向上没有横向分量的运动。波只在弹性体的表面传播,并不深入弹性体内部。它使介质体产生膨胀与剪切变形。体波特别是纵波,由于能使介质产生压缩和拉伸变形,因此它是爆

61、破时造成介质破裂的主要因素。表面波特别是瑞利波,携带较大的能量,是造成地震破坏的主要因素。假设震源辐射出的能量为100,则纵波和横波所占能量比分别为7%和26%;而表面波为67%。由于传播速度不同,爆破地震波传播到远区,体波与面波将在时空上彼此分开。四、爆破振动控制措施爆破地震波作为炸药在土岩介质中爆炸所产生的必然结果,是由炸药爆炸时所释放能量转化而来的。爆破地震波将引起地面的运动,地面的运动激励建筑物基础的运动,从而造成建筑物等的振动。尽管转换成地震波的能量只占爆炸释放总能量的很小一部分,但如果不加以控制或控制不当,都会对周围环境造成一定的危害,并带来巨大的经济损失。如露天矿山滑坡、工业建筑物出现裂缝、爆区附近重点保护建筑和民用建筑的损坏甚至倒塌、地下构筑物的破裂、冒落或坍塌等等。从控制技术与方法来讲,目前对爆破振动危害的控制主要是从爆源的控制、采用减震爆破技术和采用阻断爆破地震波传播路径几个方面着手,其具体措施如下:1

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