（一）爆破作用原理
在山区，公路路基施工经常遇到石方工程。由于石方数量大，石质坚硬，工期长而花劳力多，是路基的关键工程，施工时广泛使用爆破技术。
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。
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，如图7-41所示。
（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。
图7-41 爆破作用示意
（a）爆破作用圈；（b）松动爆破；（c）抛掷爆破
图7-42 爆破漏斗
（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。
药包在有限介质内爆炸，在临空的一面会形成一个形似漏斗的爆破坑，称为爆破漏斗，如图7-42所示。
爆破漏斗一般用以下要素表征：
（1）最小抵抗线W。药包中心至临空面最短距离。
（2）爆破漏斗口半径r0。漏斗口圆的半径。
（3）抛掷漏斗半径R。药包中心沿漏斗边缘至坑口的距离。
（4）爆破作用指数n。爆破漏斗口半径与最小抵抗线的比值，n＝r0/W。
（5）抛掷率E：抛掷漏斗体积与爆破漏斗体积之比，E＝（V抛/V破）×100%。
当n＞1、E＞27%时，称为标准抛掷爆破；
当r＝1、E＝27%时，称为标准爆破；
当r＜1、E＜27%时，称为减弱抛掷爆破；
n＝0.75时，称为标准松动爆破；n＜0.75时不能形成明显的漏斗，称为减弱松动爆破。
（二）爆破器材和药包计算
1.爆破器材
爆破器材分为炸药和引爆材料两类。
（1）炸药：
黑火药：这是最常用的炸药，威力小。
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。
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。
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。
2.药包计算
药包按形状和爆破作用性质分为以下几类。
（1）集中药包。其形状接近球形或立方体，长边不超过短边4倍或高度不超过4倍直径的药包。
（2）延长药包。长度或高度超过集中药包限制尺寸的药包。
（3）分集药包。为提高爆能，将一个集中药包分为两个保持一定距离的子药包。
药包用药量不仅与爆破岩石的体积有关，它还与炸药性能、岩石种类、埋药深度、炮眼堵塞情况、地形及抛掷率等有关。根据爆破原理，可得通用药包用药量计算公式为(www.xing528.com)
式中 e——炸药换算系数；
d——堵塞系数；
K——形成标准抛掷漏斗时每方岩石耗药量，kg/m3；
W——最小抵抗线，m；
α——自然地面坡度，（°）；
E——抛掷率（或抛坍率），%；
F（E）——抛掷率函数，抛坍爆破F（E）＝1；一般爆破按F（E）＝1计算；
f（α）——抛坍系数，随自然地面坡度而变。取值与计算可参阅有关手册和书籍。
（三）爆破技术
1.几种爆破方法
常用的爆破方法一般包括小炮和洞室炮两类。小炮用药量在1t以下，主要包括钢钎炮、深孔爆破、药壶炮和猫洞炮。用药量在1t以上为大炮。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。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。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。多用于石方数量较大且较集中的情况。如图7-43所示。
（3）药壶炮。指在深2.5～3.0m以上的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。如图7-44所示。
（4）猫洞炮。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，用集中药包进行爆破的方法。如图7-45所示。
图7-43 深孔爆破断面图
图7-44 药壶炮断面图
图7-45 猫洞炮断面图
（5）洞室炮。洞室炮爆破效率高、威力大。根据地形和路基断面形式，可分别选用以下洞室炮：
1）抛掷爆破。适于平坦或地面坡度小于15°的地形，爆后对路堑边坡稳定性影响较大，在公路工程中很少采用。
2）斜坡地形的抛掷爆破。适于自然地面坡度在15°～50°间，属于半填半挖路堑的爆破。
3）多面临空地形爆破。适于峡谷鸡爪地形，具有完整临空面多的地段。
4）抛坍爆破。适于自然地面坡度大于30°的半填半挖断面爆破。
5）定向爆破。利用爆能将大量土石方按指定的方向，搬移到一定位置并堆积成路堤的一种爆破方法。
6）松动爆破。用于不宜采用抛掷爆破的次坚石、软土路基或配合机械化清方的地段。
2.综合爆破设计
为充分发挥各种爆破方法的特点，利用微地形和地质的客观条件，在路基石方工程中常采用综合爆破。综合爆破设计应遵循以下原则：
（1）在路基石方工程中，应充分利用地形和地质客观条件及石方集中程度，全面规划、重点设计、综合组织群炮。
（2）利用有利地形，扩展工作面。
（3）综合利用小炮群，分段分批爆破。
1）半填半挖斜坡地形，采用一字排炮；在自然坡度较缓的地形，先用钢钎炮切脚，改造地形后再采用一字排炮。
2）路线横切小山包时，采用钢钎炮三面切脚，改造地形后，再在中间用药壶炮爆破。
3）路基加宽，阶梯较高地形，采用上下互相配合的小炮群。
4）对拉沟路堑，采用两头开挖时，可采用竖眼揭盖、水平炮眼搜底的梅花炮。
5）机械化清方时，如遇坚石，可用眼深2m以上钢钎炮组成30～40个多排多层炮群，或采用深孔炮。在坚硬岩石中，为使岩石破碎程度满足清方要求，可采用微差爆破或间隔药包。遇软石或节理发育的次坚石，可用松动爆破。
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