無管爆破施工技術(圖文)

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引言：本文根據石匠施工經驗，對無管爆破的施工流程進行施工實驗，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，經過多年的施工改進，這種技術在工程施工中也得到越來越多的應用。

　　1.2 特點

　　    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定方向爆開爆破對象。爆破具有可控性好、成型精度高、基本不產生飛石、對周圍建筑物無影響的特點。

　　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，在爆破時基本不產生飛石，安全性好。

　　1.3 適用范圍

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

　　目前施工主要是應用于爆破體積小、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一步試驗論證。

　　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，其化學反應原理是：2KNO3+3C+S→N2↑+3CO2↑+K2S。它對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號巖石硝銨炸藥或2號露天硝銨炸藥。其性能參數見下表；

　　炸  藥  性  能  表

　　炸 藥 品 種

　　2號巖石硝銨炸藥

　　2號露天硝銨炸藥

　　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

　　起爆藥包僅采用導火索制作而成，不用其它材料，導火索的技術指標見下表；

　　導 火 索 技 術 指 標

　　組    成

　　導火索由索殼和藥芯構成，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

　　延米燃燒時間差

　　同批每米燃燒時間差不大于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

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

　　3.2 造孔

　　3.2.1 造孔機械及器具

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

　　3.2.2 孔深及孔徑確定

　　炮孔孔深根據爆破對象確定，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象。

　　根據施工的目標物大小、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。

　　炮孔布置是根據爆破對象的大小和設計開口方向確定。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。

　　單孔布置：炮孔布置在設計方向線的中點，并且炮孔要位于設計開裂面上，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：爆破對象較大時，爆破方向線長度大于6.0m以上時，采用多孔布置爆破，先把其分解為兩部分后再進一步分解。其布置見圖03，圖中隔離孔要穿透爆破對象。

　　                               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場加工。

　　取一段導火索，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至其快打結止，回折纏繞打結，并用力拉緊；用褪開的瀝青紙包裹藥芯結，再用棉線捆綁結實。并用工具輕輕把導火索擊扁，以便封孔時不破壞導火索。

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

　　3.4 裝藥

　　3.4.1 裝藥量

　　在實際施工中，爆破孔采用集中裝藥；其裝藥量根據爆破對象的硬度、大小及使用硝銨炸藥或黑火藥確定，以重量計。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大于黑火藥，對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）。

　　3.4.2 裝藥方法

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

　　裝藥結構示意圖如圖4所示：

　　   圖4 多孔布置裝藥結構示意圖

　　3.5 堵塞封孔

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

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

　　3.6 引爆

　　點燃導火索引爆；為保證安全，在點燃導火索后，施工人員撤離現場，待爆破后進入。對于多孔爆破布置，其爆破要從一側到另一側依次起爆，一般是從爆破對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，爆破對象沒有漏氣空隙，在裝藥封孔時不出現導火索折斷破裂，則都能夠穩(wěn)定傳爆，爆破不會出現盲炮。

　　在實際施工中，由施工原因或對爆破對象有無裂縫判斷失誤，出現盲炮后，采用水淘方式進行處理，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火索，在處理的時候是很安全的。

　　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，采用其它方式進行爆破。

　　4 爆破效果

　　    無管爆破主要是應用在開采條石、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，現在在公路、堤防、房建等工程開山取石過程中應用較多，其爆破無飛石、開采的條石整齊、開采面平整光潔，其效果可達到比光面爆破和預裂爆破效果還好的程度。

　　5 結束語

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

　　 由于在農村條件有限，無管爆破施工基本上都是根據石匠施工經驗進行，難以根據爆破對象的強度、硬度、體積大小等指標，確定施工爆破參數。本人水平有限，錯誤在所難免，請專家同仁指正。