任務4.4鉆孔爆破施工技術工作任務：（1）掌握隧道鉆孔爆破施工常用爆破器材的性能及常用爆破網路知識；（2）了解隧道鉆孔爆破設計工作。任務4.4鉆孔爆破施工技術1.爆破原理（1）炸藥爆炸的基本特征炸藥爆炸具有高溫、高壓和高速度的特征。炸藥爆炸對周圍介質的破壞，主要靠兩種作用，即動作用和靜作用。動作用是指爆炸產生的沖擊波、應力波形成的破壞；靜作用是指爆炸生成氣體產生的流體靜壓或膨脹功形成的破壞和拋擲。任務4.4鉆孔爆破施工技術（2）爆破對介質的破壞作用1）爆破的內部作用當藥包在巖體中的埋置深度較大，或藥包的質量很小時，炸藥的爆炸作用就達不到自由面，這種情況下的爆破作用叫做爆破的內部作用，相當于單個藥包在無限介質中的爆破作用。當炸藥置于無限均勻介質中爆炸時，在巖石中將形成以炸藥為中心的由近及遠的不同破壞區域，分別稱為粉碎區、裂隙區和震動區。任務4.4鉆孔爆破施工技術圖4.4.1爆破的內部作用

R0—藥包半徑；R1—粉碎區半徑；R2—裂隙區半徑任務4.4鉆孔爆破施工技術2）爆破漏斗當單個藥包在巖體中的埋置深度不大時，可以觀察到自由面上出現了巖體開裂、鼓起或拋擲現象。這種情況下的爆破作用叫做爆破的外部作用，其特點是在自由面上形成了一個倒圓錐形爆坑，稱為爆破漏斗。如圖4.4.3所示。任務4.4鉆孔爆破施工技術圖4.4.3爆破漏斗的幾何要素任務4.4鉆孔爆破施工技術①爆破漏斗的幾何要素

a.自由面自由面是指被爆破的介質與空氣接觸的面，又稱為臨空面。

b.最小抵抗線最小抵抗線是指藥包中心距自由面的最短距離。習慣上用W表示最小抵抗線。

任務4.4鉆孔爆破施工技術c.爆破漏斗半徑爆破漏斗半徑是指形成倒錐形爆破漏斗的底圓半徑。常用r表示爆破漏斗半徑。

任務4.4鉆孔爆破施工技術d.爆破漏斗破裂半徑爆破漏斗破裂半徑簡稱破裂半徑，是指從藥包中心到爆破漏斗底圓圓周上任一點的距離。e.爆破漏斗深度是指爆破漏斗頂點至自由面的最短距離。圖中的H表示爆破漏斗深度。任務4.4鉆孔爆破施工技術f.爆破漏斗可見深度爆破漏斗可見深度是指爆破漏斗中渣堆表面最低點到自由面的最短距離，如圖中P所示。g.爆破漏斗張開角即爆破漏斗的頂角。任務4.4鉆孔爆破施工技術②爆破作用指數

爆破漏斗底圓半徑與最小抵抗線的比值稱為爆破作用指數，用n表示，爆破作用指數在工程爆破中是一個極重要的參數。爆破作用指數值的變化，直接影響到爆破漏斗的大小、巖石的破碎程度和拋擲效果。

任務4.4鉆孔爆破施工技術③爆破漏斗的分類

根據爆破作用指數值的不同，將爆破漏斗分為以下四種。

A.標準拋擲爆破漏斗；B.加強拋擲爆破漏斗；

C.減弱拋擲爆破漏斗；D.松動爆破漏斗。爆破漏斗分類任務4.4鉆孔爆破施工技術（3）柱狀藥包的爆破特點當炮孔裝藥長度遠大于橫斷面的直徑時，形成圓柱狀延長藥包，簡稱為柱狀藥包。它是工程爆破中應用最為廣泛的藥包。任務4.4鉆孔爆破施工技術2.爆破器材簡介爆破器材主要包括炸藥、起爆器材和傳播材料。（1）工業炸藥工業炸藥又稱為民用炸藥，它是以氧化劑和可燃劑為主體，按照氧平衡原理構成的爆炸性混合物。工業炸藥在鐵路、公路建設及煤礦、冶金、石油、地質、水電、建筑等方面得到了廣泛的應用。任務4.4鉆孔爆破施工技術1）工程爆破對工業炸藥的基本要求

①爆炸性能良好，具有足夠的爆炸威力；

②具有適中的敏感度，既能保證順利方便地起爆，又能保證制造、運輸、加工和使用時的安全；任務4.4鉆孔爆破施工技術

③接近于零氧平衡，爆炸后有毒氣體生成量少；

④物理化學性能較穩定，保證在一定的貯存期內不變質失效；

⑤原料來源豐富，制造加工簡單，成本低。任務4.4鉆孔爆破施工技術2）工業炸藥分類工業炸藥按照其物理狀態、組分特性、主要化學成分或使用范圍等有多種分類方法。其中按使用范圍可分為煤礦許用炸藥、巖石炸藥和露天炸藥。

任務4.4鉆孔爆破施工技術①煤礦許用炸藥。這類炸藥對爆炸能量、爆溫、爆炸火焰長度、爆炸產物中有害氣體及灼熱固體顆粒等都有嚴格的限制，適用于有瓦斯和(或)煤塵爆炸危險的環境。任務4.4鉆孔爆破施工技術②巖石炸藥。這類炸藥對爆炸后所產生的有毒氣體有嚴格的限制，適用于無瓦斯和(或)煤塵爆炸危險的環境。③露天炸藥。這類炸藥不考慮對瓦斯、煤塵引爆的危險，對爆炸后產生的有毒氣體也沒有嚴格的限制，適用于露天爆破工程。任務4.4鉆孔爆破施工技術

3）炸藥的特性①炸藥的敏感度炸藥對外能作用起爆的難易程度就稱為該炸藥的敏感度，簡稱為感度。某種炸藥起爆時所需的外能小，則這種炸藥的感度高；反之，某炸藥起爆所需的外能大，則這種炸藥的感度低。任務4.4鉆孔爆破施工技術任務4.4鉆孔爆破施工技術任務4.4鉆孔爆破施工技術●熱感度。亦稱爆發點，即指炸藥爆炸的最低溫度，它表示炸藥對熱的敏感度。爆發點低，則表示炸藥易受熱起爆。●火焰感度。表示炸藥對火焰（明火星）的敏感度。有些炸藥雖然對溫度的作用反應遲鈍，但對火焰卻非常敏感。如黑火藥一接觸火就很容易燃燒或引起爆炸。任務4.4鉆孔爆破施工技術●機械感度。指炸藥對機械能（撞擊、摩擦）作用的敏感度。●爆轟感度。指炸藥對爆炸能的敏感度。不同的炸藥所需的起爆能是不同的。但是同一種炸藥，裝藥密度的大小不同也會使起爆敏感度發生變化。任務4.4鉆孔爆破施工技術

②爆速

爆轟波在炸藥藥柱中的傳播速度稱為爆轟速度，簡稱爆速，通常單位用m/s或km/s表示。

爆速是衡量炸藥性能的重要指標之一。在理想的情況下，一種炸藥的爆速應當是一個常量，實際情況則不然，炸藥的爆速總是低于理想的爆速，其主要影響因素有：任務4.4鉆孔爆破施工技術●藥柱直徑與約束條件。實踐表明在藥柱直徑較小的情況下，增強藥柱的約束條件可以顯著提高炸藥的爆速，減小其臨界直徑值。工程爆破采用柱狀裝藥時，常用藥卷的“臨界直徑”來表示炸藥的爆炸穩定性。任務4.4鉆孔爆破施工技術●炸藥密度。概括的說，當炸藥組分配比和工藝條件控制一定時，炸藥的爆速隨著密度的增加而增大。表4-4-1列舉了乳化炸藥爆速與密度的關系。就工業炸藥而言，當藥柱直徑一定時，存在有使爆速達到最大值的密度值，即最佳密度。再繼續增大密度，就會導致爆速下降。當爆速下降至臨界爆速，爆轟波就不再穩定傳播，最終導致熄爆。任務4.4鉆孔爆破施工技術●炸藥粒度。一般來說，減小炸藥粒度能夠縮短炸藥的反應時間，從而提高炸藥的爆速。任務4.4鉆孔爆破施工技術③爆力炸藥爆炸對周圍介質的做功能力稱為爆力。炸藥的爆力愈大，破壞巖石的能量就愈多。爆力的大小取決于炸藥的爆熱、爆溫和爆炸生成氣體的體積。炸藥的爆熱、爆溫愈高，生成的氣體體積就愈大，則爆力就越大。任務4.4鉆孔爆破施工技術④猛度炸藥爆炸后對與之接觸的固體介質局部破碎的能力稱為猛度。猛度的大小主要取決于爆速，爆速愈高，猛度愈大，巖石的破壞程度越大。任務4.4鉆孔爆破施工技術⑤炸藥爆炸的穩定性

爆炸穩定性是指炸藥經起爆后，能否連續、完全爆炸的能力。它主要受炸藥的化學性質、爆轟感度以及裝藥密度、藥包大小(或藥卷直徑)、起爆能力等因素的影響。任務4.4鉆孔爆破施工技術臨界直徑“臨界直徑”是在柱狀裝藥時被動藥卷能發生殉爆的最小直徑。最佳密度

炸藥爆炸穩定，且爆速最大時的裝藥密度稱為“最佳密度”。任務4.4鉆孔爆破施工技術溝槽效應工程爆破中，常采用鉆孔柱狀藥卷裝藥，若藥卷直徑較鉆孔直徑小，則在藥卷與孔壁之間有一個徑向空氣間隙。藥卷起爆后，爆轟波使間隙中的空氣產生強烈的空氣沖擊波，這股空氣沖擊波速度比爆轟波速度更高，它在爆轟波未達到之前，即將未爆炸的炸藥壓縮，當炸藥被壓縮到臨界密度以上時，會導致爆速下降，甚至拒爆，這種現象稱為溝槽效應。任務4.4鉆孔爆破施工技術⑥殉爆距離一個藥包爆炸(主動藥包)后，能引起與它不相接觸的鄰近藥包爆炸(被動藥包)，這種現象稱為被動藥包的“殉爆”。當主動、被動藥包采用同性質炸藥的等直徑藥卷時，則用被動藥包能發生殉爆的最大距離來表示被動藥包的殉爆能力，稱為“殉爆距離”。任務4.4鉆孔爆破施工技術⑦炸藥的氧平衡在炸藥爆炸的化學反應中，炸藥中所含的氧剛能夠將可燃元素完全氧化，稱為零氧平衡。如有多余的氧，則稱為正氧平衡。如氧含量不足，則稱為負氧平衡。零氧平衡的炸藥在爆炸效果(爆炸生成熱量最高)和安全方面(不產生有毒氣體)都是較好的。故在配制炸藥時，盡量接近零氧平衡，或具有微量的正氧平衡。任務4.4鉆孔爆破施工技術復習思考題：1、什么是自由面、最小抵抗線、爆破漏斗半徑？2、工程爆破對工業炸藥有哪些基本要求？任務4.4鉆孔爆破施工技術1、什么是自由面、最小抵抗線、爆破漏斗半徑？自由面是指被爆破的介質與空氣接觸的面，又稱為臨空面。最小抵抗線是指藥包中心距自由面的最短距離。爆破漏斗半徑是指形成倒錐形爆破漏斗的底圓半徑。2、工程爆破對工業炸藥有哪些基本要求？

(1)爆炸性能良好，具有足夠的爆炸威力；

(2)具有適中的敏感度，既能保證順利方便地起爆，又能保證制造、運輸、加工和使用時的安全；

(3)接近于零氧平衡，爆炸后有毒氣體生成量少；

(4)物理化學性能較穩定，保證在一定的貯存期內不變質失效；

(5)原料來源豐富，制造加工簡單，成本低。任務4.4鉆孔爆破施工技術(2)隧道爆破常用炸藥簡介

1）乳化炸藥乳膠炸藥是通過乳化劑的作用，使氧化劑水溶液（硝酸銨和硝酸鈉的過飽和水溶液）的微滴均勻分散在含有空氣泡或空氣微球等多孔物質的油相連續介質中而形成的一種油包水型的乳膠狀炸藥。任務4.4鉆孔爆破施工技術乳化炸藥具有爆炸性能好、抗水性能強、安全性能好、環境污染小、原料來源廣和生產成本低、爆破效率比漿狀及水膠炸藥更高等優點。任務4.4鉆孔爆破施工技術任務4.4鉆孔爆破施工技術任務4.4鉆孔爆破施工技術目前我國已有巖石型、露天型和煤礦許用型三大類多個品種、規格的乳化炸藥，分別滿足不同爆破作用的需要。任務4.4鉆孔爆破施工技術2）水膠炸藥水膠炸藥是以硝酸甲胺為主要敏化劑，加入氧化劑、密度調節劑等材料，經溶解、混合后，懸浮于有膠凝劑的水乳液中，再經化學交聯而制成的一種凝膠狀的工業炸藥。任務4.4鉆孔爆破施工技術

3）硝化甘油炸藥又稱為膠質炸藥，是一種高密度炸藥，它的主要成分是硝化甘油。硝化甘油炸藥抗水性強、密度高、爆炸威力大，因此適用于有水或堅硬巖石的爆破。但它對撞擊摩擦的敏感度高，安全性差，價格昂貴，保存期不能過長，容易老化而導致性能降低，甚至失去爆炸性能。一般只在水下爆破使用。任務4.4鉆孔爆破施工技術（3）起爆器材及起爆方法起爆方法根據所用器材不同可分為：電雷管起爆法、導爆索起爆法、導爆管起爆法以及混合起爆法。常用的起爆器材有：電雷管、導爆索、塑料導爆管等。不同的爆破方法所用的起爆器材也不同。電雷管起爆法采用電引火裝置點燃雷管，故也稱為電力起爆法。與電力起爆法相對應的導爆管起爆法和導爆索起爆法又統稱為非電起爆法。任務4.4鉆孔爆破施工技術電雷管任務4.4鉆孔爆破施工技術電子雷管任務4.4鉆孔爆破施工技術任務4.4鉆孔爆破施工技術1）電力起爆法電力起爆法就是利用電能引爆電雷管進而直接或通過其他起爆方法起爆工業炸藥的起爆方法。構成電力起爆法的器材有電雷管、導線、起爆電源和測量儀表。電力起爆法的最大特點是起爆前可以用儀表檢查電雷管和對網路進行測試，檢查網路的施工質量，從而保證網路的準確性和可靠性。任務4.4鉆孔爆破施工技術電雷管是在火雷管中加設電發火裝置而形成的。電雷管分即發電雷管和遲發電雷管兩種。任務4.4鉆孔爆破施工技術延期電雷管任務4.4鉆孔爆破施工技術2）導爆管起爆法導爆管起爆是一種非電起爆系統，是70年代出現的一種新的起爆方法。我國于1978年研制成功并應用于生產。該法具有抗雜電、操作簡單、使用安全可靠、成本較低等優點，目前應用非常廣泛。任務4.4鉆孔爆破施工技術塑料導爆管任務4.4鉆孔爆破施工技術①塑料導爆管塑料導爆管是用來傳遞微弱爆轟波給非電雷管，使之爆炸的傳爆材料，因其是由瑞典科學家諾內爾（Nonel）首創的一種新型傳爆材料，故又稱為諾內爾管。塑料導爆管的構造如圖所示。塑料導爆管是內壁涂有混合炸藥粉末的空心塑料軟管。任務4.4鉆孔爆破施工技術②塑料導爆管非電起爆系統的組成塑料導爆管非電起爆系統包括擊發元件、傳爆元件、起爆元件、連接元件等，如圖4.4.8所示。任務4.4鉆孔爆破施工技術1-傳爆元件(導爆管)；2-連接元件(內有傳爆雷管)；3-起爆元件(多用非電毫秒延期雷管)；4-擊發元件(多用起爆雷管，擊發槍和火帽，擊發筆)。圖4.4.8塑料導爆管非電起爆系統任務4.4鉆孔爆破施工技術③導爆管雷管及連接網路塑料導爆管所傳遞的微弱爆轟不能直接引爆工業炸藥，應與雷管組成導爆管雷管來使用。國產導爆管雷管的延期時間也分為毫秒、半秒、秒延期三個系列。任務4.4鉆孔爆破施工技術（4）裝藥結構及其對爆破效果的影響炸藥在被爆介質內的安置方式稱為裝藥結構。1）根據炮孔內藥卷與炮孔、藥卷與藥卷之間的關系，炮孔爆破法中的裝藥結構可以分為以下幾種：按藥卷與炮孔在徑向的關系分為

①耦合裝藥。藥卷與炮孔在徑向無間隙（圖4.4-15(a)），如散裝藥。任務4.4鉆孔爆破施工技術②不耦合裝藥。藥卷與炮孔在徑向有間隙，間隙內可以是空氣或其他緩沖材料（圖4.4.15(b)），如水、砂等。任務4.4鉆孔爆破施工技術2）按藥卷與藥卷在炮孔軸向的關系分為①連續裝藥。藥卷與藥卷在炮孔軸向緊密接觸。1-導爆管；2-起爆藥；3-雷管；4-底藥。任務4.4鉆孔爆破施工技術這種裝藥方式就是把藥卷一個緊接一個地裝入炮眼，直至把該炮眼需用藥量裝完。如藥柱過長，炮眼中的炸藥起爆后，爆速會逐漸衰減，甚至會中斷爆轟，可在藥柱中部加用一小段導爆索。隧道一般均采用此種裝藥方式。任務4.4鉆孔爆破施工技術

連續裝藥的起爆藥卷放置位置，應保證最大限度地利用炸藥能，一般采用反向起爆法，即將起爆藥卷裝在炮眼底部第2個藥卷位置，這樣既可保證不破壞眼底巖石，又因雷管集中穴朝外，爆轟波由里向外，可取得較好效果。任務4.4鉆孔爆破施工技術②間隔裝藥。藥卷(或藥卷組)之間在炮孔軸向存在一定長度的空隙，空隙內可以是空氣、炮泥、木墊或其他材料（圖4.4.15(d)）。1--底藥；2--起爆藥；3—木棍；4--藥卷；5--電雷管腳線或導爆管。任務4.4鉆孔爆破施工技術間隔裝藥是在炮眼底部先裝一個起爆藥卷，然后間隔一定距離裝半個藥卷，再隔一定距離再裝半個藥卷……直到預計藥量裝填完畢。其裝藥形式如圖所示。任務4.4鉆孔爆破施工技術3.隧道爆破設計隧道爆破的原則是：先做出設計，在掌子面上布置炮孔，而后根據設計的炮孔深度及方向鉆孔，然后根據設計裝藥量及起爆順序將炸藥及不同段別的雷管裝入炮孔，待做好安全防護工作后連接導爆網路線并起爆。任務4.4鉆孔爆破施工技術（1）隧道掘進對爆破的要求

①開挖出的斷面符合設計要求，周邊平整，最大限度地降低對圍巖的破壞。

②炮孔利用率要高，以提高隧道掘進的循環進尺。

③爆落的巖石塊度要均勻，爆堆集中，以提高裝巖效率。任務4.4鉆孔爆破施工技術（2）炮孔的種類和作用隧道爆破工作面上的炮孔，按其位置和作用的不同分為：掏槽孔、輔助孔和周邊孔。周邊可又可分為頂孔、幫孔和底孔。各類炮孔布置如圖4.4.16所示。任務4.4鉆孔爆破施工技術任務4.4鉆孔爆破施工技術復習思考題：1、什么是炸藥的敏感度？2、隧道內常用的炸藥有哪些？3、起爆方法根據所用器材的不同可分為哪些？4、裝藥結構按藥卷與藥卷在炮孔軸向的關系可分為哪些？任務4.4鉆孔爆破施工技術（3）掏槽形式和參數根據掏槽孔與工作面的相對關系以及掏槽孔在被爆巖體中的排列形式，可將掏槽孔分為三種：斜孔掏槽、直孔掏槽和混合掏槽。

任務4.4鉆孔爆破施工技術1）斜孔掏槽斜孔掏槽是指掏槽孔方向與工作面按一定角度斜交的炮孔排列形式。通常分為單向掏槽、楔形掏槽和錐形掏槽幾種形式。隧道爆破中常采用的是垂直楔形掏槽和錐形掏槽。任務4.4鉆孔爆破施工技術

①單向掏槽任務4.4鉆孔爆破施工技術②楔形掏槽楔形掏槽由數對(一般為2-4對)對稱相向傾斜的炮孔組成。爆破后形成楔形槽子。楔形掏槽爆力比較集中，爆破效果較好，掏出的槽口體積較大，可以適應各種不同堅固程度的巖層。楔形掏槽根據巖層層理不同，可分成水平楔形掏槽和垂直楔形掏槽兩類。任務4.4鉆孔爆破施工技術圖4.4.18垂直楔形掏槽炮孔布置示意圖任務4.4鉆孔爆破施工技術③錐形掏槽由數個共同向中心傾斜的炮孔組成。爆破后槽子呈角錐形。炮孔布置形式有三角錐形、四角錐形(四門斗)、五角錐形等，如圖4-4-18所示。有關參數見表4.4.6。任務4.4鉆孔爆破施工技術圖4-4-18錐形掏槽示意圖任務4.4鉆孔爆破施工技術斜孔掏槽具有操作簡單、運用靈活，能按巖層的實際情況選擇掏槽方式和掏槽角度，易把巖石拋出，掏槽孔的數量少且炸藥消耗量低等優點。其缺點是炮孔深度易受到開挖斷面尺寸的限制，不易提高循環進尺，不便于多臺鑿巖機同時作業。任務4.4鉆孔爆破施工技術2）直孔掏槽直孔掏槽由若干個垂直于開挖面的炮孔所組成，掏槽深度不受圍巖軟硬和開挖斷面大小限制，可以實現多臺鉆機同時作業、深孔爆破和鉆孔機械化，從而為提高掘進速度提供了有利條件。

任務4.4鉆孔爆破施工技術由于直孔掏槽鑿巖作業較方便，不需隨循環進尺的改變而變化掏槽形式，僅需改變炮孔深度，且石渣的拋擲距離也可縮短，受到現場歡迎。任務4.4鉆孔爆破施工技術

①直孔掏槽形式直孔掏槽形式很多，目前常用的形式有：●柱狀掏槽(圖4.4.20)。它是充分利用大直徑空孔作為臨空孔和巖石破碎后的膨脹空間，使爆破后能形成柱狀槽口的掏槽爆破。作為臨空孔的空孔數目，視炮孔深度而定。一般當孔深小于3.0m時，采用1個；當孔深為3.0-3.5m時，采用雙臨空孔；當孔深為3.5-5.15m時，采用3個。任務4.4鉆孔爆破施工技術圖4.4.20柱形掏槽任務4.4鉆孔爆破施工技術●螺旋形掏槽。螺旋形槽由柱狀掏槽發展而來，其特點是中心孔為空孔，鄰近空孔的各裝藥孔至空孔之間的距離逐漸加大，其連線呈螺旋形狀，如圖4.4.21所示。任務4.4鉆孔爆破施工技術圖4.4.21螺旋形掏槽炮孔布置示意圖任務4.4鉆孔爆破施工技術②直孔掏槽的特點●適用于硬巖或中硬巖層。●掏槽深度不受開挖斷面大小的限制，適宜采用中深孔爆破。●鑿巖作業較方便，各臺鑿巖機間相互干擾小，便于多臺鑿巖機同時作業，提高鉆孔效率和掘進深度。任務4.4鉆孔爆破施工技術●容易控制孔底深度，使孔底落在同一平面上，炮孔利用率高。●爆破時石渣的拋擲距離較短，不易打壞支護及機具設備等。●掏槽炮孔數目較多，耗藥量較大。●對孔距、裝藥等有嚴格要求，如設計或施工不當，易造成槽腔內巖石拋不出來或部分拋不出來的現象。任務4.4鉆孔爆破施工技術③影響直孔掏槽效果的因素●孔距。空孔與裝藥孔之間的距離對掏槽效果影響較大，孔距過大就會造成掏槽失敗或效果降低，孔距過小不僅會使鉆孔困難，還容易發生槽內巖石被擠實的現象。任務4.4鉆孔爆破施工技術●空孔數目。空孔不僅起著輔助自由面的作用，而且還起著為槽內巖石破碎提供膨脹補償空間的作用。所以，增加空孔數目能獲得良好的掏槽爆破效果。一般是炮孔越深，空孔數越多。任務4.4鉆孔爆破施工技術●裝藥。與其他掏槽方式相比，直孔掏槽的裝藥量最大，裝藥長度占全孔長的70%-90%。如果裝藥長度不夠，易發生“掛門簾”和“留門檻”現象。任務4.4鉆孔爆破施工技術●輔助拋擲。當孔深大于2.0m時，容易產生槽腔內巖石部分拋擲不出來的現象，因此，可采取輔助拋擲措施。其方法一般是將空孔加深100-200mm，并在孔底放1-2卷炸藥，待掏槽孔全部起爆后接著起爆。任務4.4鉆孔爆破施工技術●鉆孔質量。鉆孔質量直接影響著掏槽效果。炮孔偏斜過大，會造成兩孔鉆穿或孔底距離過大，從而降低槽內巖石拋出率或使炮孔間的巖石不能有效崩落。因此，必須嚴格按設計施工，提高鉆孔精度。任務4.4鉆孔爆破施工技術3）混合掏槽混合掏槽是指兩種或兩種以上掏槽方式的組合掏槽。

①混合掏槽的布置形式根據組成混合掏槽的各掏槽方式的不同，其布置形式較多。常用的混合掏槽布置形式有柱狀與錐形混合掏槽和復式楔形掏槽兩種形式。圖4-4-21為這兩種混合掏槽方式的示意圖。任務4.4鉆孔爆破施工技術圖4.4.22混合掏槽任務4.4鉆孔爆破施工技術②混合掏槽的特點●一般在巖石特別堅硬或隧道開挖斷面較大時使用。●具有掏槽深度大、掏槽效果好的優點。●能提高掏槽孔炮孔利用率。●混合掏槽與單一的斜孔掏槽和直孔掏槽相比，其布置和施工都較為復雜。任務4.4鉆孔爆破施工技術（4）隧道爆破的參數設計

1）炮孔直徑炮孔直徑的大小直接影響鉆孔速度、工作面的炮孔數目、單位耗藥量、爆落巖石的塊度和隧道輪廓的平整性。任務4.4鉆孔爆破施工技術加大炮孔直徑以提高裝藥量可使炸藥能量相對集中。爆炸效果得以改善，但炮孔直徑增大將導致鉆孔速度明顯下降，并影響巖石破碎質量、洞壁平整程度和圍巖的穩定性。任務4.4鉆孔爆破施工技術

因此，必須根據巖性、鑿巖設備和工具、炸藥性能等進行綜合分析，合理選用炮孔直徑。隧道所選用的炮孔直徑一般在32-50mm之間，藥卷與孔壁之間的間隙一般為炮孔直徑的10%-15%。任務4.4鉆孔爆破施工技術

2）炮孔數目炮孔數目主要與開挖斷面、炮孔直徑、巖石性質和炸藥性能有關。炮孔數目過少將造成爆破石塊中大塊增多，隧道壁面不平整，甚至會出現炸不開的情況；相反，炮孔數目過多將使鉆孔工作量增大。

任務4.4鉆孔爆破施工技術因此，炮孔數目確定的基本原則是在保證爆破效果的前提下，盡可能地減少炮孔數目。任務4.4鉆孔爆破施工技術炮眼數目計算：式中：

N--導坑炮眼數量；

α--炮眼裝填系數(見表4.4.6)；

γ--炸藥每ｍ長度的質量（kg/ｍ）；

q--單位炸藥消耗量（kg/ｍ3）；

S--導坑開挖面積（ｍ2）。任務4.4鉆孔爆破施工技術3）炮孔深度的確定

炮孔深度是指孔底至工作面的垂直距離。合理的炮孔深度有助于提高掘進速度和炮孔利用率。可采用以下方法確定炮孔深度。任務4.4鉆孔爆破施工技術

炮孔利用率是指每次爆破炮孔長度被利用部分占炮孔長度的百分率，其值可用下式計算：式中L--炮孔長度（ｍ）；

l--炮孔未爆炸部分的長度（ｍ）任務4.4鉆孔爆破施工技術①按每掘進循環的計劃進尺數來確定式中L--炮孔深度，m；

l--每掘進循環的計劃進尺數，m；

--炮孔利用率，一般要求不低于0.85。任務4.4鉆孔爆破施工技術②按每一掘進循環中鉆眼所占的時間決定：

m-鉆機數量；v-鉆眼速度（m/h）；

t-每一掘進循環中鉆眼所占的時間（h）；

N-炮眼數目。任務4.4鉆孔爆破施工技術4）裝藥量的計算裝藥量是影響爆破效果的重要因素。藥量不足，則炮孔利用率低或產生大塊，甚至會出現炸不開的現象；藥量過大，則會破壞圍巖穩定，產生飛石，崩壞支架和機械設備等，且拋渣分散，降低裝渣機裝巖效率。任務4.4鉆孔爆破施工技術合理的藥量應根據所使用的炸藥性能和質量、地質條件、開挖斷面尺寸、自由面數目、炮孔直徑和深度及爆破的質量要求等綜合確定。目前采用的方法是，先用裝藥量體積公式計算出一個循環的總裝藥量，然后再按各種不同類型的炮孔進行分配，經爆破實踐檢驗和修正，直到取得良好的爆破效果為止。任務4.4鉆孔爆破施工技術式中V--導坑每一循環爆破的巖石體積(ｍ3)；

q--爆破每立方巖石所需要的炸藥量(kg/ｍ3)。根據計算的裝藥量(Q)，將它分配到導坑的各炮眼中。掏槽眼及底眼的裝藥量最多，輔助眼次之，幫眼及頂眼最少。任務4.4鉆孔爆破施工技術（5）炮孔的布置炮孔一般按下述原則布置:①先布置掏槽孔，其次是周邊孔，最后是輔助孔。掏槽孔一般應布置在開挖面中央偏下部位。為爆出平整的開挖面，除掏槽孔和底部炮孔外，所有炮孔孔底應落在同一平面上。通常掏槽孔與底部炮孔深度相同，比其他炮孔深15-20cm。任務4.4鉆孔爆破施工技術②周邊孔應嚴格按照設計位置布置。斷面拐角處應布置炮孔。為滿足機械鉆孔需要和減少超欠挖，周邊孔設計位置應考慮3%-5%的外插斜率，并應使前后兩排炮孔的銜接臺階高度(即鋸齒形的齒高)最小。此高度一般要求為10cm，最大不應超過15cm。任務4.4鉆孔爆破施工技術③輔助孔的布置主要是解決炮孔間距和最小抵抗線的問題，這可以由施工經驗決定。一般抵抗線W約為炮孔間距的60%-80%，并在整個斷面上均勻排列。④當炮孔的深度超過2.5m時，靠近周邊孔的內圈輔助孔應與周邊孔有相同的傾角。任務4.4鉆孔爆破施工技術⑤當巖層層理明顯時，炮孔方向應盡量垂直于層理面。如節理發育，炮孔應盡量避開節理，以防卡鉆和影響爆破效果。任務4.4鉆孔爆破施工技術隧道開挖面的炮孔，在遵守上述原則的基礎上，可以有以下幾種布置方式：①直線形布孔。將炮孔按垂直方向或水平方向圍繞掏槽開口呈直線形逐層排列，這種布孔方式，形式簡單且易掌握，同排炮孔的最小抵抗線一致，間距一致，前排孔為后排孔創造臨空面，爆破效果較好。任務4.4鉆孔爆破施工技術②多邊形布孔。這種布孔是圍繞著掏槽部位由里向外將炮孔逐層布置成正方形、長方形、多邊形等。任務4.4鉆孔爆破施工技術③弧形布孔。順著拱部輪廓線逐圈布置炮孔，此外，還可將開挖面上部布置成弧形，下部布置成直線形，以構成混合型布置。④圓形布孔。當開挖面為圓形時，炮孔圍繞斷面中心逐層布置成圓形。這種布孔方式，多用在圓形隧道、泄水洞以及圓形豎井的開挖中。任務4.4鉆孔爆破施工技術圖4.4.23隧道炮孔布置圖任務4.4鉆孔爆破施工技術4.隧道周邊孔的控制爆破在隧道爆破施工中，首要的要求是開挖輪廓的尺寸準確，對圍巖擾動小。所以，周邊孔的爆破效果反映了整個隧道爆破的成洞質量。任務4.4鉆孔爆破施工技術實踐表明，采用普通爆破方法不僅對圍巖擾動大，而且難以爆出理想的開挖輪廓，故目前采用控制爆破技術進行爆破。隧道控制爆破主要是指隧道的光面爆破和預裂爆破。任務4.4鉆孔爆破施工技術（1）隧道光面爆破1）隧道光面爆破標準及特點光面爆破是為使爆破形成平整的開挖面，減小超挖，由開挖面中部向外側依次順序起爆的起爆方法。隧道光面爆破后的圍巖斷面輪廓整體、可以最大限度地減少爆破對圍巖的擾動和破壞，盡可能地保持原巖的完整性和穩定性。任務4.4鉆孔爆破施工技術光面爆破效果圖任務4.4鉆孔爆破施工技術光面爆破的標準為：開挖輪廓成形規則，巖面平整；硬巖圍巖壁上保存有80%以上的半面炮孔痕跡，中硬巖圍巖壁上保存有60%以上的半面炮孔痕跡，無明顯的爆破裂縫；超欠挖尺寸符合規定要求，圍巖面上無危石。任務4.4鉆孔爆破施工技術隧道光面爆破具有如下幾方面的特點：①對圍巖的擾動小，可提高圍巖的自身承載能力。②能有效減少應力集中現象，減少落石和塌方的發生，提高施工安全度。③減少了超挖和回填量，若與錨噴支護相結合，能節省大量混凝土，降低工程造價，加快施工速度。④可降低爆破震動有害效應。任務4.4鉆孔爆破施工技術2）光面爆破技術措施為了獲得良好的光面爆破效果，可采取以下技術措施：①采用小直徑藥卷或專用的低爆速、低密度、低威力炸藥。任務4.4鉆孔爆破施工技術②采用不耦合裝藥結構。光面爆破的不耦合系數最好大于2，但藥卷直徑不應小于該炸藥的臨界直徑，以保證穩定傳爆。當采用間隔裝藥時，相鄰炮孔所用的藥卷位置應錯開，以充分利用炸藥效能。任務4.4鉆孔爆破施工技術

③嚴格掌握與周邊孔相鄰的內圈炮孔的爆破效果，為周邊孔爆破創造臨空面。周邊孔應做到同時起爆。④嚴格控制裝藥集中度，必要時可采用間隔裝藥結構。⑤確保鉆孔精度。任務4.4鉆孔爆破施工技術（2）隧道預裂爆破預裂爆破是由于首先起爆周邊孔，在其他炮孔未起爆之前先沿著開挖輪廓線爆破出一條用以反射爆破地震應力波的裂縫的爆破施工技術。任務4.4鉆孔爆破施工技術預裂爆破效果圖任務4.4鉆孔爆破施工技術預裂爆破的目的與光面爆破相同，只是在炮孔的爆破順序上不同。光面爆破是先引爆掏槽孔，再引爆輔助孔，最后引爆周邊孔。而預裂爆破則是首先引爆周邊孔，使沿周邊孔的連心線炸出一條平順的預裂縫。任務4.4鉆孔爆破施工技術由于這個預裂縫的存在，對