浅谈无管爆破施工技术
浅谈无管爆破施工技术提要:无管爆破是一种不采用雷管起爆的弱控制爆破,利用火药或硝铵炸药按设定方向爆开爆破对象。爆破具有可控性好
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本文根据石匠施工经验,对无管爆破的施工流程进行施工实验,初步论证其定向、造孔、装药、封孔的过程和方法。
1 概述
1.1 起源
在川北的农村,修房造屋通常使用石板作房屋正面的主要装饰材料。十余年前,聪明的石匠在开采条石、石板的过程中,发明了这种技术,经过多年的施工改进,这种技术在工程施工中也得到越来越多的应用。
1.2 特点
无管爆破是一种不采用雷管起爆的弱控制爆破,利用火药或硝铵炸药按设定方向爆开爆破对象。爆破具有可控性好、成型精度高、基本不产生飞石、对周围建筑物无影响的特点。
特别是开采石料板材,开采面平整光滑、线形平直。
其与有管爆破相比较,主要是开采的石材面在炮孔处不容易大块掉碴,更容
易控制成型精度,在爆破时基本不产生飞石,安全性好。
1.3 适用范围
无管爆破实际上是利用特殊起爆药包引燃黑火药或硝铵炸药,产生强气流撕裂爆破对象。所以要求爆破对象整体性好,没有一点漏气缝隙;岩石越脆硬爆破效果越好。
目前施工主要是应用于爆破体积小、建筑物密集处的施工,如开采石板材、条石、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,更大深度的施工尚须进一步试验论证。
2 爆破器材
2.1 黑火药
黑火药是由硝酸钾、硫磺、木炭组成的混合物,其配合比例为0.75:0.10:0.15,其化学反应原理是:2KNO3+3C+S→N2↑+3CO2↑+K2S。它对冲击和摩擦的敏感性高,易溶于水,受潮后即不能使用。
黑火药是一种缓性炸药,其猛度小,是最好的无管爆破材料。
2.2 炸药
使用2号岩石硝铵炸药或2号露天硝铵炸药。其性能参数见下表;
炸 药 性 能 表
炸 药 品 种
2号岩石硝铵炸药
2号露天硝铵炸药
性能
水分 (不大于1%)
0.3
0.5
密度 (g/cm?)
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
起爆药包仅采用导火索制作而成,不用其它材料,导火索的技术指标见下表;
导 火 索 技 术 指标
组 成
导火索由索壳和药芯构成,索壳一般由棉线、纸条、沥青绕成
外 径
5.2 ~ 5.8mm,药芯直径不小于2.2mm
燃 速
100~125s/m
延米燃烧时间差
同批每米燃烧时间差不大于15s
喷火长度
不小于50mm
浸 水
在1m深水中,浸泡4h后燃速与燃烧性能不变
3 施工工艺流程
无管爆破的施工流程是:
3.1 定向
在造孔前先根据爆破目的确定爆破方向,爆破方向不受爆破对象纹理制约。按确定的爆破方向刻划方向线,也就是预先设定的爆破分裂线。如仅是为破碎爆破对象,则不需定向。
3.2 造孔
3.2.1 造孔机械及器具
造孔可采用潜孔钻、YT28手风钻和石工用的手锤钻子;设定方向采用扁钻开口,扁钻头部宽度比孔径宽5~6mm,两侧厚度为2mm~3mm
3.2.2 孔深及孔径确定
炮孔孔深根据爆破对象确定,一般单孔孔深为石料在炮孔轴线方向上的高度或长度的0.7~0.8倍,目前应用的炮孔最大深度在4m左右。多孔布置其爆破孔孔深与单孔孔深一样确定,隔离孔要穿透爆破对象。
根据施工的目标物大小、硬度及使用黑火药或硝铵炸药的不同,造孔孔径采用30~100mm不等,石头面积大、硬度小、使用黑火药,则孔径采用较大值。
3.2.3 炮孔布置
炮孔布置是根据爆破对象的大小和设计开口方向确定。不管单孔或多孔,有方向要求的,其炮孔均要布置于爆破方向线上,并且定向开口也位于方向线上。有方向要求的炮孔,其最小抵抗线要大于爆破方向上的长度,最好在3m范围内。
单孔布置:炮孔布置在设计方向线的中点,并且炮孔要位于设计开裂面上,单孔布置又有单孔单向和单孔双向,分别见下图01、图02所示。
图01 单孔单向布置示意图
图02 单孔双向布置示意图
多孔布置:爆破对象较大时,爆破方向线长度大于6.0m以上时,采用多孔布置爆破,先把其分解为两部分后再进一步分解。其布置见图03,图中隔离孔要穿透爆破对象。
图03 多孔布置示意图
3.3 制作起爆药包
由于起爆药包是用导火索制作而成,其防潮能力低,并且不方便保存;所以起爆药包都是在现场加工。
取一段导火索,其长度L = 孔深H + 30~40cm。两端固定并在一端褪20cm左右的棉纱和沥青纸条,注意在褪的过程中不能松动药芯、不要损坏沥青纸条、不要扯断棉线。
两手捏药
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