第四节 爆破施工
一、爆破的基本方法
1.裸露爆破法
裸露爆破法又称表面爆破法，系将药包直接放置于岩石的表面进行爆破。
药包放在块石或孤石的中部凹槽或裂隙部位，体积大于1m3的块石，药包可分数处放置，或在块石上打浅孔或浅穴破碎。为提高爆破效果，表面药包底部可做成集中爆力穴，药包上护以草皮或是泥土沙子，其厚度应大于药包高度或以粉状炸药敷30cm厚。用电雷管或导爆索起爆。
不需钻孔设备，操作简单迅速，但炸药消耗量大（比炮孔法多3～5倍），破碎岩石飞散较远。
适于地面上大块岩石、大孤石的二次破碎及树根、水下岩石与改建工程的爆破。
2.浅孔爆破法
浅孔爆破法系在岩石上钻直径25～50mm、深0.5～5m的圆柱形炮孔，装延长药包进行爆破。
图1-9 浅孔法阶梯开挖布置
1—堵塞物；2—药包L1—装药深度；L2—堵塞深度；L—炮孔深度
炮孔直径通常用35mm、42mm、45mm、50mm几种。为使有较多临空面，常按阶梯型爆破使炮孔方向尽量与临空面成30°～45°角。炮孔深度L：对坚硬岩石，L=（1.1～1.5）H；对中硬岩石，L=H；对松软岩石，L=（0.85～0.95）H，（H为爆破层厚度）。最小抵抗线W=（0.6～0.8）H；炮孔间距a=（1.4～2.0）W（火雷管起爆时），或a=（0.8～2.0）W（电力起爆时），如图1-9所示。炮孔布置一般为交错梅花形，依次逐排起爆，炮孔排距b=（0.8～1.2）W；同时起爆多个炮孔应采用电力起爆或导爆索起爆。
浅孔爆破法不需复杂钻孔设备；施工操作简单，容易掌握；炸药消耗量少，飞石距离较近，岩石破碎均匀，便于控制开挖面的形状和尺寸，可在各种复杂条件下施工，在爆破作业中被广泛采用。但爆破量较小，效率低，钻孔工作量大。适于各种地形和施工现场比较狭窄的工作面上作业，如基坑、管沟、渠道、隧洞爆破或用于平整边坡、开采岩石、松动冻土以及改建工程拆除控制爆破。
3.深孔爆破法
深孔爆破法系将药包放在直径75～270mm、深5～30m的圆柱形深孔中爆破。爆破前宜先将地面爆成倾角大于55°的阶梯形，做垂直、水平或倾斜的炮孔。钻孔用轻、中型露天潜孔钻。爆破参数为：h=（0.1～0.15）H，a=（0.8～1.2）W，b=（0.7～1.0）W。
装药采用分段或连续。爆破时，边排先起爆，后排依次起爆。如图1-10所示。
图1-10 深孔爆破法
深孔爆破法单位岩石体积的钻孔量少，耗药量少，生产效率高。一次爆落石方量多，操作机械化，可减轻劳动强度。适用于料场、深基坑的松爆，场地整平以及高阶梯中型爆破各种岩石。
4.药壶爆破法
药壶爆破法又称葫芦炮、坛子炮，系在炮孔底先放入少量的炸药，经过一次至数次爆破，扩大成近似圆球形的药壶（图1-11），然后装入一定数量的炸药进行爆破。
爆破前，地形宜先造成较多的临空面，最好是立崖和台阶。
一般取W=（0.5～0.8）H，a=（0.8～1.2）W，b=（0.8～2.0）W，堵塞长度为炮孔深的0.5～0.9倍。
每次爆扩药壶后，须间隔20～30min。扩大药壶用小木柄铁勺掏渣或用风管通入压缩空气吹出。当土质为黏土时，可以压缩，不需出渣。药壶法一般宜与炮孔法配合使用，以提高爆破效果。
药壶爆破法一般宜用电力起爆，并应敷设两套爆破路线；如用火花起爆，当药壶深在3～6m时，应设两个火雷管同时点爆。药壶爆破法可减少钻孔工作量，可多装药，炮孔较深时，将延长药包变为集中药包，大大提高爆破效果。但扩大药壶时间较长，操作较复杂，破碎的岩石块度不够均匀，对坚硬岩石扩大药壶较困难，不能使用。适用于露天爆破阶梯高度3～8m的软岩石和中等坚硬岩层；坚硬或节理发育的岩层不宜采用。
图1-11 药壶爆破法
1—药包；2—药壶
5.洞室爆破法
洞室爆破又称大爆破，其炸药装入专门开挖的洞室内，洞室与地表则以导洞相连。一个洞室爆破往往有数个、数十个药包，装药总量可高达数百、数千乃至逾万吨。
在水利水电工程施工中，坝基开挖不宜采用洞室爆破。洞室爆破主要用于定向爆破筑坝，当条件合适时也可用于料场开挖和定向爆破堆石截流。
二、爆破施工
水利工程施工中一般多采用炮眼法爆破。其施工程序大体为：炮孔位置选择→钻孔→制作起爆药包→装药与堵塞→起爆等。
（一）炮孔位置选择
选择炮孔位置时应注意以下几点：
（1）炮孔方向尽量不要与最小抵抗线方向重合，以免产生冲天炮。
（2）充分利用地形或利用其他方法增加爆破的临空面，提高爆破效果。
（3）炮孔应尽量垂直于岩石的层面、节理与裂隙，且不要穿过较宽的裂缝以免漏气。
（二）钻孔
1.人工打眼
人工打眼仅适用于钻设浅孔。人工打眼有单人打眼、双人打眼等方法。打眼的工具有钢钎、铁锤和掏勺等。
2.风钻打眼
风钻是风动冲击式凿岩机的简称，在水利工程中使用最多。风钻按其应用条件及架持方法，可分为手持式、柱架式和伸缩式等。风钻用空心钻钎送入压缩空气将孔底凿碎的岩粉吹出，叫作干钻；用压力水将岩粉冲出叫作湿钻。国家规定地下作业必须使用湿钻以减少粉尘，保护工人身体健康。
3.潜孔钻
潜孔钻是一种回转冲击式钻孔设备，其工作机构（冲击器）直接潜入炮孔内进行凿岩，故名潜孔钻。潜孔钻是先进的钻孔设备，它的工效高，构造简单，在大型水利工程中被广泛采用。
（三）起爆药包的制作过程
1.火线雷管的制作
将导火索和火雷管联结在一起，叫火线雷管。制作火线雷管应在专用房间内，禁止在炸药库、住宅、爆破工点进行。制作的步骤如下：
（1）检查雷管和导火索。
（2）按照需要长度，用锋利小刀切齐导火索，最短导火索不应少于120cm。
图1-12 火线雷管制作
（3）把导火索插入雷管，直到接触火帽为止，不要猛插和转动。
（4）用铰钳夹夹紧雷管口（距管口5mm以内），如图1-12所示。固定时，应使该钳夹的侧面与雷管口相平。如无铰钳夹，可用胶布包裹；严禁用嘴咬。
（5）在接合部包上胶布防潮。当火线雷管不马上使用时，导火索点火的一端也应包上胶布。
2.电雷管检查
对于电雷管应先做外观检查，把有擦痕、生锈、铜绿、裂隙或其他损坏的雷管剔除，再用爆破电桥或小型欧姆计进行电阻及稳定性检查。为了保证安全，测定电雷管的仪表输出电流不得超过50mA。如发现有不导电的情况，应作为不良的电雷管处理。然后把电阻相同或电阻差不超过0.25Ω的电雷管放置在一起，以备装药时串联在一条起爆网络上。
3.制作起爆药包
起爆药包只许在爆破工点于装药前制作该次所需的数量。不得先作成成品备用。制作好的起爆药包应小心妥善保管，不得震动，亦不得抽出雷管。
制作时分如下几个步骤（图1-13）：
图1-13 起爆药包制作
（1）解开药筒一端。
（2）用木棍（直径5mm，长10～12cm）轻轻地插入药筒中央然后抽出，并将雷管插入孔内。
（3）雷管插入深度：易燃的硝化甘油炸药将雷管全部插入即可；其他不易燃炸药，雷管应埋在接近药筒的中部。
（4）收拢包皮纸用绳子扎起来，如用于潮湿处则加以防潮处置，防潮时防水剂的温度不超过60℃。
（四）装药、堵塞及起爆
1.装药
在装药前首先了解炮孔的深度、间距、排距等，由此决定装药量。根据孔中是否有水决定药包的种类或炸药的种类。同时还要清除炮孔内的岩粉和水分。在干孔内可装散药或药卷。在装药前，先用硬纸或铁皮在炮孔底部架空，形成聚能药包。炸药要分层用木棍压实，雷管的聚能穴指向孔底，雷管装在炸药全长的中部偏上处。在有水炮孔中装吸湿炸药时，注意不要将防水包装捣破，以免炸药受潮而拒爆。当孔深较大时，药包要用绳子吊下，不允许直接向孔内抛投，以免发生爆炸危险。
2.堵塞
装药后即进行堵塞。对堵塞材料的要求是：与炮孔壁摩擦作用大，材料本身能结成一个整体，充填时易于密实，不漏气。可用1∶2的黏土粗砂堵塞，堵塞物要分层用木棍压实。在堵塞过程中，要注意不要将导火线折断或破坏导线的绝缘层。
上述工序完成后即可进行起爆。