80年代以来,试验成功了水下压缩爆破方法,以水为传播压力的介质,压实水下淤泥等类软土地基,代替过去用机械船挖除淤泥的清基方法,既经济又方便,有效地扩大了水下爆破的应用范围。
地下爆破
不同于露天和水下爆破,通常是在一个狭窄的工作面上进行钻爆作业,因此,它的特点是装药量少或使用低威力的炸药,多炮眼,装药量分散,爆破作用力均匀分布,属于前述松动爆破的情况,最大限度地减少对围岩的破坏程度,技术上的要求比较严格。
地下爆破从技术上可分为两种:一是起掘进作用的掏槽爆破。其目的是在只有一个临空面的条件下,首先在工作面中央形成较小但有足够深度的槽穴,这个槽穴是整个地下坑道、隧道等施工开挖中的先导。掏槽爆破的炮孔布置方法很多,必须根据地质构造、断面大小和施工机械等条件,确定良好的掏槽眼(孔)的布置形式。二是要使地下坑道造成一定横断面形式的成形爆破。这种布孔法称周边孔,也称刷帮爆破。爆破的作用力是在两个临空面上均匀分布的,除了要使炸落的岩石块度均匀,便于清渣,抛置不太远,不致打坏支撑等以外,还应保证坑道开挖限界外的围岩受到最小的破坏,以减少超挖的数量。
随着地下工业的发展,为开挖地下飞机场、库、厂房等大面积空间的工程,使地下爆破技术也逐渐向大规模的大钻孔爆破技术发展。但目前地下大爆破技术经验较少。自从光面、预裂爆破技术应用于地下工程以后,促进了锚杆喷混凝土支护技术的发展,每次爆破的超挖量减少到了最低量,围岩的稳定性大为增加,使地下工程收到很大的经济效益。
聚能效应和聚能现象的一组实验结果进行说明。实验中所用药包的几何尺寸一样,但装药结构不一样,将所有的药包装置在厚度相同的同一种材质的钢板上。爆破后可以看出:(a)种药包在板上仅炸出一个很浅的凹坑;(b)种药包虽然它的装药重量比(a)药包少,但由于在下端有一个锥形孔穴,爆炸后在板上炸出了一个深几毫米的坑;(c)种药包是在锥形孔穴表面嵌装一个金属锥形衬套(药型罩),这种药包爆炸后在钢板上炸出一个深达几十毫米的孔。这种利用药包一端的孔穴来提高局部破坏作用的效应,称为聚能效应,这种现象叫做聚能现象。
一个完整的圆柱形药包爆炸后,爆炸产物沿近似垂直于药柱表面的方向,向四周飞散。作用在钢板表面上的仅仅是从药柱一端飞散出的爆炸产物,它的作用面积等于药柱一端的端面面积。但是,一端带有锥形孔穴的圆柱形药包则不同,它爆炸后锥形孔穴部分的爆炸产物飞散时,先向药包轴线集中,汇聚成一股速度和压力都很高的气流,称为聚能气流。
爆炸产物的能量集中在较小面积上,大大提高了聚能效应。聚能气流不能无限地集中,而在离药柱端面某一距离F处达到最大的集中,以后又迅速飞散开了。如果设法把能量尽可能转换成动能形式,就能大大提高能量的集中程度。提高动能的办法是在锥形孔穴的表面嵌装一个形状相同的金属药型罩。这样爆炸产物在推动罩壁向轴线运动过程中将能量传递给药型罩。由于金属的可压缩性很小,因此内能增加很少,能量的极大部分表现为现代爆破技术动能形式,这样就可避免由于高压膨胀引起的能量分散nli使能量更加集中,形成一股速度和动能比气体射流更高的金属射流,从而产生极大的穿透能力。
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