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试析地形与地质条件对爆破的影响-5151doc

试析地形与地质条件对爆破的影响
作者:未知 文章来源:网络 点击数: 更新时间:2009-8-2

  论文关键词:地形、地质条件;爆破;影响;理论基础
  论文摘要:探讨了地形与地质条件对爆破的影响,为优化施工方案提供了理论基础。

  
  1地形条件
  
  良好的地形条件,不但是定向爆破筑坝成功的保证,而且可以大大节省费用和人力。陡峭的凹岸是定向爆破最有利的地形;反之,如果坝址两岸平缓,则因为需要用辅助药包造成人工的定向坑,必然增加炸药用量和减少上坝方量,平缓的岸坡、较宽的河谷,两岸山头高度不够,山体单薄,上、下游冲沟切割等则都是定向爆破的不良地形条件。
  单薄的山脊、深切的冲沟和多面临空的孤山峰都会影响爆破的抛掷方向,岸坡陡、河谷狭窄的坝址,除了上坝率高,不易出现马鞍形的爆堆外,爆堆的坡度较陡,一般可达1:1.50,也是一个显著的效果。单薄的山脊受爆破震波的破裂影响要比厚实山体大,因为大爆破产生的地震烈度很大,当冲击波向四周辐射传播时,单薄山脊容易产生超过弹性限度的变形,因而产生裂缝和坍塌,当跨越冲沟或河谷时,地震烈度将大为降低。利用地形是爆破工程中首要的原则,地形对定向的影响最大。
  
  2岩石性质
  
  岩石的产状、岩性、结构和物理力学性质都会影响爆破的效果。爆破区应选择在岩石较均一、覆盖层薄、风化带浅和有足够抗压强度的岩层上。岩石性质最主要是影响到单位耗药量、抛掷方向、震波和爆落石块的粒径,现分述如下:
  2.1岩石与单位耗药量的关系在选用单位耗药量时,应考虑到岩石的密度、风化程度、层面及接触面的情况、硬度、脆性和韧性、孔隙率和节理裂隙情况等。结晶颗粒细、密度大、风化轻微、硬度大、韧性大、孔隙率小和裂隙少的岩石,单位耗药量应较大。一般岩石容易顺接触面或层面开裂,因此成层岩石的单位耗药量应比无层次的岩石小。
  2.2岩层对抛掷方向的影响岩层中有软弱夹层时,药包往往从软弱层中冲出,或改变了设计的最小抵抗线的方向。岩层的产状对定向抛掷也有密切关系,岩层倾向河谷时定向较好,同时也会增加爆落的方量;岩层倾向上游或下游时,抛掷时也易偏向上游或下游。
  2.3岩层对爆破震波和爆落石块粒径的影响在火成岩中,爆破的震波向各个方向传递,如无其他因素,则受震波的破坏应是四面一致的。变质岩中多针片状、纤维状矿物和软弱的矿物,往往成定向排列,组成天然的软弱面,故爆破后多沿片理面片麻状结构开裂。沉积岩有层面存在,地震波在垂直岩层方向通过许多层面中充填的空气等物质的阻隔后,将逐步削减,而顺岩层方向则容易破坏。许多爆破证明,顺层方向的破坏范围较大。薄的岩层比厚的岩层容易破碎,当层面水平、层面铅直或层面倾向山体时,漏斗形状比均匀岩层的小,当层面倾向岸坡而倾角小些,漏斗上部破裂范围较小而底部破裂范围较大,当层面倾向岸坡而倾角较大时,则上部破裂范围较大,而底部破裂范围较小,由于层面的存在使震波通过它时发生衰减,所以对爆破漏斗形状有较大的影响。
  在坚硬的岩石中爆破时,震动半径较小而破坏影响较大,在松软地层中爆破时则相反。含水多的岩层比不含水的岩层容易传递震波,因此震动范围较大,基岩受破坏的范围也较大。
  爆岩多从层面或裂隙面破裂成块,岩层越厚,爆块越大。片状或板状的薄岩层,爆块也大都呈针片状。
  当地震波通过疏松岩层时,震波将被削减,但地震波对松软岩层的影响范围却比坚硬岩层大。

  3地质构造
  
  各种地层构造对爆破的影响如下:
  3.1断层爆破中要充分利用断层,以便能用少量炸药爆落大量石方,或利用断层带来削减爆破震波对基岩和水工建筑物的影响。药包如放在胶结疏松的断层或裂隙上,爆炸气体沿裂隙逸出,爆破效果急剧降低。药包如放在断层带后面,则不能发挥炸药能量。如放在断层带的下面,则将减少爆落方量。如放在断层带的前面或后面,而使断层接近爆破漏斗上波裂线附近,则可能沿断层线破裂而增加爆落石方量。


  断层的平面位置可能还会影响抛掷的方向,当药包一侧有与临空面斜交的直立大断层时,爆破漏斗边缘势必沿断层面破裂,而抛掷方向将偏向断层的一侧。
  当很难避免断层的不利影响时,可以采取下列措施:可以在上下各布置一个药室,两药包同时起爆,使断层受到两侧平衡的作用力;或把药包放在断层后面,且使最小抵抗线与断层成90度交角;或使上破裂线接近断层;或在断层上侧后面布置辅助药包,把断层打掉。充填密实或胶结良好的小断层,对爆破效果一般无显著影响。
  3.2裂隙裂隙对爆破有不利的影响,但也有有利的影响。在坚硬岩层中有适量的裂隙并不致于影响石块的强度和级配,有时反可降低单位耗药量。应尽量使最小抵抗线方向与裂隙面的夹角较大,最好使近于垂直,因为这样的裂隙有助于岩石面向外破裂,增加爆落石方量。
  节理裂隙对爆破运动方向只在边缘或振松脱落部分有影响,而对于主要抛掷部分影响不大。
  3.3其他地质现象
  3.3.1崩塌。在岸坡陡峻地带,受大爆破的影响可能加剧悬崖的崩塌,故对爆破区附近的预计不稳定的悬崖必要时须预先清除。
  3.3.2滑坡。把药包放在滑坡区中时,有可能使滑坡体复活,坍入河谷,以致无法处理。但如滑坡已极稳定时,合理地布置药包,可能会增加爆落方量。
  3.3.3溶洞。如在药室附近有溶洞时,可能形成爆破时的聚能穴,降低了爆破效果,甚至一部分爆岩从洞中冲出,而使爆破漏斗中遗留了需要爆除的基岩。如在药室顶部有溶洞,也有可能使溶洞坍落,有时因溶洞的存在使抛掷方向改变。但有时却由于存在溶洞的缘故反而使爆破方量增加。
  可以采取下列措施避免溶洞的不良影响:在有可能时,利用溶洞作为药室导洞;或将溶洞用土石堵塞,堵塞长度要大于最小抵抗线长度;或如溶洞走向于最小抵抗线方向一致时,把溶洞夹在两个同时起爆的药包中间;或调整药包位置,使药包中心至溶洞的最短距离大于最小抵抗线的长度;或把药包布置在溶洞下面,使最小抵抗线与溶洞正交。
  3.3.4地下水。地下水除使传递地震波的范围较大外,也直接影响到药室开挖,堵塞和装药工作。

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