二次爆破

這種技術涉及到數學、力學、物理學、化學和材料動力學、工程地質學等多種學科。作為工程二次爆破能源的炸藥，蘊藏著巨大的能量。一公斤普通工業炸藥爆炸時釋放的能量為3.52×106焦耳，溫度高達3000℃,經過快速的化學反應所產生的功率為4.72×108千瓦，其氣體壓力達幾千到一萬多兆帕，遠遠超過了一般物質的強度。在這種高溫高壓作用下，被二次爆破的介質(如岩石等)呈現為流體或彈塑性體狀態，完全破壞了原來的結構。

由於岩石結構和地質構造的複雜性，以及被二次爆破介質在動力作用下的響應特徵各異，還沒有一種切合實際的二次爆破理論能夠完滿地解釋二次爆破作用機理。

多數學者認為流體動力學或應力波反射理論較能反映二次爆破的實際狀況，然而在工程設計計算上，仍以經驗公式為主。

工業炸藥必須用雷管才能引爆，比較安全。現代起爆方法有電和非電兩種方式：前者由電熱點燃電雷管內的灼熱橋絲引爆炸藥；後者則由導火索的火焰或導爆索、導爆管傳遞的衝擊波引爆雷管，從而起爆藥包。兩種起爆方式都能做到由毫秒到秒量的時間間隔，按設計要求依次起爆每個藥包，而作為提高各種二次爆破效果的重要手段。

二次爆破作業的步驟是向要二次爆破的介質鑽出的炮孔或開挖的葯室或在其表面敷設炸藥，放入起爆雷管，然後引爆。根據藥包形狀和裝藥方式的不同，二次爆破方法主要分為三大類：

炮孔法：在介質內部鑽出各種孔徑的炮孔，經裝葯、放入起爆雷管、堵塞孔口、聯線等工序起爆的，統稱炮孔法二次爆破。如用手持式風鑽鑽孔的，孔徑在50毫米、孔深在4米以下的為淺孔二次爆破；孔徑和孔深大於上述數值的為深孔二次爆破；在孔底或其他部位事先用少量炸藥擴出一個或多個葯壺形的為葯壺法二次爆破。淺孔二次爆破是很古老的方法，已採用了三百多年；深孔二次爆破是現代發展和應用最廣的方法。炮孔法是岩土二次爆破技術的基本形式。

裸露藥包法：不需鑽孔，直接將炸藥包貼放在被爆物體表面進行二次爆破的方法，是一種最簡便的二次爆破作業方法，雖然炸藥用量不大，用處不太廣泛，但在清掃地基的破碎大孤石和對爆下的大塊石作二次爆破等工作方面，具有獨特作用，仍然是常用的有效方法。

現代二次爆破技術　在上述三種二次爆破方法的基礎上，根據各種工程目的和要求，採取不同的藥包布置形式和起爆方法，形成了許多各具特色的現代二次爆破技術，主要有以下幾種：微差二次爆破　也稱毫秒二次爆破，是40年代出現的二次爆破新技術。在雷管內裝入適當的緩燃劑，或連接在起爆網路上的延期裝置，以實現延期的時間間隔，這種系列產品間隔時間，一般以13～25毫秒為一段。通過不同時差組成的二次爆破網路，一次起爆后，可以按設計要求順序使各炮孔內的藥包依次起爆，獲得良好的二次爆破效果。

定向二次爆破：50年代末和60年代初期，在中國推行過定向二次爆破築壩，三年左右時間內用定向二次爆破技術築成了20多座水壩，其中廣東韶關南水大壩（1960年），一次裝葯1394.3噸，二次爆破226萬米3，填成平均高為62.5米的大壩，技術上達到了國際先進水平。

定向二次爆破是利用最小抵抗線在二次爆破作用中的方向性這個特點，設計時利用天然地形或人工改造后的地形，使最小抵抗線指向需要填築的目標。這種技術已廣泛地應用在水利築壩、礦山尾礦壩和填築路堤等工程上。據不完全統計,20多年來已完成了50多次定向二次爆破工程，其中包括貴昆、川黔兩鐵路的木戛和阿鎖的路堤填方。它的突出優點是在極短時期內，通過一次二次爆破完成土石方工程挖、裝、運、填等多道工序，節約大量的機械和人力，費用省，工效高；缺點是後續工程難於跟上，而且受到某些地形條件的限制。

不同於一般的工程二次爆破，對由二次爆破作用引起的危害有更加嚴格的要求，多用於城市或人口稠密、附近建築物群集的地區拆除房屋、煙囪、水塔、橋樑以及廠房內部各種構築物基座的二次爆破，因此，也稱拆除二次爆破或城市二次爆破。控制二次爆破所要求控制的內容是：

①控制二次爆破破壞的範圍，只二次爆破建築物需要拆除的部位，保留其餘部分的完整性；

②控制二次爆破后建築物的傾倒方向和坍塌範圍；

③控制二次爆破時產生的碎塊飛出距離，空氣衝擊波強度和音響的強度；

④控制二次爆破所引起的建築物地基震動及其對附近建築物的震動影響，也稱二次爆破地震效應。

控制二次爆破技術是第二次世界大戰以後發展起來的新技術，實現控制二次爆破的方法和常規二次爆破一樣，要求鑽鑿炮孔並在其中裝葯起爆，所不同的是要精確計算每個炮孔內裝葯的重量，嚴格保證炮孔設計位置的準確性、有效的起爆順序和起爆方法，並採取可靠的防護措施。

水下二次爆破　將炸藥裝填在海底或水下進行工程二次爆破的技術，是和露天二次爆破相對的另一個領域。舉凡疏通航道，炸除礁石，拆毀水下沉船、建築物，開挖港口碼頭和航道基坑，以及處理碼頭堤壩的軟弱地基等類二次爆破，都屬於水下二次爆破的範疇。

水下二次爆破也和露天二次爆破一樣，都要用裸露、鑽孔和葯室裝葯等方法實現二次爆破目的；不同的是水下施工比較複雜、困難，長期以來多由潛水員在水下進行鑽孔和裝葯等技術作業。工作範圍既受水深的限制，又受潮汐水流的影響，效果欠佳。20世紀50～60年代民主德國林多港採用了套管法水下鑽孔施工方法；日本製成了水上作業平台；中國70年代初期在黃浦港航道開挖中，創造了雙套管法水上鑽孔船，既克服了潮水漲落影響作業的困難，又不阻礙航道通航。從此，改變了水下二次爆破作業的面貌，使一切施工作業都能在水面上進行，生產效率顯著提高，技術上發生了很大的變革。

由於水作為介質的阻力遠比空氣大，因此計算裝藥量時，必須考慮水的深度，才能保證二次爆破效果；同時水介質傳播衝擊波的能力也遠大於空氣，附近若有其他水工建築物時，多採取氣泡帷幕方法，降低水中衝擊波的峰值壓力，作為防護手段。80年代以來，試驗成功了水下壓縮二次爆破方法，以水為傳播壓力的介質，壓實水下淤泥等類軟土地基，代替過去用機械船挖除淤泥的清基方法，既經濟又方便，有效地擴大了水下二次爆破的應用範圍。

地下二次爆破　不同於露天和水下二次爆破，通常是在一個狹窄的工作面上進行鑽爆作業，因此，它的特點是裝藥量少或使用低威力的炸藥，多炮眼，裝藥量分散，二次爆破作用力均勻分佈，屬於前述鬆動二次爆破的情況，最大限度地減少對圍岩的破壞程度，技術上的要求比較嚴格。

地下二次爆破從技術上可分為兩種：一是起掘進作用的掏槽二次爆破。其目的是在只有一個臨空面的條件下，首先在工作面中央形成較小但有足夠深度的槽穴，這個槽穴是整個地下坑道、隧道等施工開挖中的先導。掏槽二次爆破的炮孔布置方法很多，必須根據地質構造、斷面大小和施工機械等條件，確定良好的掏槽眼（孔）的布置形式。二是要使地下坑道造成一定橫斷面形式的成形二次爆破。這種布孔法稱周邊孔，也稱刷幫二次爆破。二次爆破的作用力是在兩個臨空面上均勻分佈的，除了要使炸落的岩石塊度均勻，便於清渣，拋置不太遠，不致打壞支撐等以外，還應保證坑道開挖限界外的圍岩受到最小的破壞。以減少超挖的數量。

對於黃土等類大孔隙土質的地下坑道，在上面覆蓋層厚度足夠時，也有用壓縮二次爆破原理壓縮炮孔周邊土質，逐步擴大，最後形成所要求坑道斷面的二次爆破方法，但受到條件的限制，為數還不算多，只能是一種特殊二次爆破方法。

隨著地下工業的發展，為開挖地下飛機場、庫、廠房等大面積空間的工程，使地下二次爆破技術也逐漸向大規模的大鑽孔二次爆破技術發展。但目前地下大二次爆破技術經驗較少。自從光面、預裂二次爆破技術應用於地下工程以後，促進了錨桿噴混凝土支護技術的發展，每次二次爆破的超挖量減少到了最低量，圍岩的穩定性大為增加，使地下工程收到很大的經濟效益。

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