隧道工程爆破基础知识一、爆炸1.爆炸的定义爆炸是某一物质系统在有限空间和极短时间内，大量能量迅速释放或急骤转化的物理、化学过程。在这种变化过程中通常伴随有强烈放热、发光和声响等效应。2.爆炸分类根据爆炸产生的原因及特征，爆炸现象可分为3类：物理爆炸、化学爆炸、核爆炸。3.炸药爆炸炸药爆炸是一种化学爆炸，炸药爆炸时应具备3个条件，这3个条件相辅相成、缺一不可，称为炸药爆炸的“三要素”即：化学反应过程大量放热，反应过程极快，生成大量的气体。其中热是作功的能源，如果没有足够的热量放出，自身又不能供给继续变化所需的能量，化学变化就不可能自行传播，爆炸过程就不能产生。而高速的化学反应，可忽略能量转换过程中热传导和热辐射的损失，在极短的时间内完成爆炸过程。另外炸药爆炸时所生成的气体产物是作功的源泉，炸药爆炸对爆破对象所作的机械功就是由可压缩性和膨胀系数很大的气体产物产生的。二、爆破作用的基本原理1.爆破破岩理论简介炸药在爆破对象内爆炸，形成对周围介质的作用称为爆破作用。由于药包爆炸时产生的主要能量为高温高压爆轰气体和冲击波，因此人们在实验分析的基础上提出了3种爆破作用破坏理论。（1）爆轰气体压力作用破坏理论（2）应力波反射作用破坏理论（3）应力波与爆轰气体综合作用破坏理论，目前这种理论占主流，认为先主要是应力波的作用，然后主要是爆轰气体的压缩、楔入作用。2.爆破的内部作用当药包埋置在地表以下很深处爆炸时，药包的爆破作用只局限于在地表以下，在地表没有显现出爆破痕迹，这种条件下的爆破作用叫做内部作用。通常，按岩石破坏的特征，可将内部作用爆破范围内的岩石划分为3个圈（见下图）1236451-药包，2-压缩圈，3-破裂圈，4-径向裂隙，5-环向裂隙，6-震动圈3.爆破的外部作用（1）爆破的外部作用当药包埋置深度不大、接近地表时，药包爆破除了使岩石破裂和振动外，被破裂的岩块由于碎胀而在地表隆起，或被抛离地表并形成一个爆破坑----爆破漏斗。爆破作用已显现在地表，这种情况叫做爆破的外部作用。（2）有关爆破外部作用的术语1）自由面自由面又叫临空面，通常是指被爆岩石与空气的交界面，也是对爆破作用能产生影响并能使爆后岩石发生移动的岩面。自由而的数目、自由面的大小、自由而与炮孔的夹角以及自由面的相对位置等，都对爆破作用产生不同程度的影响。自由面越多，爆破破岩越容易，爆破效果也越好。当岩石性质、炸药品种相同时，随着自由面的增多，炸药单耗将明显降低。―般来说，随着自由面面积的增加，岩石爆破夹制作用将变小，这有利于岩石的爆破。当其他条件不变时，炮孔与自由面的夹角愈小，爆破效果将愈好。炮孔方向垂直于自由面时，爆破效果最差；炮孔方向与自由面平行时，爆破效果最好。另外，能否利用岩石的自重下落亦对爆破效果有影响。2）最小抵抗线与底盘抵抗线最小抵抗线是指爆破时岩石产生抵抗力（阻力）最小的方向。工程爆破中，通常将药包中心或重心到最近自由面的最短距离称为最小抵抗线，一般常用W表示。最小抵抗线代表了爆破时岩石阻力最小的方向，所以在此方向上岩石运动速度最高，爆破作用最集中。因此最小抵抗线是爆破作用的主导方向，也是岩石移动的主导方向。底盘抵抗线是指台阶炮孔爆破时，坡底线与炮孔中心线之间的水平距离。它是决定前排炮孔装药量及爆破时有无根底的重要参数。3）爆破漏斗爆破漏斗由下列要索构成（见图3-3）①爆破漏斗半径r。表示爆破破坏在自由面上范围的大小。②最小抵抗线W。在自由面为水平的情况下，它近似于药包的埋置深度③漏斗破裂半径R。爆破漏斗的侧向边线长，表示爆破作用在自由面以下的破坏范围。④漏斗可见深度P。药包爆破后，一部分岩块被抛掷到漏斗以外，一部分又回落到漏斗内.形成一个可见漏斗。从自由面到漏斗内岩块堆积表面的最大深度，就叫漏斗可见深度。⑤漏斗张开角θ。即爆破漏斗的锥角，它表示漏斗的张开程度。4）爆破作用指数n及爆破漏斗的分类在岩石性质和爆破条件一定，当装药量不变而改变药包的埋置深度，或药包埋置深度固定不变而改变装药量时，都可发现爆破漏斗的尺寸和爆破作用性质发生变化。这种变化可用爆破漏斗半...
