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水利工程施工课习题答案第二章

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课后习题2
1. 区别以下概念: 爆炸与爆破； 正氧平衡与负氧平衡； 导火索与导爆索； 集中药包与延长药包；爆力与猛度；抛掷漏斗与可见漏斗；深孔爆破和浅孔爆破；光面爆破和预裂爆破；
答：1.爆炸：在极短时间内，释放出大量能量，产生高温，并放出大量气体，在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化。
     爆破：利用炸药的爆炸能量对周围的岩石、混凝土或土等介质进行破碎、抛掷或压缩，达到预定的开挖、填筑或处理等工程目的的技术。
    2.正氧平衡：炸药的含氧量大于可燃物完全氧化所需要的含氧量，生成有毒的NO2，并释放较少的热量。
     负氧平衡：炸药的含氧量小于可燃物完全氧化所需要的含氧量，生成有毒的CO，释放热量仅为正氧平衡的1/3左右。
    3.导火索：用来激发火雷管，索芯为黑火药，外壳用棉线、纸条和防水材料等缠绕和涂抹而成。按使用场合不同，有普通型、防水型和安全型3种。
     导爆索：可分为安全导爆索和露天导爆索。构造类似于导火索，但其药芯为黑索金，外表涂成红色，以示区别。
    4.集中药包：药包的长边和短边的长度之比<=4;
      延长药包：药包的长边和短边的长度之比>4;
    5.爆力：又称静力威力，用定量炸药炸开规定尺寸铅柱体内空腔的容积（mL）来衡量，表征炸药膨胀介质的能力。
     猛度：又称动力威力，用定量炸药炸塌规定尺寸铅柱体的高度（mm）来表示，表征炸药粉碎介质的能力。
6.抛掷漏斗：装药在介质内爆破后于自由面处形成的漏斗形爆坑
 可见漏斗：破碎后的岩块部分抛掷于漏斗半径以外，抛起的部分渣料落回到漏斗坑内，形成的可见漏斗。
7.深孔爆破：钻孔爆破中，孔径大于75mm，孔深超过5m；
浅孔爆破：钻孔爆破中，孔径小于75mm，孔深小于5m；
8.光面爆破：先爆除主体开挖部分的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面。
 预裂爆破：首先起爆布置在设计轮廓线上的预裂爆破孔药包，形成一条沿设计轮廓线贯穿的裂缝，再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖部位的爆破，保证保留岩体免遭破坏。
2. 常用的炸药、雷管有哪几种类型？分别适用于哪些场合？
答：炸药：1.三硝基甲苯（TNT）；2.硝化甘油炸药（胶质炸药）3.铵梯炸药；4.铵油炸药；5.浆状炸药；6.乳化炸药；
起爆器材：1.雷管；2.导火索；3.导爆索；4.导爆管；5.导爆雷管；
雷管：分为火雷管和电雷管，电雷管又分即发、秒延迟、毫秒延迟3种。
3. 常用的起爆方法有哪些？各有什么优缺点？
答：分为电力起爆和非电力起爆两大类，后者又包括火花起爆，导爆管起爆和导爆索起爆。
    1.火花起爆：
2.电力起爆：
3.导爆管起爆：
4.导爆索起爆：
4. 爆破设计应确定哪些参数？爆破作用指数大小与哪些因素有关？工程中怎样按照爆破作用指数进行爆破类型划分？
答：1. W:最小抵抗线：药包中心至临空面的最短距离；2. r：爆破漏斗底半径；3. R：爆破破坏半径；4. P ：可见漏斗深度；5. L：抛掷距离；
     爆破作用指数用n表示：r/W
     分类：1.当n=1即r=W时，称为标准抛掷爆破；
           2.当n>1即r>W时，称为加强抛掷爆破；
           3.当0.75<=n<1时，称为减弱抛掷爆破；
           4.当n<0.75时，称为松动爆破；
5. 常用的爆破方法有哪些？其适用条件如何？
答：按照药室的形状不同分为钻孔爆破和洞室爆破两大类；
钻孔爆破又分为浅孔爆破和深孔爆破；浅孔爆破大量应用于地下工程开挖、露天工程的中小型料场开采、水工建筑物基础分层开挖以及城市建筑物的控制爆破。深孔爆破则恰好弥补了前者的缺点，适用于料场和基坑的大规模、高强度开挖。
洞室爆破适用条件：
1. 挖方量大而集中，并需在短时间内发挥效益的工程。
2. 山势陡峻，不利于钻孔爆破安全施工的场合。
3. 定向爆破筑坝。
在水利水电工程施工中，当地质、地形条件满足要求时，洞室爆破可用于定向爆破筑坝、面板堆石坝次料场开挖以及定向爆破截流。
6. 钻孔爆破设计包括哪些主要参数?如何改善深孔爆破的爆破效果？
答：浅孔爆破：1.最小抵抗线W；2.台阶高度H；3.炮孔深度L；4.孔距a和排距；5.堵塞长 L；
    深孔爆破：1.台阶高度H；2.钻孔直径d；3.底盘抵抗线Wd；4.超钻深度△H；5.孔长L；6. 孔距a和排距；7. 堵塞长度L1
措施：1.合理利用或创造人工自由面。实践证明，充分利用多面临空的地形，或人工创造多面临空的自由面，有利于降低爆破单位耗药量。适当增加梯段高度或采用斜孔爆破，均有利于提高爆破效率。斜孔爆破后边坡稳定，块度均匀，还有利于提高装渣效率。
      2.改善装药结构。深孔爆破多采用单一炸药的连续装药，且药包往往处于底部、空口不装药段较长，导致大块的产生。采用分段装药虽增加了一定施工难度，但可有效降低大块率；采用混合装药方式，即在孔底装高威力炸药、上部装普通炸药，有利于减少超钻深度；在国内外矿山部门采用的空气间隔装药爆破技术也证明是一种改善爆破破碎效果、提高爆炸能量利用率的有效方法。
      3.优化起爆网路。化起爆网路对提高爆破效果，减轻爆破振动危害起着十分重要的作用。选择合理的起爆顺序和微差间隔时间对于增加药包爆破自由面、促进爆破岩块相互撞击以减小块度、防止爆破公害具有十分重要的作用。
      4.采用微差挤压爆破。微差挤压爆破是指爆破工作面前留有渣堆的微差爆破。由于留有渣堆，从而促使爆岩在运动过程中相互碰撞、前后挤压，获得进一步破碎，改善了爆破效果。微差挤压爆破可以用于料场开挖及工作面小、开挖区狭长的场合。它可以使钻孔和出渣作业互不干扰，平行连续作业，从而提高工作效率。
      5.保证堵塞长度和堵塞质量。实践证明，当其他条件相同时，堵塞良好的爆破效果及能量利用率较堵塞不良的场合可以大幅提高。
7. 预裂爆破和光面爆破设计中有哪些主要参数？如何确定？
答：预裂爆破：1.孔径：明挖70~165mm；隧洞开挖为40~90mm；大型地下厂房为50~110mm。
  2.孔距：与岩石特性、炸药性质、装药情况、开挖壁面平整度要求和孔径大小有关。孔距一般为孔径的7~12倍。质量要求高、岩质软弱、裂隙发育者取小值。
  3.装药不耦合系数：指炮孔半径与药卷半径的比值，为防止炮孔壁的破坏，改值一般取2~5.
  4.线装药密度：指单位长度炮孔的平均装药量。影响预裂爆破参数的因素很复杂，很难从理论上推导出严格的计算公式，主要以经验公式为主。
光面爆破：
1. 光面爆破层厚度：即最小抵抗线的大小，一般为炮孔直径的10~20倍，岩质软弱、裂隙发育者取小值。
2. 孔距：一般为光面爆破层厚度的0.75~0.90倍，岩质软弱、裂隙发育者取小值。
3. 钻孔直径及装药不耦合系数：参照预裂爆破选用。
4. 线装药密度：一般按照松动爆破药量计算公式确定。
8. 水工建筑物岩石基础开挖中为什么要预留保护层？如何进行保护层的爆破开挖？
答：原因：由于爆破荷载的作用，在完成岩体破碎、开挖的同时，爆破不可避免地对保留岩体产生损伤，形成所谓的爆破损伤影响区。因此在建基面以上一定范围须预留保护层，采用严格的爆破控制措施，以防止水工建筑物岩石基础的整体性遭到破坏，保证建基面有足够的承载力以及良好的稳定性与抗渗性。
保护层的开挖：
基础保护层的开挖是控制水工建筑物岩石基础质量的关键。紧邻水平建基面的岩体保护层厚度，主要与地质条件、爆破材料性能、炮孔装药直径等有光，应由梯段爆破孔底以下的破坏深度的爆破试验确定。只有不具备现场试验的条件下，才允许使用工程类比法确定。
    对基础保护层的开挖，按照现有的规定，一般分3层开挖。第1层炮孔不得穿入建基面以上1.5m的范围，装药直径不得大于40mm，控制单响药量不超过300Kg；第2层，对节理裂隙极发育和软弱岩体，炮孔不得穿入建基面以上0.7m的范围，其余岩体不得超过0.5m范围，且炮孔与水平建基面的夹角不应大于60度，装药直径不应大于32mm，须采用单孔起爆方法；第3层，对节理裂隙极发育和软弱岩体，须留0.2m厚岩体进行撬挖，其余岩体炮孔不得穿过建基面。
9. 水利水电工程施工中常涉及哪些主要爆破技术？
答：水工建筑物岩石基础的开挖；岩石高边坡爆破开挖；定向爆破筑坝；岩塞爆破；面板堆石坝填筑石料的开采；围堰和岩坎的拆除爆破。
10. 爆破公害主要包括哪些内容？如何控制和防范爆破振动？
答：公害：1.爆破地震；2.爆炸空气冲击波和水中冲击波；3.爆破飞石等；
措施：1.在爆源控制公害强度：是公害防护最为积极有效的措施。合理的爆破参数、炸药单耗和装药结构既可保证预期的爆破效果，又可避免爆炸能量过多的转化为振动、冲击波、飞石和爆破噪声等公害；采用深孔台阶微差爆破技术可有效削弱爆破振动和空气冲击波强度；合理布置岩石爆破中最小抵抗线方向，不仅可有效控制飞石方向和距离，还对降低与控制爆破振动、空气冲击波和爆破噪声强度有明显效果；保证炮孔的堵塞长度和质量、针对不良地质条件采取相应的爆破控制措施对削弱爆破公害的强度也是非常重要的方面。
     2.在传播途径上削弱强度：在爆区的开挖线轮廓进行预裂爆破或开挖减震槽，可有效降低传播至保护区岩体中的爆破地震波强度。对爆区临空面进行覆盖、架设防波屏可削弱空气冲击波强度，阻挡飞石。
     3.被保护对象的防护：当爆破规模已定，而在传播途径上的防护措施尚不能满足时，可对危险区内的建筑物及设施进行直接防护；对被保护对象的直接防护措施有防震沟、防护屏以及表面覆盖等。

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