高速鐵路隧道施工13.課件

1、高 速 鐵 路 隧 道 施 工第1頁，共25頁。爆破安全技術(shù)第一節(jié) 爆破地震第二節(jié) 空氣沖擊波及飛石安全距離第三節(jié) 爆破產(chǎn)生的其它有害效應(yīng)第四節(jié) 電力起爆中早爆事故的產(chǎn)生與預(yù)防第五節(jié) 瓦斯隧道爆破技術(shù)第六節(jié) 盲炮的預(yù)防及處理第2頁，共25頁。第一節(jié) 爆破地震一、地震的震級和烈度地震學(xué)用震級和烈度來衡量地震的大小。 1.震級 震級也稱為地震強度，用來說明某次地震本身的大小。它是直接根據(jù)地震釋放出來的能量大小確定的。2.烈度 烈度是指地震在具體地點引起振動的強度標(biāo)準(zhǔn)。它標(biāo)志著地震對當(dāng)?shù)氐膶嶋H影響，作為工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計依據(jù)。第3頁，共25頁。地震震級可用地震儀量測；而烈度不是根據(jù)地震儀測定的，判斷烈

2、度的大小是根據(jù)人們的感覺、房屋及建筑結(jié)構(gòu)物受破壞的情況，以及地面出現(xiàn)的塌陷、地裂等現(xiàn)象綜合考慮后確定的，因此，地震烈度只能是一種定性的相對數(shù)量概念。注意：地震震級和地震烈度是兩個不同的概念，如地震比做裝藥爆炸，那么裝藥量就相當(dāng)于地震震級，而裝藥在爆炸時的破壞作用則是地震烈度。一次地震只能有一個震級，但在不同地區(qū)可以有不同的烈度，因為在一個地震區(qū)域內(nèi)，不同部位的破壞程度是不同的。第4頁，共25頁。二、爆破地震效應(yīng)1.概念 由爆破地震波引起的振動，常會造成附近地面以及地面上物體產(chǎn)生顛簸和晃動，稱為爆破地震效應(yīng)。2.特點（1）爆破地震振動幅值雖大，但衰減很快，破壞范圍并不大；天然地震振動幅值雖小，但

3、衰減緩慢，破環(huán)范圍比前者大的多。（2）爆破地震波振動頻率較高，遠超過普通工程結(jié)構(gòu)的自振頻率；天然地震振動頻率較低，與普通工程結(jié)構(gòu)自振頻率相接近。（3）爆破地震振動持續(xù)時間短；天然地震主震持續(xù)時間長多在1040s間。第5頁，共25頁。三、爆破地震的安全判據(jù)和安全允許距離1.爆破地震的衡量標(biāo)準(zhǔn) 爆破地震破壞的強弱程度稱為振動強度。振動強度可以用地面運動的各種物理量來表示，如質(zhì)點振動速度、位移、加速度等。通過對大量爆破振動量測數(shù)據(jù)研究后得出，用質(zhì)點振動速度來衡量爆破振動強度更合理。 一般情況下，把爆破振動速度控制在爆破安全規(guī)程規(guī)定的范圍內(nèi)，可以保證結(jié)構(gòu)物不致受到破壞。第6頁，共25頁。2.爆破地震安

4、全判據(jù)爆破安全規(guī)程對主要類型的建筑物質(zhì)點振動速度做出了相應(yīng)規(guī)定：（1）土窯洞、土坯房、毛石房屋：1.0cm/s；（2）一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物：23cm/s；（3）鋼筋混凝土框架房屋：5cm/s；（4）水工隧道：10cm/s；（5）交通隧道：15cm/s；（6）礦山巷道：圍巖不穩(wěn)定，但有良好支護時10cm/s；圍巖中等穩(wěn)定有良好支護時20cm/s；圍巖穩(wěn)定無支護時30cm/s。第7頁，共25頁。3.爆破振動速度的計算我國常用下列公式計算爆破振動速度：V-保護對象所在地面質(zhì)點振動速度，cm/s；Q-一次爆破裝藥量，kg；R-爆心至觀測點的距離，m；K、a-與爆破點地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)

5、和衰減指數(shù)?？筛鶕?jù)爆破安全規(guī)程選取，也可通過現(xiàn)場試驗確定。第8頁，共25頁。爆區(qū)不同巖性的K、a值巖性Ka堅硬巖石501501.31.5中硬巖石1502501.51.8軟巖石2503501.82.0第9頁，共25頁。4.爆破安全允許距離爆破安全距離可按下式計算：第10頁，共25頁。四、爆破地震效應(yīng)的控制（1）采用低威力、低爆速炸藥 某隧道工程在2號巖石硝銨炸藥中混入13%添加劑制成低爆速炸藥，使其爆速降至1800m/s。振動觀測表明，降振效果明顯。（2）采用毫秒爆破 采用毫秒爆破與齊發(fā)爆破相比，平均降震約50%左右；分段數(shù)越多，降振效果越好。（3）采用預(yù)裂爆破或開挖減震溝槽（4）限制一次爆破最

6、大藥量。第11頁，共25頁。第二節(jié)空氣沖擊波及飛石安全距離一、空氣沖擊波安全距離 露天裸露爆破大塊時，一次爆破的裝藥量不得大于20kg，并應(yīng)按下式確定空氣沖擊波對掩體內(nèi)避炮作業(yè)人員的安全距離：空氣沖擊波沿隧道傳播時，比沿地面半無限空間 的傳播衰減要慢，故要求的安全距離也更大，具體的安全距離由上級部門統(tǒng)一規(guī)定。第12頁，共25頁。預(yù)防空氣沖擊波的措施：1.避免使用裸露藥包爆破；2.保證堵塞長度和堵塞質(zhì)量，避免出現(xiàn)沖炮；3.當(dāng)裝藥量較大，可采用分次起爆或延期起爆；4.在隧道中進行大規(guī)模爆破時，可用沙袋、木材等堆積成阻波墻或阻波堤，以消弱空氣沖擊波的強度；5.適當(dāng)加大爆破點下風(fēng)方向的安全距離。第13

7、頁，共25頁。二、爆破飛石的安全距離 爆破飛石是指爆破時被爆物體中脫離主爆堆而飛散較遠的個別碎塊。爆破飛石的飛行方向和飛行距離難以準(zhǔn)確計算。爆破飛石產(chǎn)生原因主要有：1.爆破產(chǎn)生的爆生氣體多余能量作用于個別碎石上，使其獲得較大的動能而飛散；2.被爆介質(zhì)不均勻，如有軟弱面、混凝土澆筑結(jié)合面或其它地質(zhì)構(gòu)造面時，會在這些軟弱部位產(chǎn)生飛石；3.炸藥單耗取得過大，最小抵抗線設(shè)計或施工誤差，也會產(chǎn)生飛石。4.堵塞長度過小或堵塞質(zhì)量不好，堵塞物沿堵塞通道飛出，形成飛石。第14頁，共25頁。我國在計算拋擲爆破時，對個別飛石飛行最遠距離計算采用經(jīng)驗公式：為防止人員或其它保護對象受到傷害，主要采取以下措施：1.采取

8、控制爆破技術(shù)縮小危險區(qū)，合理確定爆破參數(shù)，特別是最小抵抗線的實際長度和方向，避免出現(xiàn)大的施工誤差；2.為爆破危險區(qū)內(nèi)工作的人員設(shè)置掩體；3.使人員和可移動保護對象撤出飛石影響區(qū)域。第15頁，共25頁。第三節(jié)爆破產(chǎn)生的其它有害效應(yīng)一、爆破有害氣體的產(chǎn)生與預(yù)防 炸藥在爆炸或燃燒后會生成NO、NO2、CO、CO2等有害氣體，當(dāng)這些有害氣體的含量超過某一限制值時，就會危害人的身體健康。第16頁，共25頁。隧道掘進爆破中，應(yīng)對爆破有害氣體予以足夠的重視。 地下爆破作業(yè)點的有害氣體允許濃度名稱符號最大允許濃度按體積/%按質(zhì)量/(mgm-3)一氧化碳CO0.002430二氧化氮NO20.000255氨NH3

9、0.00430沼氣CH41.0二氧化碳CO21.5第17頁，共25頁。為了減少爆破有害氣體的危害，可采取以下措施：1.盡量采用零氧平衡或接近零氧平衡的炸藥，減少爆破有害氣體產(chǎn)生量；2.如果爆破點附近有隧道、排水涵洞及獨頭巷道時，要考慮有害氣體沿爆破裂縫或爆堆擴散的可能性，加強防范，以免產(chǎn)生炮煙中毒；3.進行爆破時，要加強通風(fēng)和爆破后有害氣體的檢測，以免炮煙熏人。4.加強炸藥的質(zhì)量管理，定期檢測炸藥質(zhì)量，注意防水防潮，禁用過期變質(zhì)的炸藥，避免炸藥產(chǎn)生不完全的爆炸反應(yīng)而產(chǎn)生過多的有害氣體。第18頁，共25頁。二、爆破噪聲爆破噪聲是指由于爆破而產(chǎn)生的刺耳的聲音。它是爆破空氣沖擊波的繼續(xù)，是沖擊波引起

10、氣流急劇變化的結(jié)果。目前，各國提出的噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)還不統(tǒng)一。美國環(huán)保局曾提出以85dB為標(biāo)準(zhǔn)；美國礦務(wù)局規(guī)定128dB為安全限。對爆破噪聲的預(yù)防和爆破沖擊波的預(yù)防措施基本相似，此外加強堵塞、反向起爆等可起到一定的作用。第19頁，共25頁。第四節(jié)電力起爆中早爆事故的產(chǎn)生與預(yù)防爆破材料（或炸藥裝藥）比預(yù)期時間提前發(fā)生爆炸的現(xiàn)象稱為早爆。采用電力起爆時，由于起爆網(wǎng)路在空間形成了一定的閉合線路，如果電路中有電流通過，就有可能導(dǎo)致早爆事故的發(fā)生。在電力起爆中引起早爆事故的原因主要有高壓電、靜電、雷電、射頻電和雜散電流等。第20頁，共25頁。一、高壓電引起的早爆與預(yù)防高壓電在其輸電線路、變壓器和電器開關(guān)的附

11、近，存在著一定強度的電磁場，如果在高壓線路附近實施電爆，就有可能在起爆網(wǎng)路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)感應(yīng)電流超過一定數(shù)值后，就可引起電雷管爆炸，造成早爆事故。為防止感應(yīng)電流造成早爆事故，可采取以下措施：1.盡量采用非電起爆系統(tǒng)；2.當(dāng)電爆網(wǎng)路平行于輸電線路時，兩者的距離應(yīng)盡可能加大；3.兩條母線、連接線等，應(yīng)盡量靠近，以減少線路圈定的面積；4.人員撤離爆區(qū)前不要閉合網(wǎng)路及電雷管。第21頁，共25頁。二、靜電引起的早爆與預(yù)防機械運輸、化纖或絕緣物相互摩擦、壓氣裝藥等都可產(chǎn)生靜電。當(dāng)靜電積累到一定程度時，就可能引爆電雷管，造成早爆事故。減少靜電產(chǎn)生的主要措施有：1.用裝藥器裝藥時，在壓氣裝藥系統(tǒng)中要采用半

12、導(dǎo)體輸藥管，并對裝藥工藝系統(tǒng)采用良好的接地裝置；2.易產(chǎn)生靜電的機械、設(shè)備等應(yīng)與大地相接通，以疏導(dǎo)靜電；3.在炮孔中采用導(dǎo)電套管或?qū)Ь€，通過孔壁將靜電導(dǎo)入大地，然后裝雷管；4.采用抗靜電雷管；5.施工人員穿不產(chǎn)生靜電的工作服。第22頁，共25頁。三、射頻電引起的早爆與預(yù)防由電臺、電視臺、中繼臺、無線電通訊臺、雷達等發(fā)射的強大射頻能，可在爆破網(wǎng)路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)感應(yīng)電流超過某一數(shù)值時，會引起早爆事故。為防止由于射頻電引起早爆，可采取以下技術(shù)措施：1.要調(diào)查爆區(qū)附近有無廣播、電視、微波中繼站等電磁發(fā)射源，有無高壓線路或射頻電源。在危險范圍內(nèi)，應(yīng)采用非電爆破。2.爆破現(xiàn)場進行聯(lián)絡(luò)的無線電話機，宜選用超高頻的發(fā)射頻率。因頻率越高，在爆破網(wǎng)路中衰減越大。第23頁，共25頁。四、雜散電流引起的早爆與預(yù)防 雜散電流是指由于泄露或感應(yīng)等原因流散在絕緣的導(dǎo)體系統(tǒng)外的電流。雜散電流一般是由輸電線路或電器設(shè)備絕緣不好或接地不良而在大地及地面的一些管網(wǎng)中形成的。 對雜散電流的預(yù)防可采用以下措施：1.減少雜散電流的來源，如對動力線加強絕緣，防止漏電，一切機電設(shè)備和金屬管道應(yīng)接地良好；2.采用抗雜散電雷管，或采用非電起爆系統(tǒng)等。第24頁，共25頁。五、雷電引起的早爆及預(yù)防 由于雷電具有極高的能量，而且在閃電的一瞬間產(chǎn)生極