特殊环境爆破--其他特殊爆破

　　有一些爆破是在特定条件下和特定的环境下进行的。有的介质和对象特殊；有的环境特殊；有的爆破方法和药包结构特殊。这些爆破虽然离不开最基础的爆破理论和爆破设计计算准则，但是，毕竟在计算公式、参数、药包布置和施工工艺等方面和一般的爆破方法略有不同。下面简单介绍一些常遇到的特殊爆破。
 
　　一、金属爆破
 
　　废旧钢铁回收再生，是解决钢铁原料的来源之一。我国废旧金属资源非常丰富，而其中有相当一部分需要进行破碎后，才能重熔再生。废金属的破碎方法有：人工劈开破碎法、氧气切割破碎法和爆破破碎法。爆破破碎法是具有工效高、成本低、作业条件好的优点，值得推广。
　　爆破破碎金属与一般爆破工程爆破不同。金属密度大，波阻抗大，抗拉、抗压强度高，自由面多，因此，爆破只能用剪切原理、切割爆破的方法来解体。
　　金属的结构形状不一样，其爆破方法也有所不同。钢板用聚能穴药包切割爆破；钢管、钢索或圆钢用导爆索缠绕在圆周上切割爆破。大型块体的金属，用氧气枪和氧气烧成炮孔，待炮眼温度降至40℃后，装药充填爆破。装药量按下式计算：
Q＝AF—0．12　　(5—19)
式中：Q——炸药量，kg；
　　  F——切割断面积，m2；
　　  A——系数，kg／m2，对于钢材A＝2．5～5kg／m2，对于铸铁A＝2．1kg／m2。
　　炮眼的数量，视切割面的大小而定。
　　爆破破碎金属体应在爆炸场或专用的爆炸坑内进行。在爆破坑中破碎金属，个别飞散物对人员的安全距离不得小于150m，在空旷的爆炸场地上破碎金属，安全距离不得小于1500m，在距爆破地点100m外，应设操作人员的避炮所。如必须在车间、厂房内破碎解体金属部件时，应采用各种有效的覆盖防护措施。
 
　　二、炽热体的爆破
 
　　炽热体主要是指在冶炼过程中，残留在高炉、平炉或电炉中凝固炽热固态物体。它们的温度很高，达到几百度近千度，虽然停炉冷却，但在短时间内很难达到80℃以下，要用爆破的方法拆除这些高温物体，只能用特殊的方法进行爆破。
　　炸药和其他物质一样，在常温下也要进行分解作用，但分解速度很慢，不会形成爆炸。当温度升高到一定值时，热分解就能转化为爆炸。雷管110℃时就能发生爆炸，在这种高温物体中爆破只适合用导爆索起爆，而且整个爆破作业要在5min内完成，所以，药包、导爆索及其他起爆材料，都应用石棉布或其他防火材料(如亚硫酸氢镁等)等包裹起来，使其5min内它们的温度不超过80℃。我国已有这种装置出售。
 
　　三、爆炸加工
 
　　以炸药作能源，利用其爆炸瞬间产生的高温高压对金属材料进行加工的爆破，称为爆炸加工。爆炸加工的范围很广，有以下几种：
　　1．爆炸复合
　　利用炸药炸轰作为能源，在所选择的金属板或管材的表面包裹上不同性能的金属材料的工艺方法，称为爆炸复合。爆炸复合有两种形式，一是爆炸焊接，爆炸焊接两种金属结合部有一般熔化焊接的现象。二是爆炸压接，在结合的两组部件其金属组织没有互相掺入，仅仅是靠强有力的爆炸压力把两者压合。爆炸复合在电力部门等经常运用。
　　2．爆炸成形
　　爆炸成形是利用炸药爆炸的冲击荷载，通过水或砂等介质传递来使各种金属板材形成一定形状的加工方法。它可以爆炸拉深、爆炸胀形、爆炸校形和平板件爆炸成形。
　　3．爆炸硬化
　　炸药爆炸时，可产生高达数十万个大气压的压强，利用这种强大冲击波使金属表层硬化，而不显著改变整个工件尺寸的方法，叫爆炸硬化。铁道上的辙叉、挖掘机的斗齿及颚式矿碎机的牙板，用爆炸硬化效果很好。
 
　　四、深井爆破
 
　　在石油深井或普通深水井中，为了提高出油率或涌水量，往往采用爆破方法来实现。深井里温度和压力都很高，炸药包必须耐温，并装在耐压防水的密封容器内，这种装置有射孔弹和爆炸器两种。
　　在石油深井中，广泛采用具有聚能效应的射孔弹在井内对侧壁穿孔，以提高岩层渗油速度和出油率。
　　爆炸器(如图5—2)放到井底或需要的部位爆炸，就可以扩大井眼并在地层中造成辐射状的裂缝，这样可以提高出油率和涌水量。

 
 
图5—2  爆炸器结构示意图
1—导线；2—吊环；3—柏油；4—木头塞；5—砂子；6—雷管；7—金属筒；8—炸药

 
　　五、爆破夯实
 
　　水工建筑物的非岩质地基，可以利用水下爆破的方法进行夯实，以提高地基的承载能力和稳定性。试验表明，介质经爆破夯实后，容重增加，孔隙率减小，地基中细小颗粒的含量增多(见表5—5)。爆炸夯实的深度，一般可达到0．4～1．0m。夯实层内，总的相对沉陷量可达到5％～8％。爆炸夯实主要是利用水传递爆炸荷载来压实介质，所以药包悬挂在土层上面一定高度处的水中爆炸夯实法的效果最好。图5—3是水中药包爆炸夯实示意图。即使采用水中爆炸夯实法，如果药包过大也会扰动压实层，达不到满意的压实效果。因此，一般采用小药量多次爆炸的方法夯实，对于碎石和砂砾层，一般需要爆炸4～5次，相对沉陷量才趋于稳定。
 

表5—5  粘土的物理性质在爆炸夯实前后的变化
 
 

 
图5—3  水中药包夯实示意图
 
　　爆炸夯实的药量计算见下式：
 

式中：H——水深，m。
　　水中爆炸夯实的药包应悬吊在水中H0处(见图5—3)，通常采用正方形网格状布置法。若需要进行多次重复爆破，每次夯实爆破的药包，在平面上的位置应作一些变动，以求得最大的夯实效果和均匀性。
 

式中：H0——水面至药包中心距离，m。