标题：精细爆破
概述
（一）精细爆破的概念
精细爆破，即通过定量化的爆破设计和精心的爆破施工，进行炸药爆炸能量释放与介质破碎、抛掷等过程的精密控制，既达到预定的爆破效果，又实现爆破有害效应的有效控制，最终实现安全可靠、绿色环保及经济合理的爆破作业。[1]
精细爆破的产生和发展是市场的需求，随着国民经济的腾飞、城市化进程的加快，工程爆破技术越来越发挥重要的作用。精细爆破的提出不仅是技术发展的必然结果，更是源于工程爆破市场的巨大需求。在土岩爆破领域，对精细爆破的需求更是日益增多，例如，在国家重大工程建设及西部大开发中，面临复杂地质条件下修建大型水电枢纽工程、长距离调水或交通隧道、高陡路堑边坡、大型矿山等艰巨任务，都涉及到精细爆破问题。
（二）精细爆破的含义
从精细爆破的定义可以看出，精细爆破秉承了传统控制爆破的理念，但与传统控制爆破有着明显的区别。精细爆破的目标与传统控制爆破一样，既要达到预期的破碎、压实、疏松和切割等爆破效果，又要将爆破破坏范围、建构筑物的倒塌方向、破碎块体的抛掷距离与堆积形状以及爆破地震波、空气冲击波、噪音和破碎物飞散等的危害控制在规定的限度之内，实现对爆破效果和爆破危害的双重控制。
与传统控制爆破相比，精细爆破在定量化的爆破研究、爆破设计、炸药爆炸能量释放和爆破作用过程控制、爆破效果的定量化评价等方面，均提出了更高的要求。
精细爆破更注重利用爆炸力学、岩石动力学、结构力学、材料力学和工程爆破等相关学科的最新研究成果并充分利用飞速发展的计算机技术，采用定量化爆破设计计算理论、方法和试验手段，对爆破方案和参数进行优化，实现对爆破效果及有害效应的控制。
精细爆破更注重根据爆破介质的力学特性、爆破条件及工程要求，依赖性能优良的爆破器材及先进可靠的起爆技术，辅以精心施工和严格管理，实现炸药爆炸能量释放、介质破碎、抛掷及堆积等过程的精密控制。
精细爆破不仅仅局限于传统控制爆破，其概念适用于土岩、拆除及特种爆破等工程爆破的方方面面，可见，精细爆破不是一种爆破方法，而是含义颇广的概念。
（三）精细爆破体系的组成
根据长江科学院在多个国家大型水电工程中的爆破实践，精细爆破应包含如下几个部分：（1）精确数值化的爆破技术研究；（2）定量化的工程爆破设计；（3）高精度高可靠性的爆破器材选型；（4）精细化的爆破施工技术；（5）精细化的施工管理方法；（6）定量化的爆破效果评价等内容。其核心是定量化和精细化。
（1） 精确数值化的爆破技术研究
随着爆炸力学、岩石动力学、工程力学和工程爆破技术等基础理论研究领域的不断进展，借助飞跃发展的计算机技术、爆破试验和测量技术，使得定量化的爆破技术研究成为可能。基于运动学和结构力学的基本理论，采用FEM、DDA、AEM和LS-DYNA等数值方法，已能对城市拆除爆破、土岩爆破、爆炸加工等进行较精确的预测和仿真，不再借助实体模型就可以实现对不同爆破方案的分析、比较和研究。此外，采用高速摄影及其三维数值分析系统，已经可以对爆破全过程实施数值化监测，可以定量化分析每一个破碎块体的运动过程和运动规律。
在土岩爆破方面，已经可以实现如下目的：（1）模拟爆破作用过程中裂纹的产生和发展；（2）预测爆破块度的组成和爆堆形态；（3）爆破效果的评价和参数的优化；（4）模拟和再现爆破过程。
（2）定量化的工程爆破设计
定量化的爆破研究和分析使定量化的爆破设计成为可能。一个完整的工程爆破设计包含爆破方案比较和选择，爆破参数确定，炮孔布置形式的确定，起爆网络设计。
定量化的爆破方案，包含开挖方式、开挖分区、开挖台阶高度、起爆方式、爆破规模等，通过数值优化分析，以定量化的方式给出。
定量化的爆破参数选择：主爆破孔爆破参数包括炸药单耗、炮孔间排距、密集系数、炮孔孔径、炸药药径、炮孔堵塞长度；预裂孔爆破参数主要包括线装药密度、炮孔间距、堵塞长度等，此外还包括施工预裂参数。在爆破参数的确定上，借助目前的数值分析和试验手段，已经基本摆脱以往凭经验确定的传统模式，精确定量化的选择目前已经成为现实。
精确化的起爆网路：传统的起爆系统，在设计方法上已经实现了定量化，但由于起爆器材的误差，无论是电起爆还是非电起爆，在实践中都很难满足精细化要求。近年来，高精度非电起爆系统和数码雷管起爆系统的成熟，才使精确化的起爆网络设计成为可能，高精度非电起爆系统和数码雷管起爆系统均可以达到精确毫秒级的起爆精度。
（3）高精度高可靠性的爆破器材选型
高精度非电雷管和数码雷管的研制成功，在控制结构倒塌过程、改善岩石破碎效果、实现抛掷堆积控制以及降低爆破振动效应等方面发挥了显著作用，基本实现了对爆破过程的精确控制。此外，适应不同岩性和爆破条件的高性能及性能可调控炸药、不同爆速导爆索、使得对炸药爆炸能量的释放、使用及转化过程的控制成为可能。例如性能可调控炸药的出现，为真正实现炸药与岩石阻抗相匹配创造了条件，从而可以大大提高炸药能量的利用率；低爆速导爆索研制的成功，大大降低了大理石等石材开采中的爆破损伤，从而可提高石材的开采率和利用率，可有效地节约资源。
这些爆破器材的进步，加强了对爆破作用过程的控制能力，使在施工中达到精细化的要求成为可能。
（4） 精细化的爆破施工技术
施工机械化和自动化水平的提高，为精细爆破施工提供了技术支持，尤其是以3S技术（RS、GIS、GPS）为代表的信息技术在爆破工程中的应用，使得爆破工程测量放线、钻孔精度、装药堵塞等各项工序的精细程度大大提高。满足精细爆破要求的施工机械和施工技术，从施工层面为精细爆破提供了技术保障。例如，国外大型矿山采用的潜孔钻机或牙轮钻孔设备，携带GPS系统，可实现钻孔的自动定位；依靠钻机上装备的测量及控制系统，可实现钻孔过程孔向及倾角的自动调整及控制。又如在水电工程开挖爆破中，通过钻机改造，增加限位板，加装扶正器，根据岩性特点定制钻杆直径等技术手段，实现了满足精细爆破技术要求的施工设备。
施工工艺流程控制上，水电系统总结出的“爆破设计及审批→开挖区域大面找平→清面→测量放线→布孔→技术交底→打设插筋、钻机就位、固定→钻孔→清孔→钻孔质量检查→钻孔保护→装药→网路连接→网路检查→起爆→出渣→坡面清理→开挖边坡测量检测→爆破效果分析→下一循环”的工艺流程，有效控制了施工质量，为最终实现对爆破过程的精细控制起到了重要作用。
（5）精细化的施工管理方法
要实现对爆破过程的精确控制，离不开精细化的施工管理方法。施工管理方法包括建立规章制度和制定质量控制标准，质量控制标准包括爆破振动控制标准、声波波速衰减率标准、保留面的超欠挖和平整度和残孔率要求等
实施前的准备：包括从组织、技术、资源、进度、环保等管理环节的统筹安排。成立相应组织机构，对各自的职责进行明确分工，编制满足精细爆破要求的管理办法。
施工过程控制：严格按照设计施工，设置专职的工程爆破监理监督质量管理体系建立和运行情况，检查现场施工质量控制程序、环节、质量控制方法等是否到位，分析施工质量控制方面存在的问题，并在组织管理、技术工艺改进等方面提出具体措施和质量控制要求。例如水利水电工程正在实施的“一炮一总结”、“一梯段一预验收”、“一坝段一验收”，及时对本梯坝段的经验教训进行总结，以指导改进下一梯段的施工。严格执行“三定”（定人、定机、定孔）、“三证”（准钻证、准装药证、准爆证）、“三次校钻”（0.2m、1.0m、2.0m）等各项制度等施工过程管理技术，都很好地贯彻了精细爆破的理念。
（6）精细化数值化的爆破效果评价等内容
爆破效果评价包括爆破振动的数值化监测，岩体爆破松弛深度的数值化测试、平整度和超欠挖检测、钻孔电视检测等数值化检测手段。爆破振动的数值化监测：例如目前具有国际先进水平的加拿大MiniMate Plus测振系统以及国内的EXP 3850爆破振动测试系统，都可以对爆破振动进行及时有效的数值分析。武汉岩海的RS-ST01C一体化数字超声仪，实现了爆破前后保留岩体松弛层深度的及时检测。武汉岩海公司生产的RS—DTV数字彩色钻孔电视摄像系统可以对保留岩体的内部质量进行数值化的分析。另外，残孔率、平整度和超欠挖检测…，提供了对爆破效果进行评估的定量化指标。
图书信息
书  名: 精细爆破
作　者：谢先启
出版社： 华中科技大学出版社
出版时间： 2010-5-1
ISBN: 9787560959207
开本： 16开
定价: 100.00元
内容简介
中国是发明黑火药的文明古国，对人类文明与进步有过重大贡献。新中国成立六十多年来，特别是改革开放三十多年来，我国在爆破基础理论与技术领域不断取得进展，加之高精度、高安全性的爆破器材的生产和应用，工程爆破技术在矿山、铁路、交通、水利水电、城市基础建设和厂矿企业改扩建等工程建设中发挥了重要作用，我国的工程爆破事业取得了举世瞩目的成就，使得我国工程爆破行业的整体实力和国际影响显著提高。
作者简介
谢先启，湖北洪湖人，教授级高级工程师，博士生导师。现任武汉市市政建设集团有限公司董事长兼总经理、武汉爆破公司董事长、中国工程爆破协会副理事长、中国力学学会爆破专业委员会委员、湖北省工程爆破协会理事长等职，是华中科技大学、武汉理工大学、武汉科技大学等高校特聘教授或兼职教授。曾获武汉市首届“杰出人才奖”、武汉市“五一劳动奖章”、全国“有色金属行业劳动模范”等荣誉称号，是武汉市第十一届人大代表，湖北省第十届政协委员。享受国务院特殊专家津贴。 长期从事工程爆破的理论研究与实践工作，主持完成多项国内首创、国际领先的爆破工程项目，曾获省部级科技进步奖7项，取得国家专利2项，完成国家“863”计划2项，在国内外学术会议和核心期刊发表论文50余篇，已出版专著《拆除爆破数值模拟与应用》等。
图书目录
上篇 精细爆破基本理论
第1章 工程爆破技术的历史与现状
1.1 工程爆破技术的发展历程
1.1.1 爆破器材的发展
1.1.2 爆破技术的发展
1.2 工程爆破技术的现状
1.2.1 深孔台阶爆破工程
1.2.2 水下爆破工程
1.2.3 冻土爆破工程
1.2.4 硐室爆破工程
1.2.5 拆除爆破工程
1.2.6 爆炸加工
1.3 我国工程爆破界面临的机遇和挑战
1.3.1 我国工程爆破行业面临的机遇
1.3.2 我国工程爆破行业存在的不足和面临的挑战
第2章 精细爆破的定义与内涵
2.1 精细爆破的定义
2.2 精细爆破的内涵
2.3 精细爆破的外延
第3章 精细爆破理念的形成背景
3.1 可持续发展理论与科学发展观
3.1.1 可持续发展理论
3.1.2 低碳经济——可持续发展的必由之路
3.1.3 科学发展观
3.2 中国工程爆破行业中长期科学和技术发展规划（2006-2020年）
3.3 精细爆破的市场需求
第4章 精细爆破的理论基础和技术条件
4.1 定量化爆破设计的基础
4.1.1 爆破理论的发展阶段及内容
4.1.2 岩石爆破的数值模拟技术
4.1.3 拆除爆破结构倒塌过程数值模拟技术
4.1.4 工程实例
4.2 高可靠性和安全性的爆破器材
4.2.1 工业炸药的新进展
4.2.2 起爆器材的新进展
4.3 GPS系统的应用
4.3.1 炮孔的精确定位和钻机位置的调整
4.3.2 GPS与CAD
4.3.3 GPS对远程作业监控
4.4 施工机械的自动化
4.4.1 钻孔设备的自动化
4.4.2 装载设备
4.4.3 运输设备
第5章 精细爆破的技术体系
5.1 技术和技术体系概述
5.2 技术体系的结构
5.3 传统爆破的技术体系
5.4 精细爆破的技术体系
第6章 定量化的爆破设计
6.1 概述
6.1.1 精细爆破设计的特点
6.1.2 定量化爆破设计的技术手段
6.2 爆破数值模拟的步骤
6.3 建（构）筑物拆除爆破定量化设计实例
6.4 露天台阶爆破定量化设计实例
6.4.1 台阶逐孔爆破分析软件
6.4.2 Blast-Code模型
第7章 爆破的精心施工
7.1 精心施工的目的
7.2 精心施工的条件
7.2.1 精心施工的设备
7.2.2 精心施工的技术
7.2.3 高素质的施工人员
第8章 爆破的精细化管理
8.1 精细化管理的定义和特征
8.2 精细化爆破管理的特征
8.3 精细化爆破管理的途径
第9章 精细爆破的综合评估体系
9.1 意义
9.1.1 综合评估体系的概念
9.1.2 精细爆破综合评估体系的意义
9.2 国内外评估体系简介
9.2.1 国外绿色建筑评估体系
9.2.2 中国的绿色奥运建筑评估体系（GBCAS）
9.3 精细爆破评估的原则和内容
9.3.1 精细爆破评估的原则
9.3.2 精细爆破的评估内容
9.4 精细爆破的评估指标
9.5 精细爆破的评估方法
9.5.1 基本原则
9.5.2 精细爆破的综合评估方法
第10章 精细爆破的监理体系
10.1 监理的定义和作用
10.1.1 监理的定义
10.1.2 爆破监理的作用
10.2 监理制的产生过程
10.2.1 建设工程监理制的产生
10.2.2 爆破工程监理制的产生
10.2.3 爆破工程监理的特点
10.3 现有爆破安全监理制的局限性
10.4 精细爆破的监理体系
10.4.1 精细爆破监理的定位
10.4.2 精细爆破监理的阶段和范围
10.4.3 精细爆破监理的性质
10.4.4 精细爆破监理的依据
10.4.5 精细爆破监理的基本特点
10.4.6 精细爆破监理工作的基本准则
第11章 精细爆破对有害效应的控制
11.1 精细爆破对爆破振动的控制
11.1.1 传统爆破对爆破振动的控制
11.1.2 精细爆破对爆破振动的控制
11.1.3 精细爆破与低振动爆破（微振动爆破）
11.2 精细爆破对空气冲击波的控制
11.2.1 传统爆破对空气冲击波的控制
11.2.2 精细爆破对空气冲击波的控制
11.3 精细爆破对个别飞散物的控制
11.3.1 个别飞散物的定义
11.3.2 个别飞散物的危害
11.3.3 个别飞散物安全距离的计算
11.3.4 精细爆破个别飞散物安全距离的计算
11.3.5 精细爆破个别飞散物的测试技术
11.3.6 精细爆破对个别飞散物的控制
11.4 精细爆破对触地塌落振动速度的计算
11.4.1 触地塌落振动速度计算公式
11.4.2 精细爆破对触地塌落振动的计算与控制
第12章 精细爆破对环境污染的控制
12.1 爆破作业产生的污染源
12.1.1 爆破粉尘
12.1.2 爆破噪声
12.1.3 爆破有害气体
12.1.4 爆破废弃物
12.2 精细爆破减少环境污染的技术措施
12.2.1 精细爆破降低露天矿山粉尘的技术措施
12.2.2 精细爆破降低拆除爆破粉尘的技术措施
12.2.3 精细爆破降低爆破噪声的技术措施
12.2.4 精细爆破降低爆破有害气体的技术措施
12.2.5 精细爆破降低爆破废弃物的技术措施
12.3 精细爆破实现经济与环境双赢
第13章 精细爆破对危险源的识别及控制
13.1 危险和重大危险源
13.1.1 危险
13.1.2 重大危险源
13.2 重大危险源的产生
13.3 精细爆破重大危险源的识别与控制
13.3.1 精细爆破重大危险源识别与控制的特点
13.3.2 精细爆破重大危险源的识别
13.3.3 精细爆破重大危险源的控制
13.4 精细爆破重大事故的应急预案
13.4.1 报告程序和现场保护
13.4.2 事故的应急预案内容
第14章 精细爆破面临的问题和展望
14.1 精细爆破面临的问题
14.2 精细爆破未来的发展
上篇参考文献
下篇 精细爆破的应用
第15章 台阶爆破实例
15.1 核心提示
15.1.1 定义与应用范围
15.1.2 国内外技术现状
……
第16章 地下大孔径深孔爆破实例（VCR法）
第17章 预裂爆破与光面爆破实例
第18章 城镇石方爆破实例
第19章 建筑物拆除爆破实例
第20章 构筑物拆除爆破实例
第21章 围堰拆除爆破实例
第22章 水电站大型地下厂房开挖爆破实例
第23章 水压爆破实例
下篇参考文献