工业数码电子雷管在隧洞爆破中的应用

工业数码电子雷管在隧洞爆破中的应用

韦春笑

广西金建华民用爆破器材有限公司广西百色533000

摘要：随着民用爆炸装置的发展，爆破技术和工艺不断完善，特别是数字电子技术的发展和应用，对爆破技术进行了重大改革。然而，由于中国数字雷管研究起步较晚，其原有的性能，成本和应用经验处于劣势。因此，以城市爆破应用为例，通过对数字电子雷管和普通导爆管雷管应用效果的对比分析，从安全性，爆破效果和经济性等方面比较两者的优缺点。结果表明：使用电子雷管更安全，更简单，更可靠，更好，它可以减少爆炸物的单位消耗量，但是数码电子雷管是采用电子控制模块对起爆过程进行控制的雷管，其生产成本比较高。但是，通过未来市场经济的发展，数字电子雷管将逐渐成为主流产品，降低自身成本。

关键词：数码电子雷管；隧洞爆破；爆破振动；光面爆破

数字电子雷管又称电子雷管或数字雷管，是可任意设定的新型电雷管，可准确实现延迟发射时间。它们具有两个主要的技术特征：对雷管燃烧时间的高控制精度和对延迟时间的灵活设置。电子雷管是新型雷管，价格昂贵。本文就以广西金建华爆破公司在隧道中的意项工程应用实例来描述，以供类似项目参考。随着市政工程和城市建设的发展，爆破环境变得越来越复杂，特别是在城镇爆破中。爆破危险的控制要求更加严格，数字雷管的诞生推动了爆破技术的发展。

1数码电子雷管发展简述

电子雷管的研究工作始于20世纪80年代初开始，在20世纪90年代电子雷管及起起爆系统取得快速发展，国外电子雷管技术已经成熟，爆破工程已投入实际使用。国内电子雷管的起步也比较早，20世纪80年代冶金环保安全研究院于1988年完成我国第一代电子雷管，云南燃一厂于1996年开展电子延期电雷管的研制工作，2001年通过技术鉴定和技术定型，目前，贵州久联民爆器材发展股份有限公司也相继开展此项研究工作，并取得较大突破。我公司广西金建华年产2000万发的数码电子雷管生产线已通过验收，并在爆破工程中得以广泛应用。

2工程概况

2.1项目概况

本项目起点（即平拉隧道起点）位于滇桂两省交界处，与广西省拟建的百色至洋水公路通过隧道方式接线。随道进口处位于广西省拟建的百色至泮水公路5标的K93+619.540，出口处位于云南境内K0+225处隧道全长385米，本隧道为一座短隧道，工程量较小。

由于国道323线在滇桂两省通过隧道接线，情况特殊。根据百色至泮水公路建设办公室《关于关于加快完善六香隧道设计图的函》等相关函件的要求，为保证交界处能平顺连接，本隧道的内轮廓与建筑限界、排水设施、机电设施等均与云南境隧道统一。

2.2工程简介

六香隧道设计为单洞双车道的三级公路隧道，隧道长160m，纵坡为-1.4%/164.54，净空9.0×5.0米，进口明洞为5米，隧道道路设计等级为单洞双车道三级公路；0.75米（左侧人行道）+0.25米（左侧向宽度）+2*3.5米（行车道）+0.25米（右侧向宽度）+0.75米（右侧人行道）；隧道设计时速40Km/h；二次衬砌砼抗渗等级不小于P8；公路汽车荷载等级：公路～Ⅲ级；隧道净宽9.0m，净高5.0m，内轮廓净空宽度10.0m，内轮廓净空高度6.75m。

本隧道设计均采用中粒式沥青混凝土上面层、中粒式沥青混凝土中面层与水泥混凝土下面层组成的复合式路面，上面层采用AC～16中粒式沥青混凝土抗滑层厚4cm，中面层采用AC～20中粒式沥青混凝土抗滑层厚6cm，选用阻燃型沥青混凝土，在沥青面层和水泥面板层中设置防水层；水泥混凝土面板下面层厚24cm。混凝土下面层的弯拉强度不应小于5.0MPa，弯拉弹性模量不小于3.1×104Mpa。

2.3工程地质

项目区属亚热带季风气候，夏长而炎热，冬短而暖和，热量丰富，光照充足，无霜期长，气温较高，全地区年平均降雨量较为丰富，十分有利于植物生长。

百色市右江区：平均气温21.6～22.1度，极端最高气温34～42.5度，极端最低气温5.2～0.4度，右江区年降雨量1085～1207mm。

根据工程要求，需进行隧道掘进爆破、路基开挖爆破。拟建线路基本处于荒山之中，爆破工程周边环境比较简单，根据爆破工程环境情况和相关的施工设计经验，严格按设计要求进行施工装药，做好堵塞质量，警戒到位，做好安全防护和环境降尘等措施，可以达到爆破安全及快速开挖目的。

3爆破施工工艺

（1）钻孔：钻孔采用风动凿岩机进行钻孔作业，选用42mm的钻孔直径。

（2）炸药的性能与装药量：炸药的性质直接影响掏槽爆破的效果和抛掷率，应选用炸药的性质与岩石阻抗相匹配的炸药，为克服孔底夹制作用，孔底可采取加强装药措施，耦合装药或选用高威力波炸药。

在设计和施工中，装药量基本以装药长度来确定。浅孔填塞长度10～20cm，深孔填塞长度20～40cm，其余全部装药，装药系数0.90～0.95，炸药单耗（6～10）kg/m3。单孔装药量为2～5Kg。

（3）辅助孔：钻孔深度取值为3.0m，炮眼直径d炮眼=42mm，孔距为90cm。

（4）掏槽布置：上部台阶采用楔形掏槽方式掘进，周壁光面爆破，短进尺爆破，2#岩石乳化炸药装药、数码电子雷管逐孔起爆网路，中台阶、下台阶采用数码电子雷管毫秒微差起爆网路起爆。

（5）爆破器材选择：炸药选用广西金建华生产的防水型2＃岩石乳化炸药，Φ32mm和Φ25mm两种直径药卷，岩石段采用广西金建华的数码电子雷管毫秒微差网路起爆。

（6）爆破采用数码电子雷管起爆，实现短时间间隔的逐孔爆破技术（单孔单响），最大限度减小爆破振动对软弱围岩及周边环境影响，防止爆破过程中隧道坍塌。

4爆破参数

根据岩石条件，通过现场爆破试验，确定钻孔深度、眼间距、装药量、装药结构、掏槽方式等参数，尤其应对周边眼的爆破参数进行优化；每循环爆破后，对残眼长度、爆碴集中度和块度、周边孔痕迹率、岩面平整度、循环间衔接台阶高度、围岩稳定性以及断面轮廓、超欠挖等爆破效果进行量测与描述，作为调整循环进尺、周边孔布置、内圈孔间距及抵抗线、钻孔密集度及炸药用量、掏槽孔布置及掏槽孔深度等爆破设计参数的依据。

4.1孔隙率参数

孔布局显示为总共95个孔。

孔间距：底孔60cm，周边孔60cm，其他孔80-90cm。

孔方向：槽孔与挖掘面之间的角度为70°，槽孔两侧挖掘面与角孔之间的夹角为65-85°，周边孔孔向外倾斜4％，其它孔垂直于挖掘表面。

钻孔深度：钻孔深度3m，辅孔3m，掏槽孔3.2-3.3m，周边孔3m，底孔3.2m。

4.2装药量

单孔加料：掏槽孔1200-1500g，辅助孔900-1200g，侧壁周边孔600-900g，顶拱孔600g，底孔1200-1500g。

总用量：106kg。

延迟时间间隔：50ms。

4.3光面爆破

应达到以下要求：

1、留炮孔痕迹在开挖轮廓面上均匀布置；

2、炮孔痕迹保存率：完整岩石在80%以上，较完整和完整性差的岩石不少于50%，较破碎和破碎岩石不小于20%；

3、邻两孔间的岩面平整，孔壁不应有明显的爆震裂缝；

5爆破效果

起爆后，周边眼优先沿各孔的中心连线形成贯通裂缝并破碎岩层向外抛掷，使开挖面爆破后一次成型并使开挖面光滑平整，对隧道周围围岩不产生或产生轻微破坏，爆渣均匀，爆破效果良好。

结语

通过隧道掘面爆破的实例，提出了一套控制爆破参量选择的方法，并证明了有效的控制爆破掘进不但能加快施工进度，减少超欠挖量，同时可以有效保护围岩结构，减少地质灾害发生的几率。对今后此方向的研究及隧道的设计、施工具有一定的参考价值。

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