導(dǎo)爆管雷管與電子雷管在混凝土爆破施工中的對比分析

梁立剛

中國水利水電第十六局工程局有限責(zé)任公司 福建福州 350003

1 工程概況

原豐滿水電站老壩拆除壩段為6#-43# 壩段，總長686m，爆破拆除頂部高程267．7m，拆除底部高程239．90m，拆除高度27．5m，爆破總工程量27 萬m3。

整個(gè)爆破施工期在冬季進(jìn)行，據(jù)豐滿水電站附近的吉林氣象站資料統(tǒng)計(jì)，本地區(qū)多年平均氣溫為4．9℃，極端最高氣溫為37．0℃，極端最低氣溫為-42．5℃。多年平均降水量為656．2mm，多年平均風(fēng)速2．9m/s，最大風(fēng)速30m/s，較正常施工條件，施工效率將大幅降低。

爆破區(qū)域下游120m 處正在進(jìn)行豐滿新壩重建工程施工（與老壩的壩腳線距離更是只有40m）；距左岸下游三期引水發(fā)電廠房330m；距右岸 “豐培中心” 建筑群150m。因此，在進(jìn)行爆破施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制爆破精度以保證爆破震動(dòng)對機(jī)組設(shè)備的影響。

2 爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)

2.1 非電導(dǎo)爆管雷管爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)

采用非電雷管爆破方量為2160m3 混凝土，起爆最大單孔藥量15kg，最小單孔藥量9kg，平均藥量12kg。為避免起爆網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)串段現(xiàn)象，起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)以低段位雷管接力高段位雷管，高段位雷管孔內(nèi)引爆炸藥的主要設(shè)計(jì)思路。具體實(shí)施時(shí)采用爆破孔內(nèi)雷管采用15 段位，孔間雷管3 段位，排間雷管5 段位；爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)圖如下：

2.2 電子雷管爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)

采用非電雷管起爆最大單孔藥量13．5kg，最小單孔藥量7．5kg，平均藥量11kg。采用電子雷管起爆在水下進(jìn)行，爆破實(shí)時(shí)溫度為-28℃，爆破方量為6705m3 混凝土，爆破孔位380 個(gè)，一次性起爆762 發(fā)電子電子雷管，總起爆時(shí)長為4559ms。因電子雷管延時(shí)精度可以達(dá)到1ms，擺脫了常規(guī)導(dǎo)爆管雷管固定段別的局限，可以根據(jù)起爆網(wǎng)路的需要任意設(shè)定雷管延時(shí)，故根據(jù)電子電子雷管的特點(diǎn)進(jìn)行爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)網(wǎng)路圖詳見下圖：

3 爆破效果分析評價(jià)

2018 年12 月03 日-2019 年2 月21 日歷時(shí)81 天，共計(jì)進(jìn)行50 次爆破施工，拆除方量11．6 萬m3，使用非電導(dǎo)爆管雷管12920 發(fā)。

2019 年02 月22 日-2019 年4 月05 日 歷 時(shí)43 天， 共 計(jì)進(jìn)行31 次爆破施工，拆除方量12．7 萬m3，使用數(shù)碼電子雷管10188 發(fā)；2019 年05 月20 日-2019 年6 月17 日 歷 時(shí)29 天，共計(jì)進(jìn)行9 次水下爆破施工，拆除方量6．3 萬m3，使用數(shù)碼電子雷管3584 發(fā)。

3.1 爆破管路聯(lián)網(wǎng)工作效率分析

非電雷管采用塑料導(dǎo)爆管導(dǎo)爆，因施工現(xiàn)場實(shí)際地形不平整等因素影響，在實(shí)際裝藥過程中導(dǎo)爆管容易受損，為此施工人員極為小心地進(jìn)行爆破聯(lián)網(wǎng)作業(yè)，一旦有任何一根導(dǎo)爆管發(fā)生彎折損，拒爆風(fēng)險(xiǎn)增加，安全風(fēng)險(xiǎn)增大。由此將降低爆破作業(yè)效率。但電子雷管導(dǎo)爆線為金屬材質(zhì)，可抵抗200N 以上靜拉力，爆破網(wǎng)路連線工作效率大大提高。爆破安全性大大提高[1]。

3.2 爆破網(wǎng)路圖分析

非電雷管爆破時(shí)，因毫秒導(dǎo)爆管雷管為標(biāo)準(zhǔn)固定延時(shí)。當(dāng)?shù)臀欢卫坠芎透叨挝焕坠艽钆浣M合使用時(shí)，爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)圖復(fù)雜。因電子雷管爆破延時(shí)范圍為0-50000ms、延時(shí)精準(zhǔn)度達(dá)到1ms 級，起爆網(wǎng)路可以自由、靈活、任意設(shè)置。爆破網(wǎng)路圖整齊、簡單，更易指導(dǎo)現(xiàn)場爆破施工。經(jīng)對比，電子雷管較非電雷管爆破單耗藥量降低約8%-15%。

3.3 爆后質(zhì)量對比分析

采用非電雷管爆破后產(chǎn)生的塊石直徑均勻性較差，爆破后對部分超大塊石要進(jìn)行二次破碎，由此將額外增加施工成本。且在裝卸過程中裝運(yùn)工效降低。電子雷管爆破后爆破塊石粒徑均勻，無需進(jìn)行二次破碎，可直接裝車運(yùn)輸[2]。爆破后殘孔半孔率高，超挖引起的超填混凝土量降低，施工成本大幅下降。電子雷管較非電雷管爆破后塊石均勻度提高20%，裝車效率提高20%-30%。爆破效果見下圖：

3.4 爆破震動(dòng)對比分析

根據(jù)各固定監(jiān)測點(diǎn)布置的監(jiān)測采集數(shù)據(jù)分析，采用非電雷管爆破時(shí)，三維各方向監(jiān)測值雖符合《爆破安全規(guī)程》和設(shè)計(jì)要求值，但爆破瞬間峰值呈現(xiàn)出不穩(wěn)定。電子雷管延期精準(zhǔn)，能可靠的實(shí)現(xiàn)逐孔微差爆破，一定時(shí)間間隔內(nèi)不會出現(xiàn)兩個(gè)及以上炮孔同時(shí)被引爆的情況，單響藥量就是單孔裝藥量，無需控制爆破規(guī)模就能最大限度實(shí)現(xiàn)減震控制爆破次生危害，避免產(chǎn)生 “擾民” 和被 “民擾” 的發(fā)生。根據(jù)爆破震動(dòng)對比效果分析，電子雷管較非電雷管可減少爆破震動(dòng)30%-60%。爆破震動(dòng)監(jiān)測波形圖詳見下圖：

3.5 爆破安全向?qū)Ρ确治?/h3>

受毫秒延期導(dǎo)爆管雷管受延期體材料的制約，起爆時(shí)間誤差隨段別增加逐漸增大?？紤]到非電雷管起爆網(wǎng)路延時(shí)誤差以及爆破體拋擲方向、網(wǎng)路安全、振動(dòng)效果等因素，對起爆順序和起爆時(shí)間有很高的精度要求，爆破中最多應(yīng)用達(dá)409 發(fā)雷管、156 個(gè)爆破孔的起爆網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)在起爆順序上越靠后的炮孔出現(xiàn)串段的機(jī)率大大增加，而且存在2-3 段炮孔同時(shí)起爆的可能。一旦發(fā)生多孔串段的情況，勢必造成振動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo)和大量飛石，安全風(fēng)險(xiǎn)增大，安全控制成本增加[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，本文以非電雷管與電子雷管在豐滿水電站老壩拆除工程的應(yīng)用為例，說明電子雷管爆破安全、爆破質(zhì)量、施工進(jìn)度、施工成本等方面的優(yōu)點(diǎn)。特別是在嚴(yán)寒季節(jié)、水下爆破中大大提高了工作效率、施工綜合成本得到了降低，值得在其他相似工程中推廣應(yīng)用。