數碼電子雷管與導爆管毫秒雷管組合法爆破技術(shù)在城區隧道中的應用

        隨著(zhù)我國建設事業(yè)的迅猛發(fā)展，爆破作為巖土開(kāi)挖的一種必要手段所面臨的環(huán)境越來(lái)越復雜，周?chē)邩橇至?、人口密集，重要建（構）筑物和精密設備保護點(diǎn)較多。重慶市作為我國著(zhù)名山城，巖質(zhì)較硬，無(wú)法采用常規盾構法開(kāi)挖，受特殊地形地貌限制，在市區修建隧道，上方面臨高壓線(xiàn)、立交橋及各種建（構）筑物；下部有市政管網(wǎng)、樁基礎和立交隧道；左右面臨地質(zhì)滑坡體、市政道路等，其技術(shù)難度在國內尚屬少見(jiàn)，對工程建設帶來(lái)巨大挑戰。通過(guò)一系列的減振開(kāi)挖新技術(shù)實(shí)踐中得出：采用普通數碼電子雷管與毫秒雷管組合法爆破開(kāi)挖，既可發(fā)揮數碼電子雷管降低爆破振速的優(yōu)點(diǎn)，又可在一定程度上節約開(kāi)挖成本，是一種新型地下工程降振爆破開(kāi)挖技術(shù)。

        1 工程概況

        新紅巖隧道進(jìn)口里程為DK297+295，出口里程為DK303+994，全長(cháng)6699 m，位于重慶市沙坪壩區。DK297+861～+849、DK298+267～+289最大覆蓋層厚度39.8 m，最小29.5 m，地質(zhì)巖性為砂巖或泥巖夾砂巖，巖石強度為29.6～43 MPa，屬中硬巖，地表建筑物多為修建于20世紀60、70年代的矮舊居民區，年久失修，部分房屋在施工前就已出現不同程度的裂縫，根據《爆破安全規程》此段爆破振速控制在1.2 cm/s以?xún)?。在此?lèi)工況下，傳統爆破已無(wú)法滿(mǎn)足要求，爆破振速已超過(guò)3 cm/s，已高于規定值。

        2 數碼電子雷管與導爆管毫秒雷管組合法的優(yōu)點(diǎn)

        地表振速監測數據表明，傳統爆破方式，振速峰值出現在炸藥相對集中區域，如掏槽、擴槽等區域。因此，在炸藥集中區域采用數碼電子雷管進(jìn)行延時(shí)錯峰起爆，可有效降低爆破對地表振動(dòng)；數碼電子雷管爆破最主要的特點(diǎn)為逐孔、微差、精確起爆，大大降低了爆破產(chǎn)生的振動(dòng)效應，減少了對周邊建（構）筑物的影響；利用延時(shí)0 ms的數碼電子雷管將周邊孔的毫秒雷管串聯(lián)引爆，可達到數碼電子雷管與導爆管毫秒雷管同時(shí)起爆的目的；數碼電子雷管結合導爆管毫秒雷管同樣可做到孔內延時(shí)起爆，光爆效果良好；使用組合法開(kāi)挖，可減少數碼電子雷管用量，在隧道特定埋深下可降低淺埋隧道開(kāi)挖成本。

        3 工藝原理

        導爆管毫秒雷管是利用化學(xué)藥劑來(lái)進(jìn)行延期起爆，延期精度受使用環(huán)境、存放時(shí)間等各方面因素影響，造成延時(shí)誤差較大，而數碼電子雷管是利用電子芯片作為發(fā)火原件，它可以任意設定孔間微差并準確實(shí)現延期起爆。本方法是將掌子面炸藥相對集中的掏槽孔、擴槽孔、輔助孔、內圈孔、使用數碼電子雷管起爆，將炸藥量相對較少的周邊孔、底板孔利用導爆管毫秒雷管引爆。所以數碼電子雷管與導爆管毫秒雷管組合法爆破是在傳統光爆法施工的布孔條件下，既能降低爆破振動(dòng)又能節約施工成本。利用數碼電子雷管將周邊孔逐孔串聯(lián)，接入數碼雷管起爆網(wǎng)絡(luò )，可解決兩種雷管無(wú)法同時(shí)起爆的問(wèn)題，這樣就可在減振的基礎上節約開(kāi)挖用時(shí)，同時(shí)可減少對地表建筑物的擾動(dòng)次數。

        4 施工要點(diǎn)

        （1）放樣布孔。

        為了提高鉆孔精度，以保證爆破效果和減少超欠挖，需采用全站儀放樣布孔。

        （2）鉆孔及清孔。

        風(fēng)槍鉆桿與隧道軸線(xiàn)保持平行，按鉆孔布置圖正確鉆孔，對于掏槽孔和周邊孔的鉆孔精度要求比其它孔要準確，需嚴格控制鉆孔角度及深度。輔助孔及周邊孔根據孔口處巖石的凹凸程度調整炮孔深度，以保證炮孔底在同一平面上。

        待全部鉆孔成孔后，利用高壓風(fēng)將孔內余渣吹出孔外，以保證正常裝藥，清理鉆孔需由專(zhuān)業(yè)人員完成，作業(yè)時(shí)嚴禁無(wú)關(guān)人員靠近掌子面。

        （3）數碼電子雷管注冊及網(wǎng)絡(luò )連接。

        ①注冊及編號。

        開(kāi)啟銥缽表，進(jìn)入“雷管注冊”功能，將雷管的兩根腳線(xiàn)分別于銥缽表的注冊接線(xiàn)端接觸可靠，按“檢測”鍵對當前雷管進(jìn)行檢測，檢測合格顯示當前雷管信息，按“注冊”鍵將當前雷管注冊到相應孔中。注冊成功后取下當前雷管并編號，進(jìn)行下一發(fā)雷管的注冊。

        ②組網(wǎng)。

        所有雷管均注冊完成后，將雷管放到對應爆破孔中，對爆破進(jìn)行裝藥，堵孔。將雷管腳線(xiàn)并聯(lián)接入網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)上。

        ③測試。

        所有雷管在網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)上連接可靠后，將網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)連接到銥缽表的組網(wǎng)接線(xiàn)端，開(kāi)啟銥缽表，進(jìn)入“網(wǎng)絡(luò )測試”功能，由銥缽表對下轄雷管網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行測試，測試完成后，測試結果如提示有錯誤，則應關(guān)閉銥缽表對錯誤雷管的接線(xiàn)進(jìn)行檢查直至網(wǎng)絡(luò )測試成功。

        ④起爆。

        起爆前撤離爆破現場(chǎng)，將網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)延伸至安全距離外，雷管網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)接銥缽表的組網(wǎng)接線(xiàn)端，銥缽表再與起爆器相連。開(kāi)啟銥缽表，起爆器，在起爆器上打開(kāi)充電開(kāi)關(guān)，進(jìn)入“爆破流程”功能，按界面提示逐步完成點(diǎn)名、測試、充電，直至準備起爆。按起爆器起爆雙鍵，進(jìn)入起爆倒計時(shí)，執行起爆。

        （4）使用數碼電子雷管代替普通電雷管起爆普通毫秒雷管，連接管一定要先用膠帶纏繞并反向連接，避免雷管爆破時(shí)飛出的金屬碎屑割破毫秒雷管導爆管（見(jiàn)圖1）。

        （5）裝藥完成后利用自制炮泥堵塞炮孔，填塞長(cháng)度不小于鉆孔深度的40%（見(jiàn)圖2）。

        5 結語(yǔ)

        通過(guò)對爆破振速的控制，采用數碼電子雷管與導爆管毫秒雷管組合法爆破開(kāi)挖后，爆破振速控制在0.43～0.98 cm/s，符合規定要求，有效保護隧道地表建（構）筑物的安全，減少了隧道地表房屋的拆遷量。該工藝可有效降低爆破松動(dòng)圈，使開(kāi)挖輪廓線(xiàn)圓滑、美觀(guān)，超欠挖量較常規爆破減少40%左右，在控制隧道質(zhì)量的同時(shí)減少初支噴射砼數量，加快循環(huán)用時(shí)，直接或間接降低了隧道施工成本。通過(guò)利用導爆管毫秒雷管與數碼電子雷管串聯(lián)工藝，實(shí)現掌子面同時(shí)精確起爆，顛覆了傳統淺埋隧道分部爆破的開(kāi)挖方法，大大節約了開(kāi)挖循環(huán)用時(shí)，從而節約了人工、機械臺班、風(fēng)水電等間接費用。本技術(shù)在隧道埋深淺且地表環(huán)境復雜的情況下，安全快速通過(guò)，優(yōu)質(zhì)高效的完成施工任務(wù)，得到了各界好評，希望能為以后類(lèi)似隧道施工提供寶貴經(jīng)驗。