电子雷管在光面爆破中的应用.docx

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1、电子雷管在隧道光面爆破中的应用乔攀中铁十六局集团准池铁路工程指挥部摘要 以贵广高速铁路棋盘山隧道光面爆破施工为例，通过介绍隆芯1号电子雷管及钵钵起爆系统在隧道光面爆破中的应用，与使用导爆雷管时的爆破效果进行对比，对于同样的爆破方量，电子雷管能有效减少炸药的用量，使工程的综合成本得到显著降低，具有较大的经济应用价值。关键词 电子雷管 光面爆破 应用0引言近几年来，随着我国对铁路、公路以及水利基础设施工程建设的不断加大，公路隧道和铁路隧道建设不断增多，而且隧道断面也越来越大，给隧道爆破施工带来了新的机遇和挑战。而爆破中采用的传统雷管也越来越不能满足安全、经济、快速、环保的要求，而近年来以隆芯等为代

2、表的电子雷管以其优越的技术、良好的爆破效果和经济社会效益，将会在爆破中起到越来越重要的作用。1工程概况新建贵阳至广州铁路棋盘山隧道位于广西省贺州市境内，隧道全长2346米，为单洞双线I级铁路隧道，设计行车速度：300公里/小时。隧道进、出口里程分别为:DK568+921. DK571+267,其中III级围岩1750米；IV级围岩475米；V级围岩121米。主要基岩为泥盆上统莲花山组（D31）灰岩，中厚厚层状，弱风化、岩层较破碎，围岩以HIIV级为主。隧道右线最大埋深为335nb最小埋深为34m,左线最大埋深约270m,最小埋深为12m。1.1 隆芯1号电子雷管简介隆芯1号电子雷管具有两线双向

3、无极性组网通信、孔内在线编程和全功能检测能力,可对爆破网路的完整性进行在线检查,可实现宽范围（016000ms）、小间隔（1ms）延期时间的孔内设定和在线校准,可对起爆能量进行有效管理，起爆精确性好、起爆可靠性高、使用安全性好，同时具有防水、耐压、抗冲击、环保等特点。雷管内置产品序列号和起爆密码，内嵌抗干扰隔离电路，使用安全,网络设计简单，操作使用方便。在实际的工程爆破中使用隆芯1号电子雷管,可以方便控制爆破的主振频率,可以利用干扰减振技术降低爆破的振动、飞石、噪声等危害，破碎度均匀、边坡残留明显减少,可以实现逐孔爆破,提高炸药能量利用效率,提高工程爆破的综合效益。国际上将数码电子雷管称为工程

4、爆破行业的一项技术革命。1.2 钺钵起爆系统简介钺钵起爆系统是一套在工程爆破中采用数字密码形式给出起爆密钥指令的高安全性密码雷管起爆系统，是国内第一个可实现孔内编程延期数据、网络化在线检测的工程爆破系统。它具有高精度毫秒延期同步起爆的能力，能够实现和满足高精度微差减展爆破的.1程要求。它由隆芯1号数码电子雷管和钺钵表、钺钵起爆器等设备组成，具有两线制无极性并联网路组网双向通信的功能，可在线检测雷管状态，回读并验证已设定的雷管延期时间，精确把握雷管工作状况。钺钵表是实现隆芯1号数码电子雷管在线检测、在线编程、组网通信和精确起爆控制的专用电子设备。一个钦钵表可并联连接200发隆芯1号数码雷管形成一

5、个爆破网路支线，并实现雷管上线、检查、网路检测等功能。铉钵表在铉钵起爆器的控制下，实现数码电子雷管的精确起爆控制。钺钵起爆器是唯一能够起爆隆芯1号数码雷管的控制设备，在钺钵起爆器的控制下，通过依钵表可实现隆芯系列数码电子雷管的精确起爆控制。与锹钵表配套使用可实现隆芯数码雷管在线检查、在线编程、组网通信和网络化密码密钥形式的起爆控制。一个钺钵起爆器可组网连接多台钺钵表，形成具有多条爆破网路支线的数码电子雷管起爆系统。钺钵起爆系统的结构和网路形式如图2所示。系统采用双线并联结构，一个钺钵表可以两线制并联带载多个雷管，一个钺钵起爆器可以两线制并联带载多个钺钵表。表1隆芯1号电子雷管主要技术参数序号名

6、称指标1延期精度0100ms,偏差小于Ims, 101 16000ms,偏差小于1%2延期范围016()(X)ms范围内，最小时间间隔1 ms3编程方式在线可编程4检测方式在线检测5起爆方式双密码起爆：起爆器登录密码、起爆授权密码6通信方式两线制双向无极性组网通信7抗外性能220VAC. 50VDC、15KV静电、射频及杂散电流8防水性能130m9高温耐油-35#柴油,80,72h10使用温度-20 +7007.3 mm图1隆芯1号电子雷管2施工工艺2.1光面爆破设计光面爆破是通过正确确定爆破参数和施工方法，在设计断面内的岩体爆破崩落后才爆周边孔，使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度的减轻爆破

7、对围岩的扰动和破坏，尽可能的保持原岩的完成性和稳定性的爆破技术。2. 1. 1光面爆破方案的确定棋盘山隧道根据施工现场的实际条件及围岩情况，采用全断面一次性开挖法。图2依钵起爆系统2. 1.2爆破参数的选择棋盘山隧道主要以川级围岩为主，隧道衬砌轨面以上净空面积为92而，HI级开挖轮廓尺寸具体见(棋盘山隧道炮眼布置图)，炸药采用规格为32X200, 2号岩石镂梯炸药和乳化炸药，雷管采用非电毫秒微差雷管。影响光面爆破的因素十分复杂，除地质条件、炸药的尺寸与性能、打眼的准确性和爆破技术操作外，决定光面爆破的重要因素有：光爆层厚度、周边眼间距、装药量和装药结构以及起爆技术等方面，爆破参数确定如下：(1

8、)光爆层厚度(W)所谓光爆层是周边眼与最外层辅助眼之间的一圈岩石层。其厚度就是周边眼最小抵抗线，它与开挖的隧道断面大小有关。在断面跨度大，光爆眼所受的夹制作用力小，岩石比较容易崩落，nJ以大些。在断面跨度小，光爆眼所受的夹制作用力大，光爆层厚度可小些。光爆层厚度与岩石的性质和地质构造有关，坚硬岩石光爆层可大些，松软破碎的岩石光爆层要小一些。(2)周边眼密集系数(K)周边眼密集系数是周边眼间距(a)与光爆层厚度(W)的比值，是影响爆破效果的重要因素。a=(12-16)d K=a/Wo式中:a为炮眼周边眼间距(cm), d为炮眼直径(mm)。(3)周边眼深度(L)隧道光面爆破，周边眼的深度，取决于

9、钻眼精度。因受工程施工规范、验收标准和设计要求的超欠挖控制，在使用YT 28气腿式凿岩机作业时，因受顶板和岩壁影响得不从轮廓线向上或向外偏斜一个角度。(通常。二(35 )，必须采取措施，减小夹角，减少超挖量。(4)装药量计算光面爆破装药量的计算，主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度，即以g/m表示，一般采用实验的方法求得或从同类型工程选取。Q=qaW (1)式中：Q为装药集中度(g/m); q为单位体积耗药量(g/m3)； a, W单位均为ni。(5)棋盘山隧道根据实际的地质情况，结合现场试验和施工经验数据，用计算法进行校核，确定以上的爆破参数如下表2、表3：(6)装药结构和起爆方法。光面爆破

10、光爆眼采用不耦合装药，本隧道选取不耦合系数为1.7。表2棋盘山隧道光面爆破参数选择情况名称炮驻径(mm)由明尚福, 、 光爆层厚度密集装药集中度不耦合系炮眼间距(mm)/ 、左将 /将(cm)系数kg/m数棋盘山隧道4250650.70. 151.7在实际施工中还要结合掌子面的围岩具体变化情况，如溶洞，夹泥裂隙的不良地质的出现，要对爆破参数进行动态调整。表3光面爆破一般参考数值岩石种类炮眼间距(mm)光爆层厚度(cm)密集系数装药集中度kg/m硬岩557060800.71.00. 30. 35中硬岩456560 800.71.00.20.3软岩355040600.50.80. 07-0. 12

11、施工中周边眼采用装药结构如(图3)胆匕-二屯微差3 与治索0 5以为卷 0 5伙药卷图3周边眼装药结构2.2在未使用电子雷管之前，棋盘山隧道光面爆破参数表及爆破设计图如下:表4棋盘山隧道爆破参数统计(围岩类别：川级，日期：2009-10-23)炮眼类型炮眼数量眼深(m)单眼药量(kg)段位每段药量(kg)掏槽眼185(1415) X0. 20152.2扩槽眼12513X0. 20331.2扩槽眼12512X0. 20528.8辅助眼12411X0. 20726.412410X0. 2092412410X0. 201124辅助眼（上3排）848X0. 201312.8748X0. 201111.

12、2648X0. 2099.6周边眼19214(1.5-2) X0. 20157.2周边眼184(4-5) X0. 201312.6底板眼124(11-12) X0. 29(2)4.411(4)8.813(4)8.815(2)4.4合计266.45段19-21孔间距50cm9段45孔11段6孔一，J / J 41111段9孔间距50cm J & g d J孔q-o%15段13段11段11段9段9段j 9段9段11段 11段13段15段图4炮眼布置图2. 3电子雷管在光面爆破中的应用2009年10月21日，开始引进电子雷管，整个施工中采用的逐孔微差爆破技术，每次起爆的所用延期时间都依据上次振动监控

13、数据及围岩的情况进行调整，（图4-4-2）为2009年11月2号测得的振动曲线图，和2009-10-23,非电导爆管雷管相比，（图4-4-1）从实测得振动波形可以看出，使用隆芯1号爆破振动能量分布均匀，主振频率从87. 31Hz提高到263. 457Hz,最大振速有2. 967cm/s降低到0. 955cm/s,振动持续时间有1s缩短到158ms,降振效果显著。根据振动波形，优化孔网参数。表5优化后棋盘山隧道爆破参数统计（围岩类别：III级，日期：2009-11-2）炮眼类型炮眼数量眼深（m）单眼药量（kg）段位每段药量（kg）掏槽眼12513X0. 20131.2扩槽眼8512X0. 20319.2扩槽眼8512X0. 20519.2辅助眼8411X0. 20717.68410X0. 209168410X0. 201116辅助眼(上3排)848X0. 201312.8748X0. 201111.2448X0. 2096.4周边眼1942.5X0. 20159.5周边眼1844X0. 201314.4辅助眼10410X0. 20920二台眼11411X0. 201124.2底板眼12412X0. 201328.8合计246.55段19-21孔间距50cm3段8孔1段7孔3段9孔间距50cm3段9孔间距50cm11段4孔I段4孔9段4孔7段4孔3段12孔00