導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。

整個爆破施工期在冬季進行，據(jù)豐滿水電站附近的吉林氣象站資料統(tǒng)計，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，多年平均風速2．9m/s，最大風速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，在進行爆破施工時應嚴格控制爆破精度以保證爆破震動對機組設備的影響。

2 爆破網(wǎng)路設計

2.1 非電導爆管雷管爆破網(wǎng)路設計

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)絡出現(xiàn)串段現(xiàn)象，起爆網(wǎng)路設計以低段位雷管接力高段位雷管，高段位雷管孔內(nèi)引爆炸藥的主要設計思路。具體實施時采用爆破孔內(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)路設計圖如下：

2.2 電子雷管爆破網(wǎng)路設計

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行，爆破實時溫度為-28℃，爆破方量為6705m3 混凝土，爆破孔位380 個，一次性起爆762 發(fā)電子電子雷管，總起爆時長為4559ms。因電子雷管延時精度可以達到1ms，擺脫了常規(guī)導爆管雷管固定段別的局限，可以根據(jù)起爆網(wǎng)路的需要任意設定雷管延時，故根據(jù)電子電子雷管的特點進行爆破網(wǎng)路設計。設計網(wǎng)路圖詳見下圖：

3 爆破效果分析評價

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

2019 年02 月22 日-2019 年4 月05 日 歷 時43 天， 共 計進行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29 天，共計進行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爆管導爆，因施工現(xiàn)場實際地形不平整等因素影響，在實際裝藥過程中導爆管容易受損，為此施工人員極為小心地進行爆破聯(lián)網(wǎng)作業(yè)，一旦有任何一根導爆管發(fā)生彎折損，拒爆風險增加，安全風險增大。由此將降低爆破作業(yè)效率。但電子雷管導爆線為金屬材質，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，因毫秒導爆管雷管為標準固定延時。當?shù)臀欢卫坠芎透叨挝焕坠艽钆浣M合使用時，爆破網(wǎng)路設計圖復雜。因電子雷管爆破延時范圍為0-50000ms、延時精準度達到1ms 級，起爆網(wǎng)路可以自由、靈活、任意設置。爆破網(wǎng)路圖整齊、簡單，更易指導現(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工效降低。電子雷管爆破后爆破塊石粒徑均勻，無需進行二次破碎，可直接裝車運輸[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 爆破震動對比分析

根據(jù)各固定監(jiān)測點布置的監(jiān)測采集數(shù)據(jù)分析，采用非電雷管爆破時，三維各方向監(jiān)測值雖符合《爆破安全規(guī)程》和設計要求值，但爆破瞬間峰值呈現(xiàn)出不穩(wěn)定。電子雷管延期精準，能可靠的實現(xiàn)逐孔微差爆破，一定時間間隔內(nèi)不會出現(xiàn)兩個及以上炮孔同時被引爆的情況，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)爆破震動對比效果分析，電子雷管較非電雷管可減少爆破震動30%-60%。爆破震動監(jiān)測波形圖詳見下圖：

3.5 爆破安全向對比分析

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

4 結語

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用為例，說明電子雷管爆破安全、爆破質量、施工進度、施工成本等方面的優(yōu)點。特別是在嚴寒季節(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用。