V形起爆網路分析及其應用

丁漢堃，季青

(1.中國科學院力學研究所， 北京 100190；2.北京中科力爆炸技術工程有限公司， 北京 101318)

在起爆工程中，起爆網路可分為直線形（排間、排間分區、奇偶式）和斜線形（V形、對角線形、波浪式）。本文結合多年的爆破實踐，主要對V形起爆網絡進行分析。

前后排孔同段相連，其起爆順序似V形結構，起爆時，先從爆區中部爆破出一個V形起爆空間，為后段炮孔的爆破創造自由面，然后兩側同段起爆。該起爆順序的優點是巖石向中間崩落，加強了碰撞和擠壓，有利于改善破碎質量。由于碎塊向自由面拋擲作用小，該起爆網絡也常用于擠壓爆破和掘溝爆破。

1 V形起爆網路布孔方式

常規爆破的布孔形式有三角形布孔（梅花式）和方形布孔（正方形、長方形）。起爆網路與布孔形式是相輔相成的關系，不同網路對應不同的布孔形式，搭配合理才能充分發揮爆破作用。

直線形網路宜采用三角布孔；斜線形網路宜采用方形布孔。V形網路采用方形布孔更具優勢。

1.1 方形和三角形布孔的V形網路

在同一孔間距a和孔排距b條件下，采用方形和三角形布孔方式的V形網路見圖1～圖3。圖中斜線上的孔間距a′為方形大，三角形小；排間距b′為方形小，三角形大；V形頂角α為方形大，三角形小。這是V形網路實質作用在不同布孔形式上的不同反映。

方形和三角形布孔V形網路計算模型見圖4和圖5。

圖1 長方形布孔V形網路

圖2 三角形布孔V形網路

圖3 三角形布孔V形網路

圖4 長方形布孔網絡計算模型

方形布孔V形網絡計算公式見式（1）～式（3）。

圖5 三角形布孔網絡計算模型

三角形布孔V形網絡計算公式見式（4）～式（6）。

1.2 平行四邊形布孔的V形網路

平行四邊形的布孔方式（見圖 6）是以上兩種布孔形式的過渡形態，當V形各排頂點連線與臨空面不垂直時，方形布孔容易將矩形漸變成平行四邊形。由于平行四邊形的兩條對角線不等，因此V形網路連接時，兩側斜線的孔間距一側大，一側小，斜線排間距一側小，另一側大。爆破后形成的巖石塊度一側小，另一側大。這項技術可在填海造地工程中發揮作用，主要表現在調整巖石級配，安排爆堆位置和調度運輸先后次序等方面。

圖6 平行四邊形布孔V形網路

平行四邊形的V形網路計算模型見圖7。

圖7 平行四邊形布孔

平行四邊形布孔 V形網路計算公式見式（7）～式（10）。

2 工程應用

廣東玉湛高速公路全程145 km，湛江段廉江服務區附近山體作為公路石料場，爆破總方量約 260萬m3。山體主要以花崗巖為主，兼有其他成分巖體。取石山頭分散，相對高差約為60 m，場內裝有碎石生產線，機口寬為50 cm，入機口石料尺寸要求嚴格，似椰子大小。一段時間爆破大塊較多，使用多臺液壓錘進行二次破碎，效率低、成本高。針對該問題，制定了改進措施，明顯改善了碎石質量，大幅度提高了生產效率，降低了大塊率。單次炸藥使用量由原來的8 t提高到20 t，采石量提高到日產3萬m3，滿足了生產需要。

采用方形布孔V形網路起爆，改變了三角形布孔以及不規范的網路連線方式。根據爆區大小以及地形狀況，采用一個或多個V形網路聯合起爆，其爆破抵抗線選為3 m，采用毫秒導爆管起爆。

為了保證V形頂角連線與臨空面眉線垂直，從爆區的中心位置向兩側延伸對稱進行方形布孔。為確保V形網路左右同一斜排炮孔同時起爆，連線時先將同一斜排炮孔導爆管抓為一“把”，清理檢查無誤后，再進行排間接力連接。該方形布孔V形起爆網絡的爆破參數見表1。

表1 爆破參數

3 結論

結合多年的爆破實踐，對V形起爆網路進行了詳細分析，認為該爆破網絡實質上是將常規爆破技術改變為寬孔距爆破技術，并推導出計算公式，提出“方形布孔，V形連線”的操作要點。結合廣東玉湛高速公路的爆破工程實踐，進一步闡述了V形網路的應用價值。該工程應用對使用V形網路爆破的工程具有參考和指導作用。