數碼電子雷管與導爆管毫秒雷管組合法爆破技術在城區隧道中的應用

        隨著我國建設事業的迅猛發展，爆破作為巖土開挖的一種必要手段所面臨的環境越來越復雜，周圍高樓林立、人口密集，重要建（構）筑物和精密設備保護點較多。重慶市作為我國著名山城，巖質較硬，無法采用常規盾構法開挖，受特殊地形地貌限制，在市區修建隧道，上方面臨高壓線、立交橋及各種建（構）筑物；下部有市政管網、樁基礎和立交隧道；左右面臨地質滑坡體、市政道路等，其技術難度在國內尚屬少見，對工程建設帶來巨大挑戰。通過一系列的減振開挖新技術實踐中得出：采用普通數碼電子雷管與毫秒雷管組合法爆破開挖，既可發揮數碼電子雷管降低爆破振速的優點，又可在一定程度上節約開挖成本，是一種新型地下工程降振爆破開挖技術。

        1 工程概況

        新紅巖隧道進口里程為DK297+295，出口里程為DK303+994，全長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以內。在此類工況下，傳統爆破已無法滿足要求，爆破振速已超過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點

        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行延時錯峰起爆，可有效降低爆破對地表振動；數碼電子雷管爆破最主要的特點為逐孔、微差、精確起爆，大大降低了爆破產生的振動效應，減少了對周邊建（構）筑物的影響；利用延時0 ms的數碼電子雷管將周邊孔的毫秒雷管串聯引爆，可達到數碼電子雷管與導爆管毫秒雷管同時起爆的目的；數碼電子雷管結合導爆管毫秒雷管同樣可做到孔內延時起爆，光爆效果良好；使用組合法開挖，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挖成本。

        3 工藝原理

        導爆管毫秒雷管是利用化學藥劑來進行延期起爆，延期精度受使用環境、存放時間等各方面因素影響，造成延時誤差較大，而數碼電子雷管是利用電子芯片作為發火原件，它可以任意設定孔間微差并準確實現延期起爆。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，既能降低爆破振動又能節約施工成本。利用數碼電子雷管將周邊孔逐孔串聯，接入數碼雷管起爆網絡，可解決兩種雷管無法同時起爆的問題，這樣就可在減振的基礎上節約開挖用時，同時可減少對地表建筑物的擾動次數。

        4 施工要點

        （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。

        風槍鉆桿與隧道軸線保持平行，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，利用高壓風將孔內余渣吹出孔外，以保證正常裝藥，清理鉆孔需由專業人員完成，作業時嚴禁無關人員靠近掌子面。

        （3）數碼電子雷管注冊及網絡連接。

        ①注冊及編號。

        開啟銥缽表，進入“雷管注冊”功能，將雷管的兩根腳線分別于銥缽表的注冊接線端接觸可靠，按“檢測”鍵對當前雷管進行檢測，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，進行下一發雷管的注冊。

        ②組網。

        所有雷管均注冊完成后，將雷管放到對應爆破孔中，對爆破進行裝藥，堵孔。將雷管腳線并聯接入網絡總線上。

        ③測試。

        所有雷管在網絡總線上連接可靠后，將網絡總線連接到銥缽表的組網接線端，開啟銥缽表，進入“網絡測試”功能，由銥缽表對下轄雷管網絡進行測試，測試完成后，測試結果如提示有錯誤，則應關閉銥缽表對錯誤雷管的接線進行檢查直至網絡測試成功。

        ④起爆。

        起爆前撤離爆破現場，將網絡總線延伸至安全距離外，雷管網絡總線接銥缽表的組網接線端，銥缽表再與起爆器相連。開啟銥缽表，起爆器，在起爆器上打開充電開關，進入“爆破流程”功能，按界面提示逐步完成點名、測試、充電，直至準備起爆。按起爆器起爆雙鍵，進入起爆倒計時，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，避免雷管爆破時飛出的金屬碎屑割破毫秒雷管導爆管（見圖1）。

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

        5 結語

        通過對爆破振速的控制，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圈，使開挖輪廓線圓滑、美觀，超欠挖量較常規爆破減少40%左右，在控制隧道質量的同時減少初支噴射砼數量，加快循環用時，直接或間接降低了隧道施工成本。通過利用導爆管毫秒雷管與數碼電子雷管串聯工藝，實現掌子面同時精確起爆，顛覆了傳統淺埋隧道分部爆破的開挖方法，大大節約了開挖循環用時，從而節約了人工、機械臺班、風水電等間接費用。本技術在隧道埋深淺且地表環境復雜的情況下，安全快速通過，優質高效的完成施工任務，得到了各界好評，希望能為以后類似隧道施工提供寶貴經驗。