李 坤

(中交二航局第一工程有限公司，湖北武漢 430012)

1 工程概況

某塢基微差毫秒干控爆工程，周邊環(huán)境十分復(fù)雜，北、東、南側(cè)是土石圍堰(見圖1)，西側(cè)為沉箱圍堰，距東土石圍堰240 m是土石子堰，土石圍堰上的灌漿止水帷幕及水泥攪拌墻結(jié)構(gòu)剛形成。塢基北側(cè)是曲軸廠，東側(cè)是民宅。

為加快施工進(jìn)度，采用塢基控爆與圍堰內(nèi)造塢(480 m×115 m×13.6 m)工程，立體交叉、同步進(jìn)行方案，北塢壁距北圍堰帷幕灌漿中心線53 m;東塢壁距東圍堰帷幕灌漿中心線35 m;南塢壁距南圍堰帷幕灌漿中心線61.5 m;而距新澆筑、未過養(yǎng)生期的各塢壁和塢底板最近距離10 m，是急需控爆的堅硬花崗斑巖拉底。

圖1 炮區(qū)周邊位置平面圖（單位：m）

上述控爆周邊之險要環(huán)境，為控爆工程帶來極大技術(shù)難度，對控爆安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，倘若控爆不甚，出現(xiàn)不策，定會使圍堰漏水，建構(gòu)筑物損壞，人群受害，導(dǎo)致出現(xiàn)不可挽回之沉痛惡果。

2 對重炮和跳炮產(chǎn)生原因及危害的分析

在114次塢基干控爆中，共發(fā)生9次重炮和跳炮，超過了設(shè)計規(guī)定的土石圍堰止水帷幕震速安全判據(jù)3 cm/s，其中重炮增加了一次最大起爆藥量，加劇了爆破有害效應(yīng)對周邊新澆筑混凝土的影響;而跳炮造成起爆順序混亂，直接影響了爆破有益效應(yīng)的充分發(fā)揮(見圖2)。圖2a)為孔內(nèi)采用12段、地面采用4段微差毫秒延時時，出現(xiàn)的重炮大震速值(3.48 cm/s)隨時間變化曲線;圖2b)為兩個最大起爆藥間微差毫秒優(yōu)化值控爆得當(dāng)，出現(xiàn)的小震速值(0.05 cm/s)隨時間變化曲線。

圖2 爆破震速與時間的相關(guān)曲線

2.1 重炮和跳炮的產(chǎn)生原因

在微差毫秒控爆設(shè)計中，首先應(yīng)按周邊建、構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)及所在距離和國家《爆破安全規(guī)程》規(guī)定，確定控爆有害效應(yīng)震速安全判據(jù)V安，然后根據(jù)震速安全判據(jù)、距離、地質(zhì)、地形條件，采用國標(biāo)蕯?shù)婪蛩够?Cagobckuu)公式(Q=(V/K)3/αR3，kg)，計算一次最大起爆藥量，最后再根據(jù)計算的每孔裝藥量確定一次起爆孔數(shù)。

為控制住一次最大起爆藥量，引起之震速值V，在規(guī)定之安全判據(jù)V安范圍內(nèi)，不對爆區(qū)周邊的人和物發(fā)生影響及破壞，必須在兩個一次最大起爆藥量之間(可能是一個孔內(nèi)、各孔間、幾個孔間)，通過微差毫秒管，設(shè)置起爆間隔差優(yōu)化值。

當(dāng)采用之微差毫秒管所設(shè)置的起爆間隔差數(shù)值，因設(shè)計錯誤或因微差毫秒管生產(chǎn)質(zhì)量導(dǎo)致的延時誤差影響，不能兌現(xiàn)優(yōu)化值時，則使兩個最大一次起爆藥間起爆間隔差數(shù)值為零，形成重炮;或起爆間隔差數(shù)值為負(fù)數(shù)形成跳炮。

2.2 重炮和跳炮的危害

重炮震速值是設(shè)計一次最大起爆藥量震速值的1.35倍～1.59倍，無疑會加劇對周邊人和物之爆震影響。同時，空氣波和飛石等其他有害效應(yīng)也會對周邊的人和物，出現(xiàn)設(shè)計以外影響及破壞。

跳炮的危害，主要是由于起爆順序顛倒，將前面沒響炮的聯(lián)線炸斷，導(dǎo)致傳爆斷火形成啞炮或響一部分形成殘炮，嚴(yán)重影響爆破效果和威脅爆破安全。

3 對塢基干控爆一次起爆藥間微差毫秒優(yōu)化值的研究

3.1 對非電毫秒延期導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)絡(luò)的簡化

對于非電毫秒延期導(dǎo)爆管組成之起爆網(wǎng)絡(luò)而言，可按地質(zhì)地形特點、拋擲方向、工程要求設(shè)計成半圓形、圓形、斜切、掏槽、孔內(nèi)延時逐排起爆、孔外延時等差起爆、孔間排間間隔起爆等多種起爆網(wǎng)絡(luò)形式。但按一次最大起爆藥量，將這些起爆網(wǎng)絡(luò)形式分解后，僅有串聯(lián)和并串聯(lián)兩種起爆子網(wǎng)絡(luò)，并串聯(lián)子網(wǎng)絡(luò)，又可分為孔間并串聯(lián)子網(wǎng)絡(luò)和孔內(nèi)并串聯(lián)子網(wǎng)絡(luò)。第一系列非電毫秒延期導(dǎo)爆管參數(shù)表見表1。

表1 第一系列非電毫秒延期導(dǎo)爆管參數(shù)表

3.2 并串聯(lián)子網(wǎng)絡(luò)的三種起爆模型

根據(jù)并串聯(lián)子網(wǎng)絡(luò)，忽略導(dǎo)爆管長度的傳速延時，只按導(dǎo)爆管的正常延時、最大誤差延時及最小誤差延時三種起爆模型(如表1所示)。

3.3 對并串聯(lián)子網(wǎng)絡(luò)三種起爆模型的研究

按表1國家第一系列非電毫秒延期導(dǎo)爆管20個段號，分別將一次最大起爆藥延時段和中間間隔延時段組成一對，共可組成210對?，F(xiàn)選取大連及青島地區(qū)廣泛采用之12和4;9和6;7和4;7和3典型四對，分析如下:

1)一次起爆最大藥量延時為12段，間隔延時為4段時，此時的延時導(dǎo)爆管參數(shù)表、三種起爆模型圖及對應(yīng)之起爆間隔差Δt組分別示在表2，圖3中。

表2 延時導(dǎo)爆管參數(shù)表(一)

圖3 三種起爆模型對應(yīng)之起爆間隔差Δt組圖（一）

由圖3明顯看出，正常延時組合 a)起爆間隔差 Δt組為+75 ms;而由于有誤差最大延時組合b)過渡到有誤差最小延時組合c)起爆間隔差Δt組則由+180 ms過渡到－25 ms;當(dāng)Δt組為正值時，能出現(xiàn)理想之毫秒微差起爆，而當(dāng)Δt組=0時出現(xiàn)重炮，Δt組為負(fù)值時，則出現(xiàn)跳炮。

此時，4段管的最小延時65 ms，小于一次最大起爆藥12段延時管同段時差90 ms(65 ms－90 ms=－25 ms)。

2)一次起爆最大藥量延時為9段，間隔延時為6段時，此時的延時導(dǎo)爆管參數(shù)表、三種起爆模型圖及對應(yīng)之起爆間隔差Δt組分別示在表3，圖4中。

表3 延時導(dǎo)爆管參數(shù)表(二)

圖4 三種起爆模型對應(yīng)之起爆間隔差Δt組圖（二）

由圖4看出，一次最大起爆藥延時為9段，間隔差延時為6段時，組成之三種起爆模型，Δt組皆為正值，故無發(fā)生重炮和跳炮的可能。

此時，間隔延時6段管的最小延時130 ms，大于一次最大起爆藥延時9段管的同段時差60 ms(130 ms－60 ms=70 ms)。

3)一次起爆最大藥量延時為7段，間隔延時為4段時，此時的延時導(dǎo)爆管參數(shù)表、三種起爆模型圖及對應(yīng)之起爆間隔差Δt組分別示在表4，圖5中。

表4 延時導(dǎo)爆管參數(shù)表(三)

圖5 三種起爆模型對應(yīng)之起爆間隔差Δt組圖（三）

由圖5看出，一次最大起爆延時為7段，間隔差延時為4段時，組成的三種起爆模型，皆無發(fā)生重炮和跳炮的可能，但其中的有誤差最小延時組合c)間隔差Δt組僅為+20 ms，距重炮的間隔差Δt組=0很接近，十分危險。

此時，間隔延時4段管的最小延時65 ms，大于一次最大起爆藥延時7段管的同段時差45 ms(65 ms－45 ms=20 ms)。

4)一次起爆最大藥量延時為7段，間隔延時為3段時，此時的延時導(dǎo)爆管參數(shù)表、三種起爆模型圖及對應(yīng)之起爆間隔差Δt組分別示在表5，圖6中。

表5 延時導(dǎo)爆管參數(shù)表(四)

圖6 三種起爆模型對應(yīng)之起爆間隔差Δt組圖（四）

由圖6看出，正常延時組合a)的起爆間隔差Δt組=50 ms，能出現(xiàn)理想毫秒微差起爆，而有誤差最大延時組合b)的起爆延時間隔差Δt組=+107 ms，過渡到有誤差最小延時組合c)的起爆延時間隔差Δt組=－5 ms之過程中，其中Δt組=0時發(fā)生重炮，而Δt組為負(fù)值時發(fā)生跳炮。

此時，間隔延時3段管的最小延時40 ms，小于一次最大起爆藥延時7段管的同段時差45 ms(40 ms－45 ms=－5 ms)。

4 結(jié)語

1)由以上分析明顯看出，12段和4段組合及7段和3段組合，符合 GB 6722-2003爆破安全規(guī)程 5.1.4.4“采用地表延時非電導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)時，孔內(nèi)宜裝高段位雷管，地表用低段位雷管”之規(guī)定，但它們可能有1/3的幾率發(fā)生重炮和跳炮，尤其是12段和4段組合。而9段和6段組合及7段和4段組合，則無發(fā)生重炮和跳炮的可能，尤其是9段和6段的組合，因此選9段和6段為起爆微差毫秒管高低段位之優(yōu)化值，取它們間的有誤差最小延時組合之起爆間隔差Δt組=+70 ms為一次起爆藥間微差毫秒優(yōu)化值。2)由以上規(guī)律可總結(jié)出能否發(fā)生重炮、跳炮的判斷方法是:該對小時段管的最小延時值減去大時段管的同段差等于該對有誤差最小延時組合之起爆間隔差Δt組值。a.當(dāng)Δt組大于零時，則不能發(fā)生重炮，越大越不能發(fā)生;b.當(dāng)Δt組接近零時，則可能發(fā)生重炮和跳炮;c.當(dāng) Δt組等于零時，則發(fā)生重炮;d.當(dāng) Δt組小于零時，為負(fù)值，則可能發(fā)生跳炮，負(fù)值越大發(fā)生的可能性越大。3)用上述方法，可以很快的對210對預(yù)選之導(dǎo)爆管并串聯(lián)起爆子網(wǎng)絡(luò)組合，能否發(fā)生重炮和跳炮進(jìn)行判斷，以選定合理之優(yōu)化值。4)該判斷法只適用于非電毫秒延時塑料導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)絡(luò)之并串聯(lián)子網(wǎng)絡(luò)，為非電毫秒延期導(dǎo)爆管整體起爆網(wǎng)絡(luò)，發(fā)生重炮和跳炮的判斷法奠定了基礎(chǔ)。

［1］李曉杰，閆鴻浩.全國爆破加工與遼寧省爆破學(xué)術(shù)會議論文集［C］.2003.

［2］于亞倫.工程爆破理論與技術(shù)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2004.

［3］陳華騰，鈕 強，譚勝禹，等.爆破計算手冊［M］.沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

［4］GB 6722-2003，爆破安全規(guī)程［S］.