王佳輝，劉長(zhǎng)文

（浙江交工金筑交通建設(shè)有限公司，浙江 杭州 311103）

0 引言

數(shù)碼雷管是一種新型的電雷管，與傳統(tǒng)雷管相比具有顯著的優(yōu)勢(shì)，摒棄了傳統(tǒng)雷管的延期藥而采用電子芯片以實(shí)現(xiàn)延時(shí)起爆。該工藝具有延時(shí)精度高、安全可靠、減震效果好等特點(diǎn)[1-6]。從發(fā)表的文獻(xiàn)看，潘濤等[7]指出了影響數(shù)碼電子雷管精度的主要因素，并針對(duì)性地在主控芯片設(shè)計(jì)、電子電路設(shè)計(jì)、起爆藥劑、引火頭藥劑幾個(gè)方面提出了可靠的技術(shù)改進(jìn)措施。曹楊等、趙永生等[8-9]分析了爆破振速傳播規(guī)律，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)提出了減振孔、微差延遲爆破、中空孔爆破等減震技術(shù)。羅海鵬[10]基于廈門軌道交通1 號(hào)線中山公園站工程，采用減震孔與數(shù)碼雷管相結(jié)合的減震工藝，滿足了復(fù)雜施工環(huán)境下的爆破減振需求， 其施工方案和技術(shù)措施可為同類工程提供參考。李志堂等[11]結(jié)合工程特點(diǎn)，提出“單次量大，總爆次少”理念，通過(guò)采用數(shù)碼雷管微差降振爆破技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了巖質(zhì)邊坡快速安全爆破開(kāi)挖。楊譯等[12]比較、分析了在馬堰高瓦斯隧道爆破開(kāi)挖過(guò)程中使用電雷管起爆系統(tǒng)與數(shù)碼電子雷管起爆系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，驗(yàn)證了數(shù)碼雷管在高瓦斯隧道應(yīng)用的可行性。張傳軍[13]基于毫秒延時(shí)數(shù)碼雷管起爆降低爆破地震效應(yīng)及減振孔對(duì)降低爆破振動(dòng)影響的原理，通過(guò)理論計(jì)算與試驗(yàn)研究，總結(jié)出臺(tái)階淺孔單孔單響逐孔起爆時(shí)，在微風(fēng)化花崗巖中的最佳延期起爆時(shí)間。李偉[14]通過(guò)對(duì)數(shù)碼電子雷管與高精度導(dǎo)爆管雷管的不同延期時(shí)間對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)合振動(dòng)波形圖和測(cè)振數(shù)據(jù)分析，得出最佳降振微差時(shí)間，探索出一種保證東川河引水隧洞安全運(yùn)行的減振控制爆破技術(shù)。蘇建遙[15]依托新建京張鐵路草帽山隧道下穿唐張鐵路隧道近接工程，系統(tǒng)研究小凈距交叉隧道施工的爆破振動(dòng)。為新建京張鐵路順利下穿唐張鐵路提供必要的理論技術(shù)，保障了唐張鐵路隧道的運(yùn)營(yíng)安全。

本文依托浙江省臨金高速公路臨安至建德段第TJ04 標(biāo)段畢浦隧道工程，利用數(shù)碼雷管延期時(shí)間精度高、延期時(shí)間靈活、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)該隧道爆破施工技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，以達(dá)到提高爆破效果，降低單響起爆藥量，減少爆破對(duì)周邊建構(gòu)物的影響，展現(xiàn)了數(shù)碼雷管在臨近建構(gòu)物等復(fù)雜環(huán)境爆破施工的應(yīng)用前景和優(yōu)勢(shì)。

1 工程概況

分水互通連接線畢浦隧道起訖樁號(hào)為K0+508—K0+878，位于浙江省杭州市桐廬縣畢浦村西公殿。隧址地段受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響，次級(jí)構(gòu)造發(fā)育。畢浦隧道開(kāi)挖面積99.2m2，采用礦山法施工，Ⅳ級(jí)圍巖采用臺(tái)階法、Ⅴ級(jí)圍巖采用留核心土法開(kāi)挖。由于隧道進(jìn)出口鄰近村莊，與最近房屋距離僅15m，村莊以獨(dú)棟別墅為主，價(jià)值高；前進(jìn)方向左側(cè)是已運(yùn)營(yíng)屬于S208 省道的畢浦隧道，二者相距17～26m；右側(cè)進(jìn)口是AAA 級(jí)景區(qū)天目溪漂流，出口隸屬于水利廳的水文站。前期的隧道開(kāi)挖施工采用非電毫秒雷管，出現(xiàn)爆破疊加振動(dòng)大現(xiàn)象，影響了居民的正常生活。因此亟須開(kāi)展適用的數(shù)碼雷管爆破施工技術(shù)研究，以提高爆破效果，減少爆破對(duì)臨近建構(gòu)物的影響。

2 數(shù)碼雷管均布主震相微震爆破施工技術(shù)

為解決爆破施工面臨的爆破疊加振動(dòng)大的工程實(shí)際問(wèn)題，本工程經(jīng)過(guò)方案比選、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等方式，總結(jié)提出了數(shù)碼雷管均布主震相微震爆破施工技術(shù)，具體的施工工藝流程如圖1所示。

圖1 施工工藝流程

2.1 施工準(zhǔn)備

走訪臨近構(gòu)筑物的相關(guān)單位及周邊居民，簽署爆破施工安全協(xié)議書。根據(jù)規(guī)范相關(guān)要求，編制隧道爆破施工方案，并進(jìn)行專家評(píng)審。

數(shù)碼雷管備案。通過(guò)浙江省政務(wù)服務(wù)-民爆信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)，備案本項(xiàng)目爆破施工的每發(fā)數(shù)碼雷管及起爆器的個(gè)體身份信息，如實(shí)填寫爆破作業(yè)地址、爆破半徑等。將每發(fā)數(shù)碼雷管個(gè)體身份信息編號(hào)，與經(jīng)過(guò)備案的起爆器、經(jīng)備案或許可的項(xiàng)目以及地理位置信息綁定，再通過(guò)使用起爆密碼和專用起爆器完成起爆作業(yè)。

2.2 炮孔施工

采用山特維克DT821-SC 型鑿巖臺(tái)車鉆孔，臺(tái)車就位后與隧道走線保持平行，風(fēng)、水管線、照明設(shè)施齊全，規(guī)范布置。鉆炮孔時(shí)嚴(yán)格按鉆爆設(shè)計(jì)實(shí)施，確保周邊孔、掏槽孔位置和角度正確。鉆楔形掏槽孔時(shí)外插角必須控制好，嚴(yán)禁相互交錯(cuò)穿孔。掏槽孔選擇兩級(jí)復(fù)式掏槽技術(shù)，降低單孔裝藥量。

周邊孔數(shù)量、間距要嚴(yán)格按照鉆爆設(shè)計(jì)施作，開(kāi)口時(shí)慢慢鉆進(jìn)，保證周邊孔鉆進(jìn)的方向與隧道中線夾角符合設(shè)計(jì)外插角。鉆孔完成后，裝藥前必須將所有炮孔內(nèi)泥漿、石屑用高壓風(fēng)和水吹洗干凈。

2.3 雷管注冊(cè)與裝藥

在數(shù)碼雷管控制設(shè)備“主菜單”界面，查看“雷管類型”是否正確。每次新的起爆工程注冊(cè)前，需要?jiǎng)h除上次工程使用的雷管數(shù)據(jù)，可以選擇刪除雷管功能。采用接觸注冊(cè)的方式進(jìn)行雷管注冊(cè)，將雷管逐發(fā)接入設(shè)備進(jìn)行注冊(cè)，同步完成雷管的功能合格性檢查。雷管每注冊(cè)1 發(fā)可按一定規(guī)律對(duì)應(yīng)進(jìn)行編號(hào)，如001、002、003…

選用Ф32mm，300g的2號(hào)巖石乳化炸藥，將數(shù)碼雷管裝入乳化炸藥內(nèi)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的裝藥結(jié)構(gòu)和藥量進(jìn)行裝藥。按照《爆破安全規(guī)程》（GB 6722—2014）規(guī)定的使用方法操作，保證裝藥時(shí)不損壞雷管腳線。周邊孔的藥包用竹片固定，并用墊塊支撐使藥包居中，已裝好藥的炮孔要及時(shí)用炮泥封堵，周邊孔封堵長(zhǎng)度不小于40cm，封堵材料選用黃泥與砂拌和制成。周邊孔裝藥結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。周邊孔采用不耦合裝藥和空氣間隔裝藥，并在孔底留設(shè)空氣柱，實(shí)現(xiàn)了每卷炸藥都被空氣層包裹，可顯著降低爆轟作用于孔壁的壓力，降低振速。

圖2 周邊孔裝藥結(jié)構(gòu)

2.4 延期設(shè)置與組網(wǎng)

對(duì)掏槽孔、輔助孔、周邊孔數(shù)碼雷管分別進(jìn)行延期間隔設(shè)置，以控制爆破精度，減少爆破振動(dòng)。利用數(shù)碼雷管延期時(shí)間精度高、靈活等優(yōu)勢(shì)，將雷管分段起爆，設(shè)定合理的毫秒延期使先后起爆炸藥的主震相錯(cuò)開(kāi)，實(shí)現(xiàn)主震相分布較均勻，避免主震相疊加導(dǎo)致振速增大，爆破延期參數(shù)見(jiàn)圖3。本工程單響起爆藥量控制在18kg以內(nèi)，取得良好效果。

圖3 起爆順序與延期設(shè)置示意圖

合理布置爆區(qū)線。打開(kāi)線卡子，將爆區(qū)母線平行放置于線卡子的凹槽內(nèi)，合上線卡子，卡緊。逐個(gè)連接，全部卡完后，爆區(qū)內(nèi)網(wǎng)路連接完成。進(jìn)入設(shè)備的組網(wǎng)測(cè)試功能，測(cè)試起爆網(wǎng)路連接的可靠性。若網(wǎng)路存在錯(cuò)誤，必須設(shè)備關(guān)機(jī)、爆破主線短路，由爆破技術(shù)人員進(jìn)行排查。

爆破總線采用多股銅芯雙絞線，每米電阻小于0.03Ω。進(jìn)入設(shè)備的網(wǎng)路測(cè)試界面，采用點(diǎn)火頭微電流檢測(cè)的方式逐發(fā)檢測(cè)接入網(wǎng)路雷管的合格性，判斷雷管能否正常起爆。若爆破網(wǎng)路中存在錯(cuò)誤雷管，在設(shè)備上查看錯(cuò)誤雷管的信息。

2.5 炸藥起爆

實(shí)施爆破前，將網(wǎng)絡(luò)總線延伸至安全距離外，指揮所有人員撤離至安全區(qū)域。通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙授權(quán)起爆。點(diǎn)擊設(shè)備高壓按鈕，完成高壓充電，隨后同時(shí)點(diǎn)擊設(shè)備1、3雙鍵完成起爆。

在每次放炮后必須排除粉塵和煙霧后方可進(jìn)入施工。采用壓入式通風(fēng)，壓入風(fēng)管口距工作面約15m。起爆完成后進(jìn)行數(shù)據(jù)回傳操作，做好爆破記錄的上報(bào)。

3 施工效果分析

本工程于2020 年10 月16 日開(kāi)始采用基于數(shù)碼雷管臨近建構(gòu)物隧道均布主震相微震爆破施工技術(shù)施工，于2021 年4月7日貫通，剔除春節(jié)假期，實(shí)際爆破開(kāi)挖時(shí)間為5 個(gè)月，比計(jì)劃提前2 個(gè)月貫通。實(shí)現(xiàn)了隧道爆破施工的安全性，有效降低爆破單耗，減少了爆破振動(dòng)，保護(hù)周邊環(huán)境。節(jié)省了材料設(shè)備、人力資源的投入，共計(jì)節(jié)約成本249 萬(wàn)元，社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益顯著，可為同類工程施工提供借鑒。

4 結(jié)論

本文依托臨建第TJ04 標(biāo)畢浦隧道工程，總結(jié)了數(shù)碼雷管在隧道工程施工的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)數(shù)碼雷管鄰近建筑物隧道均布主震相微震爆破施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，證明了該施工技術(shù)在隧道工程應(yīng)用的可行性?？偨Y(jié)得出：

（1）本工程單響起爆藥量控制在18kg 以內(nèi)，應(yīng)用效果良好。

（2）周邊孔采用不耦合裝藥和空氣間隔裝藥，并在孔底留設(shè)空氣柱，實(shí)現(xiàn)了每卷炸藥都被空氣層包裹，可顯著降低爆轟作用于孔壁的壓力，降低振速。

（3）數(shù)碼雷管延期設(shè)置是爆破施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)定合理的毫秒延期，使先后起爆炸藥的主震相錯(cuò)開(kāi)，實(shí)現(xiàn)主震相分布較均勻，避免主震相疊加導(dǎo)致振速增大。