数码雷管减震爆破技术

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1、数码雷管减震爆破技术摘要：控制爆破，是指通过一定的技术措施严格控制爆炸能量和爆破规模， 使爆破的声响、振动、飞石、倾倒方向、破坏区域以及破碎物的散坍范围在规定 限度以内的爆破方法；控制爆破目前在工程施工中得到广泛应用，如：定向爆破 预裂爆破、光面爆破、岩塞爆破、微差控制爆破、拆除爆破、静态爆破、抛填爆 破、弱松动爆破、燃烧剂爆破等；结合荆农区间所处特殊地理位置，现主要对微 差控制爆破（数码雷管减震爆破技术）及光面爆破技术的应用效果加以论述总结 希望能够为类似工程提供参考。关键词：爆破减振；掏槽型式；光面爆破；不耦合间隔装药；一、工程概况荆溪新城站农林大学站区间起点里程DK12+802.034，

2、终点里程DK15+836.358,全长3034.324m，设中间风井一座，以中间风井为界划分为两段， 原设计采用盾构法施工。隧道管片外径6.2m，内径5.5m，现根据设计变更：通 过区间中间风井基坑向两侧爆破接应施工。荆溪新城站农林大学站区间风井位 于仓山区上下店路道路西侧，南北走向，三面环山，一面靠水，西侧为悦来山， 山体表层为全风化花岗岩，山腰处建有两栋别墅，风井西侧修建了桩板墙支护结 构；风井南侧为私人庙宇，供奉多座神像；紧靠风井北侧为镇海楼、普觉寺，香 火旺盛，隧道向北侧穿普觉寺，钻爆接应终点下穿金辉淮安别墅区；风井东侧为 闽江，距基坑约60-80m，为一级水源保护地；风井四周存在数座

3、高压电塔和通讯 基塔。二、工程地质及水文地质条件2.1 工程地质荆溪新城站农林大学站区间的主要地层有全新统第四系地层长乐组、上更新 统东山组地层、燕山晓期花岗|（53）及喜山期侵入岩岩脉（B）地层，基坑开挖由 上到下主要为杂填土、坡积土、全风化花岗岩、强风化花岗岩（碎块状）、中风 化花岗岩、微风化花岗岩；爆破开挖主要为微风化花岗岩，隧道开挖由上到下主 要为杂填土、强风化花岗岩 （碎块状）、微风化花岗岩（砂状）、中风化花岗岩 微风化花岗岩；隧道埋深最浅33.4m，隧道爆破开挖主要穿越中风化花岗岩及微 风化花岗岩。围岩以微风化花岩为主,局部穿插花岗斑岩、辉绿岩岩脉或岩墙， 为坚硬岩，围岩压缩波速V

4、p为3.5-4.5km/s，受区域上北东向岩脉、岩墙侵入带 和北西向区域性构造的影响较重，岩体节理裂隙较发育，局部沿岩脉侵入带发育 有层状软弱夹层，但是其产状组合关系不致产生滑动，岩体呈块石状镶嵌结构。 地下水主要为基岩裂隙水，开挖时以点滴状出水为主，但是局部岩脉侵入带水量 较大，呈淋雨状出水，甚至可达涌流状出水。2.2 水文地质1、中间风井水文地质本场地揭示的地下水按埋藏条件包含上层滞水和承压水两种类型。其中承压 水按赋存介质又可分为基岩孔隙-裂隙承压水和构造裂隙承压水。2、区间隧道水文地质本区间地形起伏较大，横跨了闽江下游冲淤积平原地貌和剥蚀本场地揭示的 地下水按埋藏条件包含上层滞水、潜水

5、和承压水三种类型。其中承压水按赋存介 质可分为孔隙承压水、孔隙裂隙承压水和构造裂隙承压水。三、施工重难点及应对措施根据现场勘察，隧道附近建构筑物较密集，沿线周边及隧道上方存在有金辉 淮安半岛别墅群、普觉寺、镇海楼、llOkv高压线、llOkv主变电站等需重点保 护的建构筑物设施。爆破施工会对周边建构筑物设施和附近居民生活带来影响。 隧道爆破为矿山法施工，主要爆破危害因素为爆破振动。1、爆破振动是施工中的难点：钻爆主要危害因素是爆破振动，爆破振动对爆破点周边的建构筑物造成影响， 距离爆破点越近，爆破振动影响越大。爆破振动通过岩石和土壤传播，随着爆破 工作面的推进，爆破振动对周边建筑设施的影响也在

6、同步推进，爆破振动影响范 围更大，更容易引起纠纷。因此，必须严格控制爆破振动。控制爆破振动，重点是采取有效的技术措施控制爆破振动的速率。首先，要严格依据爆破安全规程，确定爆破振动速率控制目标在国家规 定许可范围的下限值以下。第一，一般民用建筑物爆破振动值控制许可范围 2.53.0 cm/s （本项目爆破振动值选取2.0 cm/s为控制目标）。考虑到周边居 民的感受，如条件许可，普觉寺、镇海楼、金辉淮安半岛别墅、风井西侧私人住 宅等有住人的建筑物爆破振动控制值尽可能控制在1.5cm/s,其他建筑物如风井 南侧小庙、新建房屋（庙）、简易砖房的允许质点振速为2.0cm/s；第二，闽江 陡坎岸坡，ll

7、OkV变电站主变电所控制室等重点控制目标的爆破振动允许质点振 速为 1.5cm/s。其次，未达到爆破振动控制目标，需采取有效的爆破减振措施。第一，控制 爆破一次齐爆药量，避免各炮孔之间爆破振动的叠加危害；第二，控制单段齐爆 药量，通过严格分析计算，减少同一个段位起爆的炮孔数，从根本上控制每个爆 破振动波的振动幅度；第三，合理控制各段位之间的时间差7ms，确保各段位 的爆破振动波不发生叠加增强；第四，通过控制或切断爆破振动波的传播途径， 在基坑爆破前完成基坑四周围岩钻孔（间距40cm，深度与爆破钻孔深度相同）削 减爆破振动波到达保护物时的振动值；第五，聘请有资质的爆破振动测试单位进 行爆破振动监

8、测，已便于随时调整爆破施工参数和采取更为有效的减振措施。2、钻爆爆破振动对边坡及断裂带的影响是施工中的重难点。F22断裂带：在本工程区域F22断裂在淮安大桥-普觉寺站农林大学站区间 平行拟建工程线路分布，本站区域内构造以北北西向（顺闽江）断层235- 250Z60-85。为主。受F22断层影响，本区域北东东向脉岩侵入数量多，分布 广，宽度大，断裂带及其两侧影响区内岩石破碎，节理裂隙发育，岩体风化不均。本项目主要爆破危害是爆破振动，爆破设计和施工中严格控制爆破振动的振 动速率在国家标准范围以下，并依据周边建构筑物及周边环境对爆破振动速率的 敏感情况，大幅降低爆破振动速率，避免对周边环境（闽江岸堤

9、、高压电塔、寺 庙等）影响过大，爆破方案提请专家论证后实施。四、钻孔爆破参数确定1、凿岩机具的选取根据选取的爆破方案，隧道爆破机具采取YT28型气腿式凿岩机，42mm直 径的钻头钻孔。钻头为“一”字型硬质合金钢，钻杆规格为中空六棱型，钻杆长 度分别1.5 m、2m、2.5m、3.5m几种规格。2、爆破器材的选取根据爆破规模及岩石特性，选用2号岩石乳化炸药为主炸药、非电导爆雷管 及数码雷管起爆，所需爆破器材见下表：表1爆破器材需求列表器材名称类别及规格雷管7m非电导爆管雷管、数码雷管炸药2号岩石乳化炸药（32）爆速不小于3200m/s.3、主要爆破参数的确定A、孔径：42mm；B、炮眼深度：每循

10、环钻孔深度为3m；C、炸药单耗K值的确定。参照有关工程实例，炸药单耗K值取1.41.8kg/m，施工中时将根据实际爆 破效果进行调整。D、单孔装药量各单孔装药量根据各炮孔作用不同采取合理的装药结构及装药量。各炮孔装药量见表 3-1：4、爆破方法本隧道采用矿山法组织施工，通过进行短进尺光面爆破技术，有效控制爆破 振动，降低对周边建构筑物的扰动。五、控制爆破施工工艺5.1 光面爆破施工工艺采用周边实施光面爆破已有成熟的技术和经验，其基本参数与施工方法早在 1970 年大瑶山隧道爆破施工中就试验成功了，实践证明使用“导爆索串装药卷” 的不偶合间隔装药结构是可行、可信、可靠的。实际上隧道周边光面爆破效

11、果除 了爆破网路的科学设计外，还取决于完善的管理制度和管理方法，如果将周边光 爆半孔率纳入考评指标，并与施工人员经济收入挂钩，周边光面爆破效果一定会 显著改善；若只考虑进度和爆破方量，没有超欠挖考核指标，很难获得良好的周 边光面爆破效果。周边光面爆破的要点如下：1）周边孔采用不耦合间隔装药结构，俗称“导爆索串装药卷”，见图 3。图3-1周边孔不耦合间隔装药结构图120药卷；232药卷；3导爆索和竹片；4径向空气间 隔；5空气间隔；6填塞2）周边孔间距E 一般为钻孔直径的1012倍；3）周边孔抵抗线W （周边孔至内圈孔的间距）一般按E/W=0.8取值；4）不耦合系数D/d=1.5 2.0。5）周

12、边孔装药集中度仍然根据围岩岩石条件和使用的爆破器材，采用工程 经验类比方法决定，一般“先试爆后调整”以达到良好的光爆效果为准。经实践 检验实用、可靠的周边炮孔装药集中度可作为钻爆设计初选参数。建议值如下： I II 级围岩，q=0.350.30 kg/m； II III 级围岩，q=0.300.20 kg/m； III VI 级围岩，q= 0.200.12kg/m。6）注意张开性节理裂隙的影响。张开性节理裂隙会降低深孔爆破效率，可 能会增加炸药单耗或产生较多大块；张开性节理裂隙也会降低光面爆破成形效果 造成开挖轮廓不平顺。然而在张性节理裂隙围岩中更要坚持采取了光面爆破技术 必要时减小周边炮孔间

13、距，当孔间距减至30cm基本能出现光爆效果。只要坚持 采用光面爆破，必然会减少超挖，降低对围岩扰动，保持围岩稳定。7）项目部专门组建组织机构，直接负责本项目爆破工程的具体实施，各级 爆破人员在施工中应严格按照爆破的有关规定认真组织施工，制定详尽可行的超 欠挖考核指标，以确保爆破光面爆破效果。5.2微差控制爆破（数码雷管减震爆破技术）5.2.1、区间隧道全断面开挖钻爆设计Illa级围岩采用全断面开挖，周边眼共计56个，辅助眼52个，第一排掏槽 眼 12 个，也称辅助掏槽眼，该炮眼设计目的主要是提前为第二排主掏槽眼提供 爆破凌空面，以此削弱主掏槽眼在制造整个断面凌空面的爆破瞬间所带来的爆破 振动；

14、第二排掏槽眼8个；第三排掏槽眼8个；第四排掏槽眼8个；第五排掏槽 眼8个；共计46个；压顶眼共计21个；抬炮眼共计22个；爆破需用炸药量周 边眼每孔400克，第一排掏槽眼每孔1800克；第二排掏槽眼1600克；第三排掏 槽眼1400克；第四排掏槽眼1200克；第五排掏槽眼1200克；压顶眼第一排 1200克；其它1400克，抬炮眼每孔1400克，共计约148.2kg,孔内毫秒非电导 爆管雷管共计101发，数码雷管74发，孔内传爆索共长约120m；针对区间爆破 施工高精度、低振动和弱爆破的特点，不断优化爆破网路设计；爆破的起爆顺序 从掏槽眼开始，由里向外逐层分段起爆，并将每一层再继续细化控差，采

15、用不同 段数雷管控制单段齐爆量，最终根据起爆顺序，毫秒非电导爆管雷管采用簇联连 接，以电子雷管做传爆雷管的网路设计，保证每簇不超过20发，每个传爆点均 应严加防护覆盖，以免炸坏网路。周边孔内引出的导爆索，用两根导爆索采用复 式连接的方法，保证起爆的可靠性。两根导爆索连出后，根据起爆顺序与导爆管 相连起爆。为保证起爆的可靠性和准确性，各炮眼雷管段数应与起爆顺序相同。 如图 3-2 示。5.2.2、区间隧道全断面开挖钻爆设计1、掏槽眼的布置开挖采取全断面爆破开挖，掏槽形式为水平楔型掏槽；采用12个孔径为42mm孔，水平楔形陶槽，如图3-3所示。图3-3掏槽眼布置图2、辅助眼的布置由于辅助眼的作用是为了进一步扩大槽口，为周边眼创造有利的爆破条件。3、周边眼的布置周边眼的布置一般沿设计轮廓均匀布置，为了控制超欠挖以及便于下次钻眼作业时好落钻孔眼，应将炮眼方向以3%5%的斜率外插，对于中硬岩石及硬岩，眼底应落在设计轮廓线以外5cm10 cm地方。4、装药结构及堵塞掏槽眼，辅助眼、周边眼采用孔底连续装结构，并采用炮泥全长堵塞，加强孔口堵塞。如图3-3所示田过比迪电汕裝药纳吗ElTT啊杓二埔募图3-4装药结构图（掏槽眼、辅助眼、周边眼）4、起爆顺序各炮孔起爆顺序为：掏槽眼辅助眼周边眼。辅助眼由里向外逐层起