导爆管雷管与电子雷管在混凝土爆破施工中的对比分析

梁立刚

中国水利水电第十六局工程局有限责任公司 福建福州 350003

1 工程概况

原丰满水电站老坝拆除坝段为6#-43# 坝段，总长686m，爆破拆除顶部高程267．7m，拆除底部高程239．90m，拆除高度27．5m，爆破总工程量27 万m3。

整个爆破施工期在冬季进行，据丰满水电站附近的吉林气象站资料统计，本地区多年平均气温为4．9℃，极端最高气温为37．0℃，极端最低气温为-42．5℃。多年平均降水量为656．2mm，多年平均风速2．9m/s，最大风速30m/s，较正常施工条件，施工效率将大幅降低。

爆破区域下游120m 处正在进行丰满新坝重建工程施工（与老坝的坝脚线距离更是只有40m）；距左岸下游三期引水发电厂房330m；距右岸 “丰培中心” 建筑群150m。因此，在进行爆破施工时应严格控制爆破精度以保证爆破震动对机组设备的影响。

2 爆破网路设计

2.1 非电导爆管雷管爆破网路设计

采用非电雷管爆破方量为2160m3 混凝土，起爆最大单孔药量15kg，最小单孔药量9kg，平均药量12kg。为避免起爆网络出现串段现象，起爆网路设计以低段位雷管接力高段位雷管，高段位雷管孔内引爆炸药的主要设计思路。具体实施时采用爆破孔内雷管采用15 段位，孔间雷管3 段位，排间雷管5 段位；爆破网路设计图如下：

2.2 电子雷管爆破网路设计

采用非电雷管起爆最大单孔药量13．5kg，最小单孔药量7．5kg，平均药量11kg。采用电子雷管起爆在水下进行，爆破实时温度为-28℃，爆破方量为6705m3 混凝土，爆破孔位380 个，一次性起爆762 发电子电子雷管，总起爆时长为4559ms。因电子雷管延时精度可以达到1ms，摆脱了常规导爆管雷管固定段别的局限，可以根据起爆网路的需要任意设定雷管延时，故根据电子电子雷管的特点进行爆破网路设计。设计网路图详见下图：

3 爆破效果分析评价

2018 年12 月03 日-2019 年2 月21 日历时81 天，共计进行50 次爆破施工，拆除方量11．6 万m3，使用非电导爆管雷管12920 发。

2019 年02 月22 日-2019 年4 月05 日 历 时43 天， 共 计进行31 次爆破施工，拆除方量12．7 万m3，使用数码电子雷管10188 发；2019 年05 月20 日-2019 年6 月17 日 历 时29 天，共计进行9 次水下爆破施工，拆除方量6．3 万m3，使用数码电子雷管3584 发。

3.1 爆破管路联网工作效率分析

非电雷管采用塑料导爆管导爆，因施工现场实际地形不平整等因素影响，在实际装药过程中导爆管容易受损，为此施工人员极为小心地进行爆破联网作业，一旦有任何一根导爆管发生弯折损，拒爆风险增加，安全风险增大。由此将降低爆破作业效率。但电子雷管导爆线为金属材质，可抵抗200N 以上静拉力，爆破网路连线工作效率大大提高。爆破安全性大大提高[1]。

3.2 爆破网路图分析

非电雷管爆破时，因毫秒导爆管雷管为标准固定延时。当低位段雷管和高段位雷管搭配组合使用时，爆破网路设计图复杂。因电子雷管爆破延时范围为0-50000ms、延时精准度达到1ms 级，起爆网路可以自由、灵活、任意设置。爆破网路图整齐、简单，更易指导现场爆破施工。经对比，电子雷管较非电雷管爆破单耗药量降低约8%-15%。

3.3 爆后质量对比分析

采用非电雷管爆破后产生的块石直径均匀性较差，爆破后对部分超大块石要进行二次破碎，由此将额外增加施工成本。且在装卸过程中装运工效降低。电子雷管爆破后爆破块石粒径均匀，无需进行二次破碎，可直接装车运输[2]。爆破后残孔半孔率高，超挖引起的超填混凝土量降低，施工成本大幅下降。电子雷管较非电雷管爆破后块石均匀度提高20%，装车效率提高20%-30%。爆破效果见下图：

3.4 爆破震动对比分析

根据各固定监测点布置的监测采集数据分析，采用非电雷管爆破时，三维各方向监测值虽符合《爆破安全规程》和设计要求值，但爆破瞬间峰值呈现出不稳定。电子雷管延期精准，能可靠的实现逐孔微差爆破，一定时间间隔内不会出现两个及以上炮孔同时被引爆的情况，单响药量就是单孔装药量，无需控制爆破规模就能最大限度实现减震控制爆破次生危害，避免产生 “扰民” 和被 “民扰” 的发生。根据爆破震动对比效果分析，电子雷管较非电雷管可减少爆破震动30%-60%。爆破震动监测波形图详见下图：

3.5 爆破安全向对比分析

受毫秒延期导爆管雷管受延期体材料的制约，起爆时间误差随段别增加逐渐增大。考虑到非电雷管起爆网路延时误差以及爆破体抛掷方向、网路安全、振动效果等因素，对起爆顺序和起爆时间有很高的精度要求，爆破中最多应用达409 发雷管、156 个爆破孔的起爆网络。经对比发现在起爆顺序上越靠后的炮孔出现串段的机率大大增加，而且存在2-3 段炮孔同时起爆的可能。一旦发生多孔串段的情况，势必造成振动严重超标和大量飞石，安全风险增大，安全控制成本增加[3]。

4 结语

综上所述，本文以非电雷管与电子雷管在丰满水电站老坝拆除工程的应用为例，说明电子雷管爆破安全、爆破质量、施工进度、施工成本等方面的优点。特别是在严寒季节、水下爆破中大大提高了工作效率、施工综合成本得到了降低，值得在其他相似工程中推广应用。