数码电子雷管在隧洞爆破中盲炮问题浅析
摘要
关键词
数码电子雷管;隧洞爆破;盲炮
正文
引言:新时代下,信息技术高速发展,并广泛应用在各领域。在隧洞工程建设中,由于现场爆破环境相对复杂,对爆破精准度要求较高,传统爆破技术已无法满足现代化隧洞工程建设要求。数码电子雷管是信息技术与传统爆破技术有机融合,在爆破作业时,运用该技术,并通过电子控制板操作,能够实现高精度爆破,保证爆破质量。但作为最新技术,该技术也存在一定的弊端和不足-盲炮问题,在爆破中一旦出现盲炮问题,爆破精准度和效果将大打折扣,因此,需要对数码电子雷管加以调整,实现高精度爆破。
1工程介绍
本隧洞工程隧洞为无压过水隧洞,净断面尺寸2.0*2.5m(宽*高),洞身的长度为1.4km,隧洞的底坡为1/20000;根据地质勘探资料可知,隧洞围岩全部为杨柳井组白云岩,全洞以Ⅲ类围岩为主,占比约80%,进出口风化岩体及局部溶洞位置为Ⅳ类围岩占比约20%。洞挖施工采用全断面法开挖,根据不同围岩条件选用不同开挖排炮进尺。局部围岩地质条件较差段及断层破碎带采取“弱爆破、短进尺、强支护、及时封闭”,并加强围岩收敛监测。
在隧洞爆破施工过程中,发现,相对于传统的导爆管等雷管爆破方式,数码雷管在硐室爆破中出现盲炮问题相对较多,影响施工效率和进度,增加施工成本,综合现场实际情况分析原因,几种主要具体如下:
2隧洞爆破中数码电子雷管盲炮问题原因及分析
2.1信号接收不良
在隧洞建设过程中,一般采用爆破方式挖掘,这样能够精准快速完成挖掘工作。一般来说,在隧洞爆破前,需要对爆破现场勘查,充分了解爆破现场环境及结构。随后根据勘察数据制定具体的爆破计划及操作方案,为后续爆破工作打好基础。在实际爆破工作中,经常会出现雷管无法引爆情况,也就是盲炮现象,一旦出现该问题,将会严重影响爆破施工进度及效率。通过对盲炮问题研究发现,数码电子雷管在实际使用中,会受到多重因素影响,导致信号接收不了,进而无法引爆雷管。数码电子雷管主要是利用控制面板发出爆破命令,在成功接收命令后实现爆破,但是如果网络爆破程序出现编程不规范情况,将会导致命令传输失败,出现盲炮问题;此外,由于包括场地环境复杂,场地环境结构容易导致信号传输效率低或网络连接失败等情况也会导致雷管无法引爆,进而出现盲炮问题,影响爆破施工进度。对此,以上因素引起的问题要加以针对性优化,确保爆破工作能够顺利开展。
2.2内部结构影响
数码电子雷管自身结构问题也是导致盲炮问题影响因素之一。数码电子类一般由电子芯片、储能电容、主副装药、电极柱、管壳组成。在爆破时各个电子元件容易受到冲击波影响,发生断裂、损坏、变形等情况,使各元件无法正常运行工作,从而发生盲炮问题。
电子芯片是数码电子雷管最脆弱的电子元件,一旦发生损坏,将无法继续给储能电容供电,同时芯片破坏后,也无法按照程序正常工作;一般来说,雷管内部副装药部分为数码电子雷管起爆药,呈粉状,在爆破过程中受到大幅度震动,容易造成电极柱从药粉中脱落,无法正常引爆雷管,出现盲炮现象;管壳主要由金属制成,市面上大多数都是以铜壳雷管和钢壳敷铜雷管为主,在爆破过程中,雷管容易受到高强度冲击波影响,穿透管壳对内部元件造成破坏,无法引爆雷管。
2.3炮孔距离影响
隧洞爆破一般属于地下爆破,在作业时需要通过掏槽孔布设或爆破创造出全新的临空面,这样做的目的主要是为后续爆破作业中辅助孔和周边孔创造临空面,确保装药位置与林空面保持平行,从而达到良好的爆破效果,同时这样还能有效降低炸药使用量,节约工程成本。在实际爆破作业中,在掏槽孔爆破完成后,会形成一个空腔临空面,且该临空面对辅助孔具有较大的抵抗作用,因此辅助孔需要进一步加密处理,需要提高炸药消耗量降低爆破宽度,但是这样会导致掏槽孔邻近的辅助孔仍然较为密集,无法顺利引爆雷管,出现盲炮问题,影响隧洞爆破效果[1]。
2.4冲击波影响
在隧洞爆破时,会产生较强的冲击波,当冲击波通过介质传播时,会受到传播距离的影响,该距离越长,冲击波越小。同时,波的性质、形状也会对冲击波大小产生影响,根据波的性质、形状及作用的不同,可将冲击波分为三个作用区域。在爆破源三到七倍的药包半径内,冲击波威力最大,波峰压力,一般超过岩石抗压强度,从而使岩石粉碎,冲击波有效作用距离一般是装药半径的七倍,药卷直径为32毫米,冲击波作用范围在48至112毫米之间,该区域为冲击波破坏区,在该区域内,电子雷管将会受到冲击波的严重影响,导致雷管内部元件失效,发生盲炮现象[2]。
2.5应力波影响
冲击波在通过爆炸区域后,威力将大幅度减小,形成爆破应力波,一般应力波阵面参数相对稳定,波速一般与岩石中声速接近,岩石状态变化所需时间通常恢复静止状态所需时间。在应力波的作用下,岩石处于塑性状态,该状态下,在岩石中变形,将会导致岩石破坏或变形。一般范围在药包半径的120至150倍半径内,最高可达到2400毫米,该区域为应力波破坏区,该区域内的数码电子雷管会受到应力波强烈冲击,导致雷管内部元件遭到破坏,发生盲炮现象。
此外,在应力波传播过程中,遇到自由面或薄弱面都会发生波反射或投射情况,当波遇到界面时,部分波将会改变方向,但不会透过界面,当多炮孔叠加后,应力波将会超过数码电子雷管自身破坏能力,该情况下,也会造成电子雷管内部元件损坏,进而出现盲炮现象[3]。
3数码电子雷管爆破优化及注意事项
3.1优化程序设计
在隧洞工程建设中,数码电子雷管自身设计对爆破工作有着重要影响,在控制过程中,控制人员通过控制面板将爆破指令传送至数码电子雷管中,在接收指令后,便可按照设定好的程序进行爆破作业,进而提高隧洞爆破工程质量。在此过程中,雷管控制程序设计至关重要,设计程序需要按照相关标准加以高精度设计,使传输信号更加稳定、高效。在设计该程序时需要多次试验,并加以检测,在各项指标、参数都合格后方可投入爆破现场。加以应用,避免盲炮问题,此外数码电子雷引爆器、控制面板以及炸药包等都是影响爆破工作的重要因素,对此,需要以上部件按照相关规范和作业要求安装,并合理控制炸药使用量,减少忙炮现象发生,提高隧洞爆破质量,加速隧洞挖掘进程。
3.2合理选择材料
通过对数码电子雷管研究发现,雷管管壳对爆破效果有着重要影响。市面上管壳一般以金属为管壳材料,在实际爆破作业中,产生的强烈冲击波和应力波将会穿透金属材质数码电子雷管外壳,造成雷管内部各电子元件损坏,发生盲炮现象,影响爆破效率。因此,在实际隧洞爆破作业中,工作人员应根据爆破工程规模大小及实际情况选择合适的材料作为数码电子雷管外壳材料,并将其放在爆破区内,开展爆破试验,确保爆破后数码电子雷管不会受到影响,避免盲炮情况发生。
3.3制定科学爆破方案
除了雷管设计及材料因素外,爆破方案的设计也容易影响爆破效果。大多数隧洞爆破工程环境特殊、结构复杂,在正式爆破前需要有专门的工作人员深入爆破场地勘察,充分了解爆破现场环境及地理结构,并将现场数据、参数详细记录,随后,根据数据设计科学合理的爆破方案,这样才能确保爆破工作顺利实施。在此过程中,需要充分计算炸药使用量,并精准定位爆破区域,并根据现场实际情况对相关参数加以调整,实现高精度爆破。爆破作业是一项危险性极高的工作,在正式爆破中,应严格按照工作规范和标准进行作业,减少对周围环境的破坏和影响,提高爆破工作安全性。
结束语:总而言之,水工隧洞施工环境特殊,结构复杂,数码电子雷管具有安全性高、防干扰能力强、精准控制等优点,虽然受自身设计问题及爆破冲击波影响,导致盲炮现象发生,对此,可从优化自身设计、优化材料以及制定科学爆破方案解决盲炮问题,进一步保障爆破安全性和稳定性。
参考文献:
[1]包啸龙.公路隧洞爆破作业安全管理及数码电子雷管应用安全性分析[J].劳动保护,2023(04):89-91.
[2]姜兆新,徐洪艳,高蓓.数码电子雷管技术在露天爆破中的优势及发展[J].科技创新与应用,2021(10):170-172+178.
[3]任登富,简中飞,孟祥栋.数码雷管错相减震爆破技术在地铁隧洞施工中的应用[J].爆破,2020,37(02):53-59.
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