混裝炸藥車在溪洛渡水電站右岸導(dǎo)流洞開挖施工中的應(yīng)用

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1 混裝炸藥生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

混裝炸藥生產(chǎn)系統(tǒng)主要是由混裝炸藥車和配套的移動(dòng)式地面站兩部分組成，它集原材料運(yùn)輸、炸藥現(xiàn)場(chǎng)混制及機(jī)械化裝藥與一體，與常規(guī)袋裝藥比較，它具有效率高、質(zhì)量好、工藝先進(jìn)及安全可靠等優(yōu)勢(shì)。該系統(tǒng)從原材料地面站儲(chǔ)備、半成品生產(chǎn)到現(xiàn)場(chǎng)混制的整個(gè)加工運(yùn)輸過程中都不產(chǎn)生成品炸藥，不會(huì)發(fā)生爆炸，直至最后裝入炮孔后5～10分鐘經(jīng)化學(xué)反應(yīng)才成為無雷管感度的炸藥，因此消除了傳統(tǒng)炸藥生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存及裝藥過程中的不安定因素，對(duì)環(huán)境也不會(huì)造成任何污染，真正實(shí)現(xiàn)了炸藥生產(chǎn)與爆破施工的本質(zhì)化安全?；煅b車技術(shù)代表了當(dāng)今世界爆破技術(shù)的發(fā)展方向，不僅有較高的科技含量和較強(qiáng)的實(shí)用性，更在于它取代了傳統(tǒng)的炸藥制備、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、人工裝藥過程及方法，而且它提高了工效、降低了成本、改善了安全、提高了爆破的質(zhì)量，對(duì)洞挖效率有較大的提高。

尤其是在開挖量大、施工難度高、炸藥需求量大的大型硐室群，由于受到現(xiàn)場(chǎng)倉庫的庫存量較小、運(yùn)輸距離遠(yuǎn)和運(yùn)輸途中的不安全等因素的影響，完全滿足高強(qiáng)度施工作業(yè)的要求有一定的困難，而現(xiàn)場(chǎng)混裝炸藥車系統(tǒng)可以根據(jù)施工強(qiáng)度和使用量直接按需生產(chǎn)，既可以滿足施工強(qiáng)度的要求，同時(shí)又解決了運(yùn)輸途中的不安全隱患，因而更能顯現(xiàn)出混裝炸藥技術(shù)的快捷、安全、高效的特點(diǎn)。

經(jīng)實(shí)際測(cè)算評(píng)估，相對(duì)于傳統(tǒng)成品炸藥爆破及作業(yè)方式，其優(yōu)點(diǎn)具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1.1 提高了爆破作業(yè)效率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度

乳化炸藥混裝車實(shí)現(xiàn)了裝藥作業(yè)的機(jī)械化，其裝藥速率為150～200kg/min，一個(gè)孔只需裝3～4分鐘，而常規(guī)炸藥裝藥一個(gè)孔通常要5～6分鐘甚至更多。顯然使用混裝炸藥車有利于縮短爆破作業(yè)周期。作業(yè)人員也相對(duì)減少，一般一次循環(huán)的裝藥作業(yè)只需要5到6名操作工。裝藥車單班作業(yè)能力為15～20t/班，一臺(tái)混裝車就能滿足高峰期的作業(yè)強(qiáng)度。

與傳統(tǒng)的裝藥作業(yè)相比，采用混裝炸藥車作業(yè)所需人員減少60%左右，裝藥時(shí)間減少70%左右，因此大大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

1.2 改善了施工安全條件

乳化炸藥是通過移動(dòng)式地面站將原材料生產(chǎn)成半成品后分裝在混裝炸藥車的料倉里，然后用混裝炸藥車將半成品運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行配制生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)配制完畢后用輸藥管裝入炮孔內(nèi)10分鐘后才發(fā)泡形成具有雷管感度的炸藥，因此在整個(gè)生產(chǎn)加工和運(yùn)輸過程中不存在意外爆炸危險(xiǎn)。平常無須倉庫儲(chǔ)存，徹底消除了傳統(tǒng)炸藥生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程中的不安全因素，提高了爆破作業(yè)的安全性。

1.3 降低了爆破成本

混裝乳化炸藥密度可隨施工需要進(jìn)行調(diào)整，裝藥計(jì)量準(zhǔn)確，孔內(nèi)為全耦合裝藥，裝藥密度較傳統(tǒng)裝藥的密度大，孔裝藥利用率達(dá)100%，因此要達(dá)到同樣的爆破效果其孔網(wǎng)參數(shù)要比使用常規(guī)炸藥爆破的孔網(wǎng)參數(shù)大，延米爆破方量為傳統(tǒng)炸藥爆破方量的1.5倍左右，鉆孔量可減少30%左右，降低了鉆孔成本，因而總體上降低了爆破成本。

1.4 提高了爆破質(zhì)量

在大型硐室中，使用常規(guī)炸藥爆破，隨著往后爆破次數(shù)的增加根底逐漸提高，嚴(yán)重影響了挖渣裝備的正常運(yùn)作，而采用混裝炸藥爆破技術(shù)，有效地解決了這個(gè)問題。采用混裝炸藥裝藥，一方面裝藥密度比常規(guī)傳統(tǒng)裝藥的密度大，達(dá)到全耦合裝藥，這樣對(duì)于深孔梯段爆破，其對(duì)鉆孔的利用率高，充分利用炮孔容積，保持炸藥的良好抗水性；另一方面混裝炸藥流動(dòng)性大，可以通過輸藥管輕松地直接送到炮孔的底部，解決了因孔內(nèi)有水和巖屑致使炸藥無法達(dá)到炮孔底部的困難，減少了卡孔造成的炮根與盲炮，因而爆破后底部較平整，避免了二次解炮處理，破巖質(zhì)量得到合理的控制和改善，同時(shí)也提高了炮渣的挖裝效率。

2 混裝炸藥生產(chǎn)系統(tǒng)的作業(yè)流程

2.1 炸藥半成品的制備

混裝炸藥半成品的制備是乳化炸藥形成的第一步，其采用移動(dòng)式地面站的炸藥生產(chǎn)系統(tǒng)，對(duì)原材料按照一定的比例進(jìn)行混合加工制成半成品，分別裝進(jìn)混裝炸藥車的料倉中，這樣就完成了炸藥半成品的制備。

2.2 炸藥的儲(chǔ)存和運(yùn)輸

　　由于混裝車可以實(shí)現(xiàn)炸藥的現(xiàn)場(chǎng)制備和裝藥，因此平?？稍诨煅b炸藥車上準(zhǔn)備好一定量的炸藥半成品，接到爆破通知后再將事先準(zhǔn)備好的炸藥半成品運(yùn)送到需要爆破施工的部位。

2.3 炸藥的現(xiàn)場(chǎng)配置生產(chǎn)、裝藥

混裝炸藥車到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)將半成品混制成密度符合要求、具有爆破感度的炸藥后進(jìn)行裝藥。裝藥過程中，根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)整密度及裝藥量以達(dá)到理想的爆破效果。

3 硐室爆破的技術(shù)要求以及爆破方案

結(jié)合硐室線向延伸、狹長(zhǎng)的特點(diǎn)，我們?cè)谙宥捎野秾?dǎo)流洞上層開挖完成以后，對(duì)于中下層的深孔梯段爆破采用兩邊側(cè)墻先行預(yù)裂，然后進(jìn)行中間掏槽爆破的爆破方案。邊墻采用預(yù)裂孔成型，確保預(yù)裂面平整；預(yù)裂孔與主爆孔之間布置一排緩沖保護(hù)孔，距離預(yù)裂孔1.2～1.5m。溪洛渡右岸導(dǎo)流洞中層混裝炸藥裝藥爆破主要技術(shù)參數(shù)見表1。由于混裝炸藥的猛度比常規(guī)炸藥要大，因此我們應(yīng)用微差起爆技術(shù)，采用孔外延時(shí)的非電導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)絡(luò)，有效控制單響爆破藥量和起爆順序，根據(jù)臨空面、拋擲方向、飛石控制等現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況靈活采用單孔單響或兩孔一響的“V”型或梯形起爆，提高對(duì)被爆巖體的破碎程度，同時(shí)減小爆破振動(dòng)對(duì)邊坡巖體的破壞程度。底部保留一定厚度的保護(hù)層，以防破壞了地基巖石的完整性。根據(jù)圍巖性質(zhì)的不同，在不同的部位可適當(dāng)調(diào)整布孔的孔網(wǎng)參數(shù)。由于使用混裝炸藥裝藥技術(shù)，其孔網(wǎng)參數(shù)比使用常規(guī)炸藥的要大，因此每次爆破方量也就比常規(guī)炸藥爆破方量要大，一般在硐室中每次爆破可以達(dá)到2500～4000m³。實(shí)踐證明，該方案為簡(jiǎn)單、實(shí)用而效果最理想的方案，在地質(zhì)條件好、巖石風(fēng)化程度低的地帶爆后爆塊均勻，大塊率小，底部平整，較常規(guī)炸藥理想。

表1 右岸導(dǎo)流洞中層混裝炸藥裝藥爆破主要技術(shù)參數(shù)表

爆破孔鉆孔深度

緩沖孔間排距

主爆孔間排距

預(yù)裂孔線裝藥密度

預(yù)裂孔孔距

11.5～12.0m

1.5×2.4m

3.7×3.0m

600～650g/m

0.8m

預(yù)裂孔、緩沖孔孔徑

主爆孔孔徑

單位耗藥量

起爆方式

前排抵抗線

Φ89mm

Φ105mm

0.7～0.8kg/m³

非電雷管起爆

1.5～2.5m

4 混裝炸藥車在硐室群開挖施工應(yīng)用中可能遇到的一些問題及其處理辦法

4.1 大塊孤石的產(chǎn)生

　　由于地質(zhì)構(gòu)造（如斷層、節(jié)理、層理、裂隙、風(fēng)化帶孤石等）、炸藥單耗、布孔形式、微差間隔時(shí)間、起爆網(wǎng)絡(luò)、裝藥結(jié)構(gòu)、堵塞質(zhì)量、鉆孔質(zhì)量及爆破方法等各種因素的影響，常常會(huì)產(chǎn)生塊粒較大的巖塊，針對(duì)大塊產(chǎn)生的不同原因，其處理的技術(shù)措施有：

4.1.1 在堵塞段設(shè)置輔助藥包

為了充分避免炮孔堵塞段過長(zhǎng)產(chǎn)生大塊，考慮在堵塞段中部設(shè)置常規(guī)袋裝炸藥輔助藥包，一方面可破碎上部大塊，另一方面可通過該藥包爆破后形成的壓實(shí)作用減少炸藥能量損失。輔助藥包按公式Q=KL³計(jì)算，（K取0.08~0.1kg/m³，L為堵塞長(zhǎng)度），輔助藥包位置放在堵塞段1/2~2/3處。

4.1.2 調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)

主炮孔選擇耦合連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，起爆彈從孔底反向起爆，周邊孔及后排孔采用底部耦合裝藥上部不耦合裝藥，防止周邊孔及后排孔拉裂或后沖產(chǎn)生大塊石。

4.1.3 調(diào)節(jié)炸藥密度

炸藥密度的大小對(duì)炸藥威力有一定影響，而對(duì)猛度的影響更顯著，炸藥密度與體積威力成正比例關(guān)系?；煅b乳化炸藥的密度在現(xiàn)場(chǎng)可以調(diào)節(jié)，范圍為1.05~1.25g/cm³。一般在選擇密度時(shí)，微新巖選擇高密度，強(qiáng)風(fēng)化巖選擇低密度，周邊孔、后排孔選擇低密度，同一炮孔底部裝高密度上部裝低密度。

4.1.4 優(yōu)化布孔形式和起爆網(wǎng)絡(luò)

一般采用梅花形布孔排間起爆或距形布孔“V”形起爆，即達(dá)到寬孔距小排距布置原理，使巖石充分受到擠壓而破碎。炮孔密集系數(shù)在M=2~3之間取值。

4.1.5 其他措施

也可以采取以下措施來降低大塊率：提高炸藥單耗，減小堵塞長(zhǎng)度；縮小周邊孔及后排孔與相鄰主炮孔的間距；采用留碴微差擠壓爆破等。

4.2 孔內(nèi)有溶溝溶槽或者較大的裂縫

如果發(fā)現(xiàn)有漏藥、吃藥或串藥現(xiàn)象，說明孔內(nèi)可能有溶溝溶槽或者較大的裂縫，這時(shí)切不可盲目裝藥對(duì)線裝藥密度的影響非常大，從而對(duì)整個(gè)炮區(qū)的裝藥質(zhì)量的好壞有直接影響，影響爆破效果。這時(shí)切不可盲目裝藥，而應(yīng)該隔斷溶溝或溶槽，采用堵袋子、沙子、石子或其他充填物進(jìn)行充填后再裝藥。

4.3 底部出現(xiàn)炮根和貼坡

　　使用混裝炸藥車，在爆破孔的孔深控制到位的情況下底部炮根基本可以消除，但如果底部抵抗線過大或者前排臨空面的處理不到位，兩側(cè)緩沖孔前部即夾制作用明顯的兩個(gè)三角形夾角未處理也會(huì)造成底部有炮根、邊墻留有貼坡。這種情況下處理炮根通常采取加大前排孔的裝藥量的方法。而對(duì)于貼坡的處理通常采取減小緩沖孔的間距、排距的方法。

5 在大型硐室群施工中應(yīng)用混裝炸藥車所應(yīng)注意的一些問題

5.1 要熟知洞內(nèi)的交通路徑和通行情況

　　溪洛渡水電站右岸導(dǎo)流洞的道路交通錯(cuò)綜復(fù)雜，4^#、5^#、6^#三條導(dǎo)流洞呈平行布置，有三條支洞及其下岔道貫穿每條導(dǎo)流洞，洞內(nèi)的施工縱橫交錯(cuò)，且施工通道變化頻繁，萬一走錯(cuò)路就會(huì)耽誤裝藥爆破作業(yè)，引起很大的麻煩，因此熟悉洞內(nèi)的交通是十分重要的。

5.2 裝藥爆破作業(yè)前盡量做到條件具備、時(shí)間充足

因?yàn)槎磧?nèi)施工情況很復(fù)雜，如果沒有合理的安排，常常會(huì)引起不必要的麻煩?，F(xiàn)場(chǎng)是否具備裝藥條件（如鉆孔是否達(dá)到要求、臨空面是否處理到位等），水孔膠管能否下到孔底，即裝藥設(shè)備方面能否滿足裝藥的需要，是作為一名隊(duì)長(zhǎng)和技術(shù)員首先應(yīng)關(guān)心的問題，如果不能滿足應(yīng)尋求解決辦法和措施。這就要求我們加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)能力。

5.3 嚴(yán)格控制孔網(wǎng)參數(shù)和裝藥量

在孔網(wǎng)參數(shù)的確定方面要充分考慮各種安全及技術(shù)性的問題，做到防范于未然。硐室是地下覆蓋體，在洞內(nèi)施工安全尤為重要，單響過大一方面容易引起洞壁塌方、掉塊等惡劣的事故，另一方面爆速過大容易造成爆破沖擊波將距離較近的設(shè)備毀壞（主要是玻璃被震碎）。

5.4 爆破操作規(guī)程要清楚

混裝炸藥裝藥操作規(guī)程是否熟練掌握，關(guān)系到爆破質(zhì)量的好壞。起爆彈和一級(jí)巖石乳化炸藥如何下到混裝炸藥中去，采用什么型號(hào)的導(dǎo)爆索及如何綁結(jié)，水孔如何處理，炸藥密度的選擇和測(cè)量，堵塞長(zhǎng)度的多少及堵塞時(shí)間控制，破碎藥包的安放等操作規(guī)程是每個(gè)操作手或爆破員以及技術(shù)員所要熟練掌握的。因此加強(qiáng)爆破隊(duì)伍的責(zé)任心、提高爆破隊(duì)伍的整體素質(zhì)。

5.5 控制前排藥量、控制飛石

裝藥時(shí)第一排孔、第二排孔應(yīng)注意裝藥量問題。前排抵抗線、炮區(qū)周圍環(huán)境、孔排距情況、布孔的形式、后排孔藥量等，這些都是影響飛石距離的直接因素。我們應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，考慮各種因素的影響，合理地調(diào)整裝藥量以達(dá)到最理想的爆破效果。

5.6 及時(shí)調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)

孔網(wǎng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)裝藥結(jié)構(gòu)應(yīng)如何作相應(yīng)調(diào)整，如在遇到采用常規(guī)炸藥設(shè)計(jì)的孔網(wǎng)參數(shù)或不規(guī)則孔網(wǎng)參數(shù)過密、要獲得較好的級(jí)配或強(qiáng)調(diào)不允許有大塊產(chǎn)生（便于小反鏟挖裝）等問題時(shí)，在裝藥結(jié)構(gòu)方面應(yīng)分別對(duì)待，并結(jié)合密度的可調(diào)節(jié)性進(jìn)行合理裝藥。但是無論選擇怎樣的裝藥結(jié)構(gòu)，根據(jù)爆破要達(dá)到的目的而選擇單耗的標(biāo)準(zhǔn)不能變，除非有特殊的情況，即所裝的藥爆炸產(chǎn)生的能量不能做功或根本達(dá)不到爆炸標(biāo)準(zhǔn)，這時(shí)單耗要增加，但不能無目的地盲目增加。

5.7 做好洞內(nèi)爆破安全警戒

　　在硐室內(nèi)各種施工距離較近，通常在相隔幾十米的部位會(huì)有多種施工在進(jìn)行，因此在爆破前一個(gè)小時(shí)應(yīng)通知炮區(qū)附近尤其是同一條直洞內(nèi)的設(shè)備提前撤離。在硐室內(nèi)使用混裝炸藥進(jìn)行爆破，考慮在隧洞中爆破振動(dòng)和沖擊波的影響，爆破警戒范圍沿導(dǎo)流洞距離爆區(qū)400米外，相鄰洞室中的作業(yè)人員必須撤離到安全地點(diǎn)。在一些照明不足的死角更要注意，切不可存有僥幸心理。由于在硐室中視野狹隘，各個(gè)部位的警戒員之間、隊(duì)長(zhǎng)或班長(zhǎng)與主爆手及警戒員之間應(yīng)使用信號(hào)效果好的對(duì)講機(jī)聯(lián)系。

6 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)

為了確保洞內(nèi)爆破施工的安全，我們針對(duì)混裝炸藥車在右岸導(dǎo)流洞的應(yīng)用組織了專門的爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，并對(duì)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，其垂直質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)和水平質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)測(cè)試成果分別見表2、表3。

表2 垂直質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)表

測(cè)點(diǎn)編號(hào)

測(cè)試時(shí)間

爆心距R（m）

最大單響藥量Q(kg)

測(cè)試電壓V

垂直振速v(cm/s)

MVT1

4.1

22.3

57

2.78

10.11

MVT 2

4.1

27.5

57

2.45

8.45

MVT 3

4.1

38.1

57

2.10

7.17

MVT 4

4.1

56.5

57

1.28

4.56

MVT 5

4.1

81.7

57

0.54

1.96

MVT 6

4.1

97.5

57

0.35

1.25

MVT 7

4.1

30.5

57

2.10

7.19

MVT 8

4.1

45.5

57

1.39

4.83

表3 水平質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)表

測(cè)點(diǎn)編號(hào)

測(cè)試時(shí)間

爆心距R（m）

最大單響藥量Q(kg)

測(cè)試電壓V

水平振速v(cm/s)

MVT1

4.1

22.3

57

2.76

10.00

MVT 2

4.1

27.5

57

2.33

8.47

MVT 3

4.1

38.1

57

2.12

7.36

MVT 4

4.1

56.5

57

1.32

4.51

MVT 5

4.1

81.7

57

0.53

1.83

MVT 6

4.1

97.5

57

0.26

0.94

MVT 7

4.1

30.5

57

1.52

5.41

MVT 8

4.1

45.5

57

1.21

4.19

以上監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，在導(dǎo)流洞中使用混裝炸藥車裝藥只要做到單孔單響，將單段最大起爆藥量控制在60kg以內(nèi)，就能夠滿足爆破振動(dòng)要求，將振速控制在10cm/s以內(nèi)。

7 結(jié)語

“科學(xué)技術(shù)為第一生產(chǎn)力”?，F(xiàn)場(chǎng)乳化炸藥混裝技術(shù)作為先進(jìn)的現(xiàn)代化爆破技術(shù)，它的作用已經(jīng)得到了充分的展現(xiàn)，它的地位已經(jīng)得到人們的肯定。但是科學(xué)的發(fā)展日新月異，我們不能僅滿足于目前所取得的這些成績(jī)，而要不斷創(chuàng)新，積累經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)教訓(xùn)，為加快國(guó)家重點(diǎn)工程建設(shè)步伐做出突出貢獻(xiàn)。

作者簡(jiǎn)介：郭亞軍，重慶葛洲壩易普力化工有限公司溪洛渡項(xiàng)目部經(jīng)理，工程師