V形起爆網(wǎng)路分析及其應(yīng)用

丁漢堃，季青

(1.中國科學(xué)院力學(xué)研究所， 北京 100190；2.北京中科力爆炸技術(shù)工程有限公司， 北京 101318)

在起爆工程中，起爆網(wǎng)路可分為直線形（排間、排間分區(qū)、奇偶式）和斜線形（V形、對角線形、波浪式）。本文結(jié)合多年的爆破實(shí)踐，主要對V形起爆網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析。

前后排孔同段相連，其起爆順序似V形結(jié)構(gòu)，起爆時，先從爆區(qū)中部爆破出一個V形起爆空間，為后段炮孔的爆破創(chuàng)造自由面，然后兩側(cè)同段起爆。該起爆順序的優(yōu)點(diǎn)是巖石向中間崩落，加強(qiáng)了碰撞和擠壓，有利于改善破碎質(zhì)量。由于碎塊向自由面拋擲作用小，該起爆網(wǎng)絡(luò)也常用于擠壓爆破和掘溝爆破。

1 V形起爆網(wǎng)路布孔方式

常規(guī)爆破的布孔形式有三角形布孔（梅花式）和方形布孔（正方形、長方形）。起爆網(wǎng)路與布孔形式是相輔相成的關(guān)系，不同網(wǎng)路對應(yīng)不同的布孔形式，搭配合理才能充分發(fā)揮爆破作用。

直線形網(wǎng)路宜采用三角布孔；斜線形網(wǎng)路宜采用方形布孔。V形網(wǎng)路采用方形布孔更具優(yōu)勢。

1.1 方形和三角形布孔的V形網(wǎng)路

在同一孔間距a和孔排距b條件下，采用方形和三角形布孔方式的V形網(wǎng)路見圖1～圖3。圖中斜線上的孔間距a′為方形大，三角形??；排間距b′為方形小，三角形大；V形頂角α為方形大，三角形小。這是V形網(wǎng)路實(shí)質(zhì)作用在不同布孔形式上的不同反映。

方形和三角形布孔V形網(wǎng)路計(jì)算模型見圖4和圖5。

圖1 長方形布孔V形網(wǎng)路

圖2 三角形布孔V形網(wǎng)路

圖3 三角形布孔V形網(wǎng)路

圖4 長方形布孔網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型

方形布孔V形網(wǎng)絡(luò)計(jì)算公式見式（1）～式（3）。

圖5 三角形布孔網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型

三角形布孔V形網(wǎng)絡(luò)計(jì)算公式見式（4）～式（6）。

1.2 平行四邊形布孔的V形網(wǎng)路

平行四邊形的布孔方式（見圖 6）是以上兩種布孔形式的過渡形態(tài)，當(dāng)V形各排頂點(diǎn)連線與臨空面不垂直時，方形布孔容易將矩形漸變成平行四邊形。由于平行四邊形的兩條對角線不等，因此V形網(wǎng)路連接時，兩側(cè)斜線的孔間距一側(cè)大，一側(cè)小，斜線排間距一側(cè)小，另一側(cè)大。爆破后形成的巖石塊度一側(cè)小，另一側(cè)大。這項(xiàng)技術(shù)可在填海造地工程中發(fā)揮作用，主要表現(xiàn)在調(diào)整巖石級配，安排爆堆位置和調(diào)度運(yùn)輸先后次序等方面。

圖6 平行四邊形布孔V形網(wǎng)路

平行四邊形的V形網(wǎng)路計(jì)算模型見圖7。

圖7 平行四邊形布孔

平行四邊形布孔 V形網(wǎng)路計(jì)算公式見式（7）～式（10）。

2 工程應(yīng)用

廣東玉湛高速公路全程145 km，湛江段廉江服務(wù)區(qū)附近山體作為公路石料場，爆破總方量約 260萬m3。山體主要以花崗巖為主，兼有其他成分巖體。取石山頭分散，相對高差約為60 m，場內(nèi)裝有碎石生產(chǎn)線，機(jī)口寬為50 cm，入機(jī)口石料尺寸要求嚴(yán)格，似椰子大小。一段時間爆破大塊較多，使用多臺液壓錘進(jìn)行二次破碎，效率低、成本高。針對該問題，制定了改進(jìn)措施，明顯改善了碎石質(zhì)量，大幅度提高了生產(chǎn)效率，降低了大塊率。單次炸藥使用量由原來的8 t提高到20 t，采石量提高到日產(chǎn)3萬m3，滿足了生產(chǎn)需要。

采用方形布孔V形網(wǎng)路起爆，改變了三角形布孔以及不規(guī)范的網(wǎng)路連線方式。根據(jù)爆區(qū)大小以及地形狀況，采用一個或多個V形網(wǎng)路聯(lián)合起爆，其爆破抵抗線選為3 m，采用毫秒導(dǎo)爆管起爆。

為了保證V形頂角連線與臨空面眉線垂直，從爆區(qū)的中心位置向兩側(cè)延伸對稱進(jìn)行方形布孔。為確保V形網(wǎng)路左右同一斜排炮孔同時起爆，連線時先將同一斜排炮孔導(dǎo)爆管抓為一“把”，清理檢查無誤后，再進(jìn)行排間接力連接。該方形布孔V形起爆網(wǎng)絡(luò)的爆破參數(shù)見表1。

表1 爆破參數(shù)

3 結(jié)論

結(jié)合多年的爆破實(shí)踐，對V形起爆網(wǎng)路進(jìn)行了詳細(xì)分析，認(rèn)為該爆破網(wǎng)絡(luò)實(shí)質(zhì)上是將常規(guī)爆破技術(shù)改變?yōu)閷捒拙啾萍夹g(shù)，并推導(dǎo)出計(jì)算公式，提出“方形布孔，V形連線”的操作要點(diǎn)。結(jié)合廣東玉湛高速公路的爆破工程實(shí)踐，進(jìn)一步闡述了V形網(wǎng)路的應(yīng)用價值。該工程應(yīng)用對使用V形網(wǎng)路爆破的工程具有參考和指導(dǎo)作用。