爆破片定製

1、精細爆破的概述

（一）精細爆破的概念
精細爆破，即通過定量化的爆破設計和精心的爆破施工，進行炸葯爆炸能量釋放與介質破碎、拋擲等過程的精密控制，既達到預定的爆破效果，又實現爆破有害效應的有效控制，最終實現安全可靠、綠色環保及經濟合理的爆破作業。[1]
精細爆破的產生和發展是市場的需求，隨著國民經濟的騰飛、城市化進程的加快，工程爆破技術越來越發揮重要的作用。精細爆破的提出不僅是技術發展的必然結果，更是源於工程爆破市場的巨大需求。在土岩爆破領域，對精細爆破的需求更是日益增多，例如，在國家重大工程建設及西部大開發中，面臨復雜地質條件下修建大型水電樞紐工程、長距離調水或交通隧道、高陡路塹邊坡、大型礦山等艱巨任務，都涉及到精細爆破問題。
（二）精細爆破的含義
從精細爆破的定義可以看出，精細爆破秉承了傳統控制爆破的理念，但與傳統控制爆破有著明顯的區別。精細爆破的目標與傳統控制爆破一樣，既要達到預期的破碎、壓實、疏鬆和切割等爆破效果，又要將爆破破壞范圍、建構築物的倒塌方向、破碎塊體的拋擲距離與堆積形狀以及爆破地震波、空氣沖擊波、噪音和破碎物飛散等的危害控制在規定的限度之內，實現對爆破效果和爆破危害的雙重控制。
與傳統控制爆破相比，精細爆破在定量化的爆破研究、爆破設計、炸葯爆炸能量釋放和爆破作用過程式控制制、爆破效果的定量化評價等方面，均提出了更高的要求。
精細爆破更注重利用爆炸力學、岩石動力學、結構力學、材料力學和工程爆破等相關學科的最新研究成果並充分利用飛速發展的計算機技術，採用定量化爆破設計計算理論、方法和試驗手段，對爆破方案和參數進行優化，實現對爆破效果及有害效應的控制。
精細爆破更注重根據爆破介質的力學特性、爆破條件及工程要求，依賴性能優良的爆破器材及先進可靠的起爆技術，輔以精心施工和嚴格管理，實現炸葯爆炸能量釋放、介質破碎、拋擲及堆積等過程的精密控制。
精細爆破不僅僅局限於傳統控制爆破，其概念適用於土岩、拆除及特種爆破等工程爆破的方方面面，可見，精細爆破不是一種爆破方法，而是含義頗廣的概念。
（三）精細爆破體系的組成
根據長江科學院在多個國家大型水電工程中的爆破實踐，精細爆破應包含如下幾個部分：（1）精確數值化的爆破技術研究；（2）定量化的工程爆破設計；（3）高精度高可靠性的爆破器材選型；（4）精細化的爆破施工技術；（5）精細化的施工管理方法；（6）定量化的爆破效果評價等內容。其核心是定量化和精細化。
（1） 精確數值化的爆破技術研究
隨著爆炸力學、岩石動力學、工程力學和工程爆破技術等基礎理論研究領域的不斷進展，藉助飛躍發展的計算機技術、爆破試驗和測量技術，使得定量化的爆破技術研究成為可能。基於運動學和結構力學的基本理論，採用FEM、DDA、AEM和LS-DYNA等數值方法，已能對城市拆除爆破、土岩爆破、爆炸加工等進行較精確的預測和模擬，不再藉助實體模型就可以實現對不同爆破方案的分析、比較和研究。此外，採用高速攝影及其三維數值分析系統，已經可以對爆破全過程實施數值化監測，可以定量化分析每一個破碎塊體的運動過程和運動規律。
在土岩爆破方面，已經可以實現如下目的：（1）模擬爆破作用過程中裂紋的產生和發展；（2）預測爆破塊度的組成和爆堆形態；（3）爆破效果的評價和參數的優化；（4）模擬和再現爆破過程。
（2）定量化的工程爆破設計
定量化的爆破研究和分析使定量化的爆破設計成為可能。一個完整的工程爆破設計包含爆破方案比較和選擇，爆破參數確定，炮孔布置形式的確定，起爆網路設計。
定量化的爆破方案，包含開挖方式、開挖分區、開挖台階高度、起爆方式、爆破規模等，通過數值優化分析，以定量化的方式給出。
定量化的爆破參數選擇：主爆破孔爆破參數包括炸葯單耗、炮孔間排距、密集系數、炮孔孔徑、炸葯葯徑、炮孔堵塞長度；預裂孔爆破參數主要包括線裝葯密度、炮孔間距、堵塞長度等，此外還包括施工預裂參數。在爆破參數的確定上，藉助目前的數值分析和試驗手段，已經基本擺脫以往憑經驗確定的傳統模式，精確定量化的選擇目前已經成為現實。
精確化的起爆網路：傳統的起爆系統，在設計方法上已經實現了定量化，但由於起爆器材的誤差，無論是電起爆還是非電起爆，在實踐中都很難滿足精細化要求。近年來，高精度非電起爆系統和數碼雷管起爆系統的成熟，才使精確化的起爆網路設計成為可能，高精度非電起爆系統和數碼雷管起爆系統均可以達到精確毫秒級的起爆精度。
（3）高精度高可靠性的爆破器材選型
高精度非電雷管和數碼雷管的研製成功，在控制結構倒塌過程、改善岩石破碎效果、實現拋擲堆積控制以及降低爆破振動效應等方面發揮了顯著作用，基本實現了對爆破過程的精確控制。此外，適應不同岩性和爆破條件的高性能及性能可調控炸葯、不同爆速導爆索、使得對炸葯爆炸能量的釋放、使用及轉化過程的控製成為可能。例如性能可調控炸葯的出現，為真正實現炸葯與岩石阻抗相匹配創造了條件，從而可以大大提高炸葯能量的利用率；低爆速導爆索研製的成功，大大降低了大理石等石材開采中的爆破損傷，從而可提高石材的開采率和利用率，可有效地節約資源。
這些爆破器材的進步，加強了對爆破作用過程的控制能力，使在施工中達到精細化的要求成為可能。
（4） 精細化的爆破施工技術
施工機械化和自動化水平的提高，為精細爆破施工提供了技術支持，尤其是以3S技術（RS、GIS、GPS）為代表的信息技術在爆破工程中的應用，使得爆破工程測量放線、鑽孔精度、裝葯堵塞等各項工序的精細程度大大提高。滿足精細爆破要求的施工機械和施工技術，從施工層面為精細爆破提供了技術保障。例如，國外大型礦山採用的潛孔鑽機或牙輪鑽孔設備，攜帶GPS系統，可實現鑽孔的自動定位；依靠鑽機上裝備的測量及控制系統，可實現鑽孔過程孔向及傾角的自動調整及控制。又如在水電工程開挖爆破中，通過鑽機改造，增加限位板，加裝扶正器，根據岩性特點定製鑽桿直徑等技術手段，實現了滿足精細爆破技術要求的施工設備。
施工工藝流程式控制制上，水電系統總結出的「爆破設計及審批→開挖區域大面找平→清面→測量放線→布孔→技術交底→打設插筋、鑽機就位、固定→鑽孔→清孔→鑽孔質量檢查→鑽孔保護→裝葯→網路連接→網路檢查→起爆→出渣→坡面清理→開挖邊坡測量檢測→爆破效果分析→下一循環」的工藝流程，有效控制了施工質量，為最終實現對爆破過程的精細控制起到了重要作用。
（5）精細化的施工管理方法
要實現對爆破過程的精確控制，離不開精細化的施工管理方法。施工管理方法包括建立規章制度和制定質量控制標准，質量控制標准包括爆破振動控制標准、聲波波速衰減率標准、保留面的超欠挖和平整度和殘孔率要求等
實施前的准備：包括從組織、技術、資源、進度、環保等管理環節的統籌安排。成立相應組織機構，對各自的職責進行明確分工，編制滿足精細爆破要求的管理辦法。
施工過程式控制制：嚴格按照設計施工，設置專職的工程爆破監理監督質量管理體系建立和運行情況，檢查現場施工質量控製程序、環節、質量控制方法等是否到位，分析施工質量控制方面存在的問題，並在組織管理、技術工藝改進等方面提出具體措施和質量控制要求。例如水利水電工程正在實施的「一炮一總結」、「一梯段一預驗收」、「一壩段一驗收」，及時對本梯壩段的經驗教訓進行總結，以指導改進下一梯段的施工。嚴格執行「三定」（定人、定機、定孔）、「三證」（准鑽證、准裝葯證、准爆證）、「三次校鑽」（0.2m、1.0m、2.0m）等各項制度等施工過程管理技術，都很好地貫徹了精細爆破的理念。
（6）精細化數值化的爆破效果評價等內容
爆破效果評價包括爆破振動的數值化監測，岩體爆破鬆弛深度的數值化測試、平整度和超欠挖檢測、鑽孔電視檢測等數值化檢測手段。爆破振動的數值化監測：例如目前具有國際先進水平的加拿大MiniMate Plus測振系統以及國內的EXP 3850爆破振動測試系統，都可以對爆破振動進行及時有效的數值分析。武漢岩海的RS-ST01C一體化數字超聲儀，實現了爆破前後保留岩體鬆弛層深度的及時檢測。武漢岩海公司生產的RS—DTV數字彩色鑽孔電視攝像系統可以對保留岩體的內部質量進行數值化的分析。另外，殘孔率、平整度和超欠挖檢測…，提供了對爆破效果進行評估的定量化指標。