导爆管复式交叉起爆网路可靠性分析及应用.pdf

第2c 卷第3 期 2 0 0 3 年9 月 爆破 B L A S T I N G V h i2 0N o3 s c m2 】0 3 文章编号1 0 0 l 一4 8 7 x 【2 0 0 3 0 3 0 0 0 5 0 3 导爆管复式交叉起爆网路可靠性分析及应用 张立国1 一，于亚伦1 ，费鸿禄2 I 北京科技大学，北京1 0 0 0 8 3 ；2 辽宁工程技术大学，辽宁卓新1 2 3 0 00 摘要介绍了导爆管复式交叉起爆同路可靠性的计算与分析。通过水塔爆破拆除实践，为建筑特拆除和 其它爆破工程起爆网路的选择厦应用提供了理论和实际参考依据。 关键词 导爆管雷管；复式交叉；起爆同路；可靠性 中图分类号T D 2 3 5 ．1文献标识码A R e l i a b i l i t yA n a l y s i sa n dA p p l i c a t i o n0 fD u p l i c a t i o nC r o s s o v e r I n i t i a t i o nN e t w o r kO fN o n e l z H AN GL i g “0 1 ⋯，y u ％一z “一F E JH 0 憎z M 2 1 ．Un j v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yB e i j i I l g ，B e j j i n g1 0 0 0 8 3 ，C h i n a 2 ．L i ∞n i n gT e c h n i c a 】u n i 她f s j t y ，F u x j nJ 2 3 0 0 0 ，c h i n a A b s I r a c t T h ec a l c u I a t i o na n dt h ea n a l y 氢so fr e 【i a b i l i t yw h i c hd u p i c a t i 。nc ㈣v e ri n i t i a t i D nn c t w o r ko fN o n e l a f ej n t r d u c e d ，马，b 】a 3 t i n gd 锄o l j d o Ⅱp 珀c t j c eo faw a t e rt o w e r ，t b et h ∞r e l j c aJa n dp r a c d ∞lr e f c r e D c eb a s 皓a r e p m v i d c df o rs e l e c t i n ga n da P p l y i n go ft h et n i t i a t i o nn e t w o r ki ns t r u c t u r ed e m 。I i t i o na n d 。t h e rb l a s t i n ge n g i n e e r l n g K e yw o r d s N o n e Id e t o 啪t o r ；d u p l i c a t i o nc r o s s 。v e r ；i n i t i a t i o nn e t w o r k ；r e l i a b i l i 。y 1 引言 随着城市和工厂改扩建工程的日益发展，许多 旧有或废弃的建筑物 如楼房、厂房、烟囱和水塔等 需要用爆破方法进行拆除。由于这些建筑物多位于 闹市区、居民区和厂区内，周围建筑物和设施较多． 环境条件比较复杂，因此，为保证被拆建筑物能够按 照设计方案倒塌在预定范围内，不危及周围建筑物 和设施的安全，对起爆网路的可靠性提出了更高的 要求。 由于非电起爆网路对防止外来电具有独特的优 点，其起爆能力不受雷管数量的限制，且可以根据设 计需要实现多段微差起爆，所以，非电起爆网路在建 筑物拆除和其它爆破工程中的范围越来越广。但由 收穑日期2 ∞3 一∞一0 6 作者简介张立国 1 9 6 3 一 ．男；北京北京科技大学博士生 于非电起爆网路目前还没有切实可行的仪器检测手 段，在应用过程中，拒爆现象时有发生。为最大限度 地降低拒爆率，减少或避免拒爆事故的发生，选择可 靠性较高的起爆网路进行实际应用具有非常重要的 意义。 炮眼 j ] ‘。。 图l 导爆管单式起爆网路示意图 将针对以导爆管雷管作为传爆元件和起爆元件 的复式交叉起爆网路进行可靠性分析[ “，并以此做 为建筑物拆除和其它爆破工程起爆网路选择和应用 的依据。 万方数据 爆破 2 导爆管起爆网路的基本形式 以导爆管雷管做为传爆元件和起爆元件的非电 起爆网路是由7 L 外传爆雷管和孔内起爆雷管，通过 定的连接方式组成的。在实际应用中，最简单的 网路连接形式为多阶单式起爆网路 躅1 。 该起爆网路的特点是孔内起爆雷管和各阶传 爆结点均采崩单发雷管；从起爆端到引爆孔内雷管 的各分支传爆网路中，前后传爆雷管依次连接，孔内 起爆雷管根据设计的起爆时差间隔连接在不同的传 爆结点上起爆网路的传爆方式为单雷管、单向 单 起爆瑞 炮眼 结点 传爆。在传爆过程巾，如果某一传爆结点的传 爆雷管发生拒爆．后续传爆结点和7 L 内起爆雷管也 将随之产生拒爆。 很显然，随着传爆结点阶数的增加．导爆管单式 起爆网路结点传爆的可靠性和f L 内雷管起爆的可靠 性将逐渐降低。为提高起爆网路系统的可靠性，爆 破技术人员通过增加孔内起爆雷管和传爆结点的传 爆雷管、改变传爆结点的连接方式和传爆方式等手 段，形成了各阶传爆结点数至少为两个的导爆管复 式交叉起爆网路 图2 。 炮眼 图2 导爆管复式交叉葱爆网路，下意图 3 导爆管复式交叉起爆网路的特点 当孔0 羹篇k 喜嚣耋；亲瑟≥点起二蓄 该网路和单式起爆网路相比，孑L 内起爆雷管采炮孔相当于第i 1 阶结点，其起爆网路的可靠度数 用单雷管或双雷管，各阶传爆结点的传爆雷管采用 学模型为 双丽管；当孔内起爆雷管为双雷管时，两个雷管分别 R ， R 1 2 R 。R d 一 R 。R d 2 ， ”≥2 与两个同阶传爆结点相连接，各个传爆结点分别与 4 1 前后阶的两个传爆结点交叉连接；起爆网路的传爆 式中R 。为起爆网路的设计可靠度；，为导爆管雷 方式为双雷管、双向 双结点 传爆。 管的可靠度；R ，为导爆管雷管与导爆管连接结点的 4导爆管复式交叉起爆网路系统可 可靠度；”为起爆网路最序一阶传爆结点的阶数。 靠性计算与分析 4 ．1 导爆管复式交叉起爆网路可靠度计算的数学模型 在非电起爆网路中，起爆任务的完成是通过结 点的传爆来完成的。由于非电起爆网路最后一阶 虽远端 传爆结点上的孔内雷管起爆的可靠度最 小，因此，该可靠度即为整个起爆网路的可靠度。 设导爆管复式交叉起爆网路第i 阶和第f 1 阶传爆结点起爆的可靠度分别为尺。和R Ⅲ，根据 孔内采用单雷管的起爆网路可靠性逻辑图 图3 ， 令R ，r R d ，有 R ， 1 1 一[ 1 一R ， R ．r ] 2 2 R R d 一 R f 尺d 2 ， z ≥1 1 其中 R 1 2 r r 2 2 所以，孔内为单雷管的复式交叉起爆网路可靠度数 学模型为 R ， R 。 R ，r [ 2 R 。一1 R d 一 l 秘等K 0 1 J 蟹望j ；k I 障髯建y 政⋯≯s 一⋯1 2 图3 导爆管复式交叉起爆网路可靠性逻辑图 ．4 ．2 起爆网路系统可靠性分析 ， 根据文献[ 2 ] ，R ， 0 ．9 9 43 、r O ．9 6 12 ，利用 上述起爆网路可靠度数学模型进行计算，得到起爆 网路可靠度的计算结果 表1 。 从计算结果可以看出当R ，、r 为定值时，不论 孔内是单雷管还是双雷管，导爆管复式交叉起爆网 路都具有很高的可靠度；起爆网路的可靠度随传爆 结点阶数的增加保持不变，即尺。 常数，说明非电 蚂彬 _______l}【 万方数据 第2 0 卷第3 期 张立同等导爆管复式交叉起爆阿路可靠性分析及应_ F i f 7 雷管复式交叉起爆网路具有非常稳定的传爆眭能。 表l导爆管复式交叉起爆网路可靠度计算结果 导爆管复式交叉起爆网路传爆性能稳定、可靠 度高的原因在于传爆过程中，由于起爆网路是双向 传爆，前后传爆结点之间具有两条独立的传爆路径， 每增加一阶传爆结点，传爆路径将增加1 倍。随着 传爆结点阶数的增加，传爆路径也不断增多，从1 阶 传爆结点传至第一阶传爆结点时的爆轰波共有 2 ”1 条传爆路径 例如，当n 5 时，传爆路径为1 6 条；当n 1 0 时，传爆路径可达5 1 2 条 ，所以，只要 有一条传爆路径传至n 阶传爆结点，即可保证孔内 雷管正常起爆。正是由于这一特性，使得导爆管复 式交叉起爆网路的可靠度随传爆结点阶数的增加保 持不变。 5实际应用 由于影响土建施工。有一废弃的砖混筒式结构 水塔需要拆除，水塔高2 0m ，上部钢筋混凝土贮水 罐高3m ，外直径5 ．2m ，下部砖结构筒壁外直径 D 4 ．2m ，壁厚8 3 8 0m m 。根据水塔周围环境 条件，决定采用定向倾倒的爆破拆除方案。 51 爆破拆除技术设计 爆破缺口采用底角为4 5 。的梯形，缺口底部宽 度L 84m ，缺口高度H 1 ．5m 。炮眼布置采 用方格形，孔间距n 3 0 0m m ，排距6 3 0 0m m ， 孔深z 2 4 0m m ，单孔装药量q 7 5g ，炮眼总数 为1 4 4 个。为保证水塔按设计方向准确倾倒和减少 一次起爆药量，缺口两侧和中央部位宽12m 的三 角形定向窗和矩形减荷窗预先用爆破方法开设 定 向窗底角3 个i L 的装药量为4 5g ，倾倒爆破的炮眼 总数为8 4 个，总装药量为6 ．3 虹。 52 起爆网路设计 根据上述起爆犀路可靠性分析，对水塔爆破拆 除采用导爆管复式交叉起爆网路o j 。所有雷管采 用3 段m s 导爆管雷管，孔内采用单发起爆雷管，起 爆雷管与传爆结点的连接方式为簇并联 每簇8 ～ 1 0 根导爆管 ，起爆网路分为左右2 个传爆支路。 根据炮孔数量和微差起爆的要求，起爆网路设汁为 3 阶结点传爆，整个网路用2 发电雷管起爆。微差 起爆顺序为I 为中央预功n 两侧各4 列炮孑L 2 阶 结点起爆 ．Ⅱ为其余炮孔 3 阶结点起爆 ，微差问 隔时间为5 0n l s 。 5 ．3 爆破效果 起爆后大约1s ，水塔开始倾倒，3s 后，整个水 塔按设计方向倒塌在预定范围内，周围建筑完好无 损，达到了预期的爆破效果倒塌长度为1 5m ，宽度 为6m ，倒向相反侧破碎砖体堆积范围为2m ，飞百 距离在1 0m 范围内；缺口以上部分砖结陶完全破 碎，缺口以下保留部分砖结构产生多条纵向裂缝，顶 部钢筋混凝土贮水罐触地后产生局部破碎；清运过 程中，未发现有拒爆雷管。 6 结论 1 导爆管复式交叉起爆网路具有很高的可靠 性。 2 由于导爆管复式交叉起爆网路前后传爆结点 之同具有两条独立的传爆路径，随着传爆结点阶数 的增加，传爆路径也不断增多，传至第”阶传爆结 点的爆轰波共有2 ”。1 条传爆路径，所以，起爆网路 的可靠度随传爆结点阶数的增加保持不变，即R 。 常数。 3 尽管导爆管复式交叉起爆网路的设计可靠度 很高，但在实际应用中，应注意网路的敷设和连接质 量，并加强对网路的检查，以避免由于人为因素的影 响而降低起爆网路的可靠性。 参考文献 [ 1 ] 龙维棋．特种爆破技术[ M ] ．北京冶金工业出版社， 1 9 9 3 ． [ 2 ] 钮强，张敢生 常用几种非电起爆元件及传爆结点 可靠度的确定[ J ] ．爆破器材．1 9 9 l 3 5 ～7 ． [ 3 ] 张立国，李守巨冷却塔爆破拆除起爆网路可靠性的 研究[ J ] ．工程爆破，2 0 0 0 ，1 6 2 5 0 ～5 4 ． 万方数据