朱辉ZHU Hui

（中铁十二局集团第三工程有限公司，太原 030024）

1 工程概况

某隧道位于四川盆地西南缘向云贵高原过渡带上，峰峦起伏、沟壑纵横、植被茂密，地质构造复杂，受岩性及构造控制，形成陡峭相间连续变化地形，隧址区内相对高差约为1360m，具有山高谷深坡陡的特点。该隧道为分离式隧道，全长9.7km，公路等级为双向四车道高速公路，设计速度80km/h，采用新奥法进行施工，隧道开挖方量约198万方，前期使用普通毫秒雷管进行施工，为响应国家政策于2021 年更换为使用数码电子雷管进行爆破开挖。

2 数码电子雷管介绍

2.1 爆破原理介绍

2018 年12 月，公安部治安管理局、工业和信息化部安全生产司发布《贯彻执行＜工业电子雷管信息管理通则＞的通知》，要求各地公安机关、民爆行业主管部门联合相关部门和行业协会大力推广应用数码电子雷管，确保实现2022 年数码电子雷管全面使用的目标。

数码电子雷管起爆系统由起爆器、编码器和雷管三部分组成，起爆器通过自动识别所连接的编码器控制整个爆破网路编程与触发起爆，编码器是在爆破现场对每发雷管设定所需的延期时间，每发电子雷管都有相对应的独立编码，具有电子保险功能。在起爆前，先将雷管连接到编码器上，编码器会自动识别雷管的编码，然后由爆破员设定每发雷管延期时间。当编码器与起爆器组成的系统自动识别后，由爆破员按下按钮对其确认，起爆器才能触发整个起爆网路完成爆破。

2.2 安全性能分析

传统工业雷管主要靠内部的化学延期药来控制延期时间，即使对延期时间进行了段别划分，仍具有较大的延时误差，数码电子雷管是用电子控制模块替换传统工业雷管中的化学延期药和点火元件，延期时间设置单位为1ms，具有更高的延时精度。隧道施工中围岩爆破是主要的安全因素，通过对数码电子雷管延时精度的控制可以实现震波的干扰和叠加，提升数码电子雷管爆破性能，降低爆破震动，具有更高的施工安全性。传统工业雷管在静电、雷电、射频辐射等特殊条件下容易失控而发生早爆炸，数码电子雷管起爆系统采用电子开关对起爆电容进行控制，使其只有在准备工作完成后才能引爆，适用于各种复杂的爆破环境，提升了其对外部环境的抗干扰能力。而且数码电子雷管系统内置定位系统，使用过程实时于全国工业电子雷管密码中心进行互通，数码电子雷管具有抗非法起爆的功能，具有相关资质的企业购置电子雷管后，需要到公安机关备案，系统会自动生产一套三份密码，其中两份密码自动输入雷管及起爆器中，第三份由起爆管理员保管，只有当雷管、起爆器、起爆管理员三份密码完全一致时，才能引爆网络。电子雷管这种易追踪和抗非法起爆的特点，使其即使被盗，也“用不了、炸不响”，可以减少爆破品被不法分子利用来危害社会的可能性。

与传统工业雷管相比，数码电子雷管精确的延时精度、降低爆破震动能力，优秀的抗干扰能力和实时定位联网功能大大提升了数码电子雷管起爆系统的精确性、可靠性和安全性能。

3 隧道爆破成本分析

2021 年5 月至2022 年7 月期间，该隧道使用数码电子雷管进行爆破施工，爆破方量为226792m3（其中：四级围岩202540m3，五级围岩24252m3），如表1 所示。

表1 某隧道2021 年5 月-2022 年7 月爆破方量统计表

根据数码电子雷管起爆原理和安全性能分析，在使用普通毫秒雷管和数码电子雷管进行爆破过程中，主要在炸药、雷管、辅材、工日等方面数量存在差异，基本不影响其他材料和设备台班用量。现根据爆破单位方量土、石方消耗的炸药、雷管、辅材、人工成本对其总成本进行对比分析。

3.1 炸药用量分析（单位：100m3 自然密实土、石）

该隧道在2021 年5 月至2022 年7 月使用数码电子雷管进行爆破期间，使用炸药167601kg，则每完成100m3土石方爆破需要炸药73.9kg，根据《公路工程预算定额》（JTG/T 3832-2018）中隧道工程正洞机械开挖定额炸药消耗量标准，每单位五级围岩开挖需炸药30.5kg，每单位四级围岩开挖需炸药76.7kg，由该隧道实际施工四级、五级围岩爆破方量比例加权平均得炸药每单位定额消耗量为71.8kg，如表2 所示。

由此得知使用数码电子雷管机械开挖每单位土、石方消耗炸药用量要比定额单位消耗量增加2.1kg。

3.2 雷管用量分析（单位：100m3 自然密实土、石）

该隧道在2021 年5 月至2022 年7 月使用数码电子雷管进行爆破期间，使用数码电子雷管175629 发，则每完成100m3土石方爆破需数码电子雷管77.4 发，根据《公路工程预算定额》（JTG/T 3832-2018）隧道工程正洞机械开挖定额中雷管消耗量标准，每单位四级围岩开挖需非电毫秒雷管84 发，每单位五级围岩开挖需非电毫秒雷管53发，由该隧道实际施工四级、五级围岩爆破方量比例加权平均得非电毫秒雷管每单位定额消耗量为80.7 发，如表3所示。

表3 某隧道2021 年5 月-2022 年7 月数码电子雷管用量统计表

由此得知使用数码电子雷管机械开挖每单位土、石方消耗数码电子雷管用量要比定额单位消耗量（非电毫秒雷管）减少3.3 发。

3.3 辅材用量分析（单位：100m3 自然密实土、石）

该隧道在2021 年5 月至2022 年7 月使用数码电子雷管进行爆破期间，使用铜芯起爆线213300m，则每完成100m3土石方爆破需要铜芯起爆线94m，根据《公路工程预算定额》（JTG/T 3832-2018）隧道工程正洞机械开挖定额中辅材消耗量标准，每单位四、五级围岩开挖需导爆索53m（四、五级定额消耗量相同），如表4 所示。

表4 某隧道2021 年5 月-2022 年7 月起爆线用量统计表

由此得知使用数码电子雷管机械开挖每单位土、石方消耗铜芯起爆线用量要比定额单位消耗量（导爆索）增加41m。

原因分析：相比普通毫秒雷管，数码电子雷管自带辅线较短，须采用铜芯起爆线进行连接，且起爆线为一次性消耗品，不能重复利用，导致每循环爆破铜芯起爆线消耗量增加。

3.4 爆破人工分析（单位：100m3 自然密实土、石）

该隧道在2021 年5 月至2022 年7 月使用数码电子雷管进行爆破期间，随机对一段时间内人工开挖工序进行统计，该段时间内工序配备施工人员45 人，其中：专职爆破员1 人，炮工22 人，渣车司机10 人，班组长2 人，技术员7 人（测量3 人，安全员1 人，现场技术员2 人，监控员1 人），挖机司机1 人，辅助工2 人。如表5 所示。

表5 某隧道开挖工序时间和工日用量统计表 单位：100m3 自然密实土、石

由表中可以看出，该隧道爆破施工每循环工序时间介于9.63h～10.18h 之间，所用时间差别不大。根据表中数据得知，平均每开挖每100m3土石方需人工27.6 工日。根据《公路工程预算定额》（JTG/T 3832-2018）隧道工程正洞机械开挖定额中人工消耗量标准，每单位五级围岩开挖需人工29.2 工日，每单位四级围岩开挖需人工26.7 工日，由该隧道实际施工四级、五级围岩爆破方量比例加权平均得人工每单位定额消耗量为27.0 工日。

由此得知使用数码电子雷管机械开挖每单位土、石方消耗人工用量要比定额单位消耗量增加0.6 工日。

3.5 成本汇总分析（单位：100m3 自然密实土、石）

由表2-表5 可以看出，该隧道在使用数码电子雷管进行爆破后在炸药、雷管、辅材和工日单位消耗量都发生了变化。根据《公路工程预算定额》（JTG/T 3832-2018）基期价格：炸药价格为13.11 元/kg，非电毫秒雷管价格为3.16 元/个，导爆索为2.05 元/米，人工工日单价为106.28元/工日；而本地市场询价价格：数码电子雷管价格为32元/个，铜芯起爆线价格为0.77 元/米。则与定额相比，使用数码电子雷管爆破每单位土、石方将使成本增加，如表6所示。

表6 某隧道爆破材料、工日单位用量成本对比表 单位：100m3 自然密实土、石

其中：炸药成本增加171.13 元，雷管成本增加2221.79 元，辅材成本减少36.27 元，人工成本增加63.77元，合计爆破每单位土、石方增加成本2420.42 元。由表6中数据得知，成本增加主要原因在于数码电子雷管单价较高。与《公路工程预算定额》（JTG/T 3832-2018）相比，虽然使用数码电子雷管后每爆破100m3土、石方雷管用量平均减少3.3 发，但由于其与非电毫秒雷管单价差太大，造成单位土、石方爆破成本大幅增加。

特别说明：本数据以某隧道实际施工过程中的爆破方量和材料、工日实际消耗量进行统计分析，如果与其它项目（工点）存在数据差异，可能与施工管理人员经验、业务素质、施工水平等因素有关，仅希望可为相关人员提供基础数据，起到一定的参考作用。

4 结束语

随着电子雷管技术的不断发展与完善，其技术优越性在全球爆破界得到了越来越广泛的认识，其生产应用已从早期的稀有、贵重矿物开采领域扩大到普通矿山和采石场以及公路、铁路隧道开挖。根据中国爆破器材行业协会公布数据显示，2021 年我国电子雷管产量1.64 亿发，同比增长40.3%，但在工业雷管生产中产量占比仅达到18.4%，仍有很大的生产空间。随着数码电子雷管在爆破行业的全面推广应用，加之2022 年8 月底前停止销售除数码电子雷管外的其它工业雷管，数码电子雷管产量将会大幅增加，相信随着数码电子雷管产量的不断增加和生产技术的逐渐成熟，其生产成本将会逐渐降低，但短期内使用数码电子雷管代替其他工业雷管仍将会造成隧道爆破成本增加。