黃青平

（中國水利水電第五工程局有限公司坪上引水工程項目經理部，山西坪上 035503）

0 引言

在爆破工程施工中，為了減少爆破震動及爆破后飛出的破碎塊體對周圍環(huán)境或建筑物的損壞，多從研究爆破方向、控制單響藥量、調整起爆順序等方面下功夫。在特定環(huán)境下，為了減少爆破震動對附近建筑物的影響，可以將上述方法與預裂爆破技術有機地結合起來，這將會取得更好的爆破效果。在坪上應急引水工程復雜環(huán)境下集水廊道開挖采用了這種有機結合的控制爆破方法，有效地將爆破震動及飛石控制在了允許范圍內，取得了良好的效果。

1 工程概況

坪上應急引水工程集水廊道，原設計開挖典型斷面為梯形，上寬6.5m、下寬3.6m、深 4.7m，襯砌后為凈寬 3.0m，深3.0m。原招標文件開挖體表層為第四季全新統(tǒng)洪沖積物（Q4pal），下部為卵石混合土夾粉土、級配不良砂透境體，結構松散，卵礫石成分主要為灰?guī)r、白云巖等，巖性堅硬。為避免爆破區(qū)域內出露的泉水水源出現(xiàn)改道現(xiàn)象，不允許采用爆破作業(yè)。對于局部出露的基巖采用風鎬或振動錘處理。實際施工時，出露的主要開挖體為白云質灰?guī)r，巖性完整堅硬，以II、III類圍巖為主，必須采取爆破措施進行開挖。根據具體出露的圍巖情況，經我公司與業(yè)主、設計、監(jiān)理等單位現(xiàn)場勘查后，一致同意將原梯形斷面變更為矩形開挖斷面，典型開挖斷面尺寸為寬3.6m、深3.0m。經業(yè)主邀請國內相關專家論證后，同意采用爆破方法開挖。

2 周圍環(huán)境及爆破難點

2.1 周圍環(huán)境

該開挖爆破作業(yè)面所處位置周圍環(huán)境比較復雜，爆破區(qū)距與之相鄰的東坪公路路基僅2.5m、距公路邊民房水平距離10.5m、距公路沿線通訊線路垂直距離僅5.9m。如圖1所示。

圖1 爆破區(qū)周圍環(huán)境示意圖（單位：m）

2.2 爆破難點

開挖爆破作業(yè)要求嚴格控制爆破震動及飛石距離。不能因爆破震動將瀝青路面與路邊漿砌石擋墻拉裂，從而導致路基基礎不穩(wěn)，發(fā)生路面破壞；不能因爆破震動及飛石損害路邊民房及公路路面，從而引起不必要的民事糾紛；不能因爆破飛石損壞路邊通訊線路，從而引起賠償問題；更重要的是不能因爆破震動導致泉水水源改道，從而造成水源破壞問題。

3 關鍵爆破技術問題的處理及爆破方案的制定

3.1 關鍵爆破技術問題的處理

該項目集水廊道巖石開挖爆破作業(yè)，主要是控制水平方向爆破震動及向上方的爆破飛石。為了控制爆破作業(yè)對相鄰公路、民房、上方通訊線路及泉水水源的影響，經研究后決定采取以下措施：

（1）主體廊道爆破震動的控制。在主體廊道實施開挖爆破前，先在廊道開挖體兩側設計開挖邊線處采取預裂爆破措施，即在主體廊道開挖爆破前，先在設計開挖邊線處形成一道裂縫，寬約1～2cm，控制爆破震動對相鄰公路及民房的影響在允許范圍內。

（2）爆破震動對水源影響的控制。經過業(yè)主邀請國內著名爆破專家論證，預裂爆破單響藥量控制在3.0kg以內，將不會造成泉水水源改道；預裂縫形成后的主體爆破將不會對泉水水源產生影響。

（3）爆破飛石的控制。為了控制爆破飛石對公路路面及路邊民房的影響，在預裂爆破完成后采用橫向拉槽的方法創(chuàng)造臨空面，使主爆區(qū)的爆破方向沿集水廊道縱軸線方向，即爆破飛石方向與公路、民房、上方通訊線路等平行，盡可能避免爆破飛石飛向需保護的建筑物和線路等。

（4）主爆區(qū)鉆孔斜上方爆破飛石的控制。盡管采取了以上措施，還需注意主爆區(qū)的鉆孔方向，為了盡可能避免主爆區(qū)爆破飛石向斜上方飛行，主爆孔的鉆孔方向要求按豎直方向鉆孔，即鉆孔傾角90°。

（5）橫向拉槽飛石控制。在整個爆破過程中，拉槽的飛石控制是比較難的。除采用常規(guī)的覆蓋防護及孔口清理外，所有拉槽爆破孔，包括掏槽孔、輔助孔、主爆孔，均采用隔孔裝藥的方法，以增加爆破臨空面，使爆破能量盡可能向水平方向擴散，能有效地減少向上的能量，從而起到預裂和消能的作用。

3.2 爆破方案的制定

綜合上述措施，集水廊道開挖爆破方案制定如下：沿兩側設計開挖邊線先行預裂，然后分段橫向拉槽創(chuàng)造臨空面，最后主爆區(qū)分段爆破，同時注意主爆區(qū)爆破孔的鉆孔方向控制，并加強爆破孔表面的覆蓋工作，以避免少量孔口飛石。

4 爆破設計

4.1 預裂爆破設計

集水廊道兩側設計開挖邊線預裂爆破采用單側分段進行。先預裂靠近公路一側，再進行另一側預裂，分段長度每30m預裂一次。鉆孔采用YT28手風鉆鉆孔，鉆孔直徑Φ42mm，孔距視圍巖情況定為0.6～0.8m。前期試驗段30m按預裂孔孔深3.0m，炸藥采用Φ25mm乳化炸藥，單孔藥量控制在1.0kg以內，單響按3孔控制，線裝藥密度根據基巖硬度、完整性、裂隙發(fā)育程度，控制在280～330g/m。

4.2 橫向拉槽設計

為給廊道主體開挖創(chuàng)造臨空面，結合本工程爆破距離長，爆破范圍比較窄的特點，每隔一定距離進行分段橫向拉槽。在預裂爆破完成后，主體工程爆破前先單獨進行橫向拉槽。橫向拉槽長度按2.1m，槽與槽間距50m。拉槽鉆孔直徑Φ42mm，采用楔形掏槽，掏槽孔孔深3.5m，傾角75°左右。掏槽孔間距0.35m，采用隔孔裝藥，以增加掏槽孔臨空面，同時可達到預裂的目的。其它拉槽孔孔深按3.0m，為垂直孔，間距0.35m，同樣采用隔孔裝藥，炸藥采用Φ32mm乳化炸藥。在拉槽時隔孔裝藥中的空孔，除了起到增加臨空面的作用外，還起到了預裂和消能的作用，能有效地減少向上的能量。

4.3 集水廊道主體爆破設計

在兩側預裂及橫向拉槽完成后，即可進行廊道主體基巖爆破開挖。主體基巖爆破分段進行，每次開挖爆破長度8～10m，采用矩形布孔，排間起爆。鉆孔直徑Φ42mm，孔深3.0m；孔距、排距均為1.2m；孔內裝Φ32mm乳化炸藥。主體基巖石方爆破采用排間微差，孔內分別裝MS1-MS10段非電毫秒雷管，孔外采用MS2段非電毫秒雷管聯(lián)炮，電子起爆器起爆。

4.4 典型炮孔布置情況

集水廊道開挖典型炮孔布置情況，見圖2。

圖2 集水廊道開挖典型炮孔布置示意圖（單位：cm）

4.5 典型爆破設計參數(shù)

集水廊道開挖典型爆破設計參數(shù)，見表1。

表1 典型爆破設計參數(shù)表

5 安全保護措施

為了盡可能避免孔口飛石，在裝藥、封孔、聯(lián)炮等工作完成后，首先清理孔口浮石，并將孔口用砂袋壓實，作業(yè)面用棕墊、廢舊輪胎等覆蓋，同時，該工程存在充足的天然地下水，在橫向拉槽和主爆區(qū)爆破時，爆破作業(yè)面基坑內可充入50～100cm深的地下水加強覆蓋，這樣更加有效地避免了飛石和爆破粉塵污染，并節(jié)約了增加覆蓋物所帶來的成本。

6 爆破效果

到目前為止，該工程集水廊道開挖爆破施工已經全部完畢，由于采取了合理的開挖爆破方案及防護措施，有效地將爆破震動和飛石控制在了允許范圍內，未對旁邊公路及民房造成破壞影響，上方通訊線路未受損，更重要的是由于采取了合理的爆破方案，未對水源水道造成任何影響。

7 結束語

在山西坪上集水廊道開挖爆破施工中，采取的以預裂爆破成縫控制爆破震動、橫向拉槽控制爆破飛石方向、隔孔裝藥減少拉槽飛石、利用天然水資源加強覆蓋防護，以及采取的其它爆破措施是完全合理的，也是非常成功的。實踐證明：對于復雜環(huán)境下的基巖明挖爆破作業(yè)，以目前國內的爆破施工技術水平，只要將各種爆破技術及天然有利條件合理運用，是完全能夠取得成功的。

（特別感謝：國內著名爆破專家張正宇教授對本工程爆破施工的指導。）