張春峰

（鞍鋼建設(shè)集團(tuán)有限公司機(jī)械化運(yùn)輸分公司，遼寧 鞍山 114034）

一、工程概述

鞍鋼鲅魚圈工程總占地面積約8.3平方公里（其中海域面積約為3.6平方公里）。場(chǎng)坪工程巖石總方量約5700萬立方米，其中一期土石方量約為3200萬立方米，二期土石方量約為2500萬立方米。巖石表面呈風(fēng)化狀，且風(fēng)化程度不等，地表砂礫土覆蓋層厚度約為0.5～2m，深層巖石大多為花崗巖，呈灰白或米白色，質(zhì)地較堅(jiān)硬。

鲅魚圈工程土石方開挖采用了中深孔爆破。中深孔爆破共使用炸藥31000t，雷管300多萬發(fā)。工程自2005年8月開工以來，以中深孔爆破方式先后完成了90高地、30高地、88高地、86高地、80高地，制氧、渣場(chǎng)、渣道等的場(chǎng)坪工程，以及燒結(jié)、煉鐵、焦化、煉鋼、寬厚板、1580熱軋、白灰、制氧、外部鐵路、中板等區(qū)域的基礎(chǔ)開挖工程及各類管網(wǎng)開挖工程。通過幾年數(shù)千次的爆破實(shí)踐，中深孔爆破技術(shù)日趨成熟，中深孔爆破不但能夠滿足工期、質(zhì)量的要求，還能保證了開挖基礎(chǔ)、管網(wǎng)周圍臨近構(gòu)（建）筑物的安全，將爆破震動(dòng)、爆破飛石等危害控制在安全許可范圍內(nèi)，保證爆破安全，從而達(dá)到了較好的爆破效果。下文從幾個(gè)方面對(duì)中深孔爆破技術(shù)進(jìn)行全面的闡述.

二、鉆孔控制技術(shù)

1 鉆孔控制包括以下幾個(gè)方面：（1）鉆機(jī)選擇，場(chǎng)平工程為了滿足工期的需要，我們進(jìn)行二班作業(yè)，每臺(tái)鉆機(jī)由一名操作手和一名力工進(jìn)行作業(yè)。場(chǎng)坪工程一般選用CM351鉆機(jī)，如果場(chǎng)地比較平整可選用ECM720鉆機(jī)、Roc.D7鉆機(jī)?；A(chǔ)開挖和處理根底一般選用R0C.D7和Ecm720鉆機(jī)；對(duì)于大面積基礎(chǔ)開挖，深度較淺時(shí)選用CM351鉆機(jī)。（2）孔徑選擇，當(dāng)爆破量較大，為了增加鉆孔每一延米的爆破方量，盡量選用較大孔徑Φ140、Φ127；當(dāng)爆破工程量較小時(shí)采用較小的孔徑Φ89。當(dāng)環(huán)境復(fù)雜、爆區(qū)距建筑物設(shè)施較近時(shí)，由于受爆破振動(dòng)的控制，不能采用大孔徑，因?yàn)椴捎么罂讖絾慰籽b藥量多，即便采用微差爆破技術(shù)逐孔起爆，也不能保證周圍建筑物的安全。因此選擇較小孔徑（Φ89）。當(dāng)環(huán)境較好時(shí)，可選取大孔徑Φ140、Φ127。（3）鉆孔深度，考慮到延米爆破方量、鉆爆臺(tái)班效率、鉆爆石方成本等諸多因素的影響，為了實(shí)現(xiàn)鉆、爆、運(yùn)循環(huán)作業(yè)和連續(xù)的機(jī)械化作業(yè)，一般鉆孔深度控制在10～15m。（4）鉆孔誤差控制，鉆孔作業(yè)應(yīng)盡可能按爆破設(shè)計(jì)的炮孔間距和排距進(jìn)行，在實(shí)際鉆孔中，由于受到地形、地質(zhì)等因素影響，不能完全準(zhǔn)確地按設(shè)計(jì)的位置鉆孔。為了保證爆破效果，孔位誤差±30cm，對(duì)于一些不能按設(shè)計(jì)鉆孔的炮位，應(yīng)適當(dāng)?shù)厍昂笞笥乙苿?dòng)，不能輕易取消炮位，否則不僅爆破效果不好，還將留有炮根，對(duì)下一層作業(yè)十分不利。為了控制爆破飛石，改善爆破效果，有時(shí)設(shè)計(jì)斜孔，尤其在底盤抵抗線較大時(shí)，一般傾斜度75°～85°。對(duì)于傾斜的炮孔一般按設(shè)計(jì)角度鉆孔，同一排炮孔傾斜度的誤差不大于5°，深度誤差不大于±30cm。對(duì)于個(gè)別的堵孔、卡孔現(xiàn)象，應(yīng)做好處理工作，用炮棍搗通或用高壓風(fēng)管吹通，否則，應(yīng)重新補(bǔ)孔。

2 鉆孔技術(shù)包括以下幾個(gè)方面：（1）無論是一次性爆破還是分層爆破，都要為鉆機(jī)的作業(yè)創(chuàng)造有利條件。對(duì)于爆區(qū)的浮渣和活石一定要清理干凈，運(yùn)走。對(duì)于不能運(yùn)走的大塊，可按設(shè)計(jì)的孔網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行堆放。地形較陡的位置用液壓鎬按鉆機(jī)的作業(yè)要求進(jìn)行修路，修路的原則：巖根大的修路、巖根小的鏟平，小于2.5米寬的小溝填平，保證鉆機(jī)平穩(wěn)作業(yè)。（2）鉆孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，孔位、孔深、角度符合爆破設(shè)計(jì)的要求，誤差在允許的范圍內(nèi)，孔口完整、孔壁光滑、孔身直順。（3）鉆孔技巧。操作手要掌握鉆機(jī)的操作要領(lǐng)，熟悉和了解設(shè)備的性能、構(gòu)造原理和使用注意事項(xiàng)，有熟練的操作技術(shù)，并掌握不同性質(zhì)巖石的鉆鑿規(guī)律。

三、爆破效果的控制技術(shù)

1 選擇合理的孔網(wǎng)參數(shù)

孔網(wǎng)參數(shù)過大，容易出現(xiàn)大塊、炮根過多等現(xiàn)象，造成一次爆破不能炸到設(shè)計(jì)位置。孔網(wǎng)參數(shù)過小，造成鉆孔和裝藥量的浪費(fèi)，影響爆破速度和工期。因此要選擇合理的孔網(wǎng)參數(shù)，既要保證爆破效果又能加快施工進(jìn)度，我認(rèn)為根據(jù)不同巖石和孔深進(jìn)行孔網(wǎng)參數(shù)的選取。對(duì)于Φ140孔徑鉆機(jī)：a=4～5.5mb=3.5～5.0m。

對(duì)于Φ90孔徑鉆機(jī)：

a=3～3.5m，b=2.5～3m。

布孔的形式采用梅花形布孔方式具有更好的爆破效果，a=（1.15～1.25）.b

2 適當(dāng)?shù)某@

無論一次性爆破還是分層梯斷爆破，都必須保證足夠的超鉆深度，超鉆太小，沿臺(tái)階底板水平的巖石就不能完全爆下來，從而留下根底；過大超鉆，不但浪費(fèi)炸藥和鑿巖的費(fèi)用并且增加地震強(qiáng)度，而且給下一層臺(tái)階的鑿巖帶來困難，一般△h=（10～20）Φ，軟巖取小值，硬巖取大值。

3 確定合理的炸藥單耗

根據(jù)爆區(qū)巖石的軟硬、風(fēng)化程度不同采取不同的單耗，一般按經(jīng)驗(yàn)初選，再根據(jù)試炮效果進(jìn)行調(diào)整。

4 處理好水孔，防沖炮。對(duì)于有水的炮孔，為了便于施工，可采用綜合處理的方法：

a.對(duì)于積水過多的炮孔，可采用井點(diǎn)抽水的方法，將孔內(nèi)水抽走。

b.對(duì)于孔內(nèi)水不太多的深孔，可采用乳化炸藥進(jìn)行裝藥，但孔深應(yīng)小于10m，因?yàn)榭滋?，乳化炸藥可能無法下沉到孔底，為保證安全起爆，設(shè)兩個(gè)起爆藥包。堵塞段用細(xì)砂堵塞，不僅可以將堵塞段的水?dāng)D出，又增加了填塞段的密度。

c.對(duì)于淺孔，水少時(shí)可用竹竿綁棉紗將水提干；水多時(shí)可用高壓風(fēng)管將孔內(nèi)水吹出后，立即進(jìn)行裝藥和填塞工作。

5 采用合理的裝藥結(jié)構(gòu)

為了提高爆巖的破碎度，減少大塊率，同時(shí)又為了便于施工，一般采用連續(xù)裝藥和分層裝藥。臺(tái)階高度小于60d時(shí)，采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)；當(dāng)臺(tái)階高度大于60d時(shí)，采用分層間隔裝藥。實(shí)踐證明，在兩個(gè)長(zhǎng)度大于20d的裝藥長(zhǎng)度之間增加2.0～2.5m長(zhǎng)的間隔堵塞，間隔堵塞周圍的巖體在上下兩個(gè)藥包端部的作用也能獲得良好的破碎。這樣就可以節(jié)省了炸藥的費(fèi)用。

6 采用微差起爆技術(shù)

微差起爆能為后起爆的藥包提供新的自由面，減少巖石的夾制力和阻力，爆渣有了一定的水平位移，因而爆渣的松散度就好，便于機(jī)械清運(yùn)；微差爆破能使前后起爆藥包的應(yīng)力波疊加，使巖石進(jìn)一步破碎；微差爆破能使爆渣在移動(dòng)過程中相互碰撞，使已經(jīng)產(chǎn)生微小裂隙的巖塊進(jìn)一步解體破碎。實(shí)際工作中，孔內(nèi)采用高段別雷管（10段），孔外采用低段別雷管（3段）。

7 保證堵塞長(zhǎng)度和填塞質(zhì)量。

確定合理的填塞長(zhǎng)度并保證其質(zhì)量對(duì)改善爆破效果和提高炸藥能量利用率有著重要作用。填塞長(zhǎng)度過短將產(chǎn)生較強(qiáng)的沖擊波、噪聲和飛石危害；反之將會(huì)降低延米爆破量，增加鉆孔費(fèi)用，并使臺(tái)階上部巖石破碎不佳。實(shí)際工作中填塞長(zhǎng)度28～32Φ，對(duì)于填塞大于30Φ的情況下，一般不會(huì)有飛石。Φ90孔徑的鉆機(jī)填塞長(zhǎng)度在2.8～3.5之間；Φ140孔徑的鉆機(jī)填塞長(zhǎng)度在4.5～5.0之間。對(duì)于無水段的填塞一般用巖粉或黃土，填塞料中不得夾有石塊，填塞時(shí)邊填邊搗實(shí)，防止卡孔和懸空，并注意保護(hù)好雷管腳線；對(duì)于孔口填塞段有水的炮口，可先將水抽干再填充，或用細(xì)砂填充。

四、大塊率的改良技術(shù)

大塊率是衡量中深孔爆破效果的重要指標(biāo)，大塊的多少不僅影響裝運(yùn)速度，增加爆破成本和二次破碎量，同時(shí)帶來安全隱患。影響中深孔大塊率的因素很多，其中地質(zhì)構(gòu)造、爆破參數(shù)、布孔形式、鉆孔質(zhì)量、裝藥結(jié)構(gòu)、起爆時(shí)間的選擇、起爆順序、炮孔的填塞是造成大塊的主要因素。

大塊往往是制約土方挖運(yùn)速度的一個(gè)關(guān)鍵因素，因此在場(chǎng)坪工程中如何控制大塊率就顯得非常重要，通過幾年的場(chǎng)坪工作，就該問題我們已找到了一些解決的方法：（1）可根據(jù)前排底盤抵抗線的大小對(duì)第一排孔減弱裝藥，第二排孔起分段裝藥，最后一排孔為防止過度后裂采用減弱裝藥。采用微差起爆方式。（2）保證填塞長(zhǎng)度和填塞質(zhì)量，對(duì)于上部堵塞段產(chǎn)生的大塊，可采用堵塞段小藥包技術(shù)。即在原連續(xù)裝藥1.0m左右藥段裝到間隔堵塞段上部，再進(jìn)行封孔堵塞。藥量按Q1=KW3計(jì)算，W上部裝藥中心至地表的距離。（3）減少根底控制大塊。爆破前將根底打抬炮，并安排在第一響起爆。（4）保證鉆孔的精度。如果精度失控，到孔底的間排距就會(huì)相差很大，實(shí)際的w、a、b均失控，必然造成大塊多。（5）鉆孔過程中應(yīng)注意記錄軟弱夾層、裂隙及采空區(qū)、塌陷區(qū)的位置，在裝藥時(shí)對(duì)于相應(yīng)位置進(jìn)行回填堵塞。在采空區(qū)、裂隙位置，可采用編織帶裝少量土，用尼龍繩放至透孔位置，讓土袋卡在穿透處吊緊，再放入一土袋，回填巖渣1m并測(cè)孔確認(rèn)，再裝藥；對(duì)于軟弱夾層，應(yīng)在軟硬巖交界面上下各堵1m。（6）增大底部裝藥量，改變裝藥方式。采用分段裝藥和不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，克服中部和填塞段的大塊。（7）選擇合理的起爆時(shí)間和順序。采用梅花布孔（5～6排）V形起爆方式，實(shí)現(xiàn)后排孔逐孔起爆，減少對(duì)未爆巖石的破壞。

五、爆破振動(dòng)的控制技術(shù)

隨著鲅魚圈工程隨著鲅魚圈工程全面的展開，基礎(chǔ)開挖日益增多，為了確保建筑物和人員的安全，必須嚴(yán)格控制爆破危害，特別是在臨近建筑物進(jìn)行爆破時(shí)，必須考慮爆破振動(dòng)的影響。為了降低爆破地震效應(yīng)，我們采取以下技術(shù)措施可以降低爆破地震影響。

1 認(rèn)真做好現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查研究工作。做好爆破方案設(shè)計(jì)，在廠區(qū)爆破時(shí)爆區(qū)周圍的環(huán)境特別復(fù)雜，必須進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)勘察，力求取得盡可能多的信息如：爆區(qū)周圍的環(huán)境、地上地下有無電纜、工程的具體要求、地形地質(zhì)條件、爆區(qū)和臨近設(shè)施的距離，結(jié)構(gòu)物本身的情況，結(jié)構(gòu)物的抗震等級(jí)等。然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定相應(yīng)的爆破方案。

2 控制藥量。其控制方法：對(duì)于靠近建筑物的炮孔采用小孔徑的鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，盡量減少超深，減少布孔和鉆孔的偏差，可以減弱地震效應(yīng)?？s小孔距、排距、孔深、最小抵抗線等爆破參數(shù)。一般可取主爆區(qū)孔網(wǎng)參數(shù)的2/3，通過采用密布孔，小抵抗線，分層裝藥，毫秒延時(shí)爆破的爆破方法達(dá)到對(duì)孔網(wǎng)參數(shù)的控制,從而控制單孔藥量。按爆破安全規(guī)程中規(guī)定的計(jì)算公式計(jì)算出不同距離允許的同時(shí)起爆最大藥量Qmax，通過控制同時(shí)起爆最大藥量，將爆破振動(dòng)控制在安全范圍內(nèi)，必要時(shí)可逐孔起爆。

3 采用微差起爆網(wǎng)路。（1）用非電毫秒管組成孔內(nèi)外微差起爆網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中各不同距離的最大分組裝藥量均在允許起爆最大藥量Qmax范圍內(nèi)。當(dāng)相鄰兩組起爆微差間隔大于100ms時(shí)，爆破振動(dòng)的峰值就不疊加，一般取間隔時(shí)間為150～310ms；（2）孔內(nèi)延時(shí)爆破減振：在孔內(nèi)采用多段裝藥結(jié)構(gòu)，分段毫秒延時(shí)爆破，減少瞬間一次分段起爆的藥量，孔內(nèi)分段裝藥毫秒雷管的段數(shù)大于孔外連接起爆毫秒雷管的段數(shù)，以保證起爆線路的安全傳爆。下段用大段雷管，上段用小段雷管，孔內(nèi)各段的段差在1～2段，使上段先爆，下段后爆，先爆的上段裝藥為后爆的下段裝藥創(chuàng)造能量向上傳爆的條件，以減少地震波能量在孔內(nèi)作用的時(shí)間，改變其水平傳播方向，減弱單段裝藥爆破產(chǎn)生的地震波強(qiáng)度；（3）孔外延時(shí)爆破減振：分段裝藥的孔外采用單孔串聯(lián)毫秒延時(shí)爆破接力起爆方式或雙孔串聯(lián)的分組毫秒延時(shí)爆破接力起爆方式，孔外延時(shí)雷管大于等于100ms，孔內(nèi)雷管用偶數(shù)，孔外連接管用奇數(shù)，反之則相反，在排與排之間設(shè)防迭加系數(shù)調(diào)整雷管段.

4 進(jìn)行減振設(shè)計(jì)，開挖減振溝，鉆減振孔。（1）采用小孔徑鉆孔，減少超深，第一排孔不超深，之后每增加一排超深孔增加0.5m。減少起爆排數(shù)，一般不超過五排孔；（2）采用合理的裝藥結(jié)構(gòu)，將藥量分段在孔內(nèi)延時(shí)起爆，一般設(shè)2～3個(gè)裝藥段可滿足需要，兩段時(shí)，單孔藥量按下段1/2～2/3，上段按1/2～1/3的藥量分布，三段時(shí)，單孔藥量按下2/5，中2/5，上1/5藥量分布，分層填塞，分段填塞長(zhǎng)度0.5～1.5m，上部填塞長(zhǎng)度不小于最小抵抗線。兩段裝藥時(shí)地震強(qiáng)度和作用范圍比連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)減少35%～50%，三段裝藥時(shí)可減少65%（3）起爆順序：從爆破安全的整體來衡量，改變爆破方向?qū)⒈Ｗo(hù)物置于側(cè)向位置，更有利于爆破安全；（4）采用孔、溝減振。即在爆區(qū)和保護(hù)物之間鉆單排或雙排防振孔Φ40～70mm，孔間距小于30cm，降振率達(dá)30%～45%。

六、爆破飛石控制技術(shù)

設(shè)計(jì)合理精心施工的中深孔爆破不應(yīng)該產(chǎn)生對(duì)人員和設(shè)備構(gòu)成危害的飛石。飛石的產(chǎn)生，首先是由于設(shè)計(jì)不合理，其次是不合理的施工造成飛石，采取如下技術(shù)措施控制飛石：

（1）根據(jù)施工總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，確定合理的爆破參數(shù)。裝藥前，校核各孔的最小抵抗線，如有變化，必須修正裝藥量；（2）施工中慎重對(duì)待斷層、軟弱帶、張開裂隙、成組發(fā)育的節(jié)理裂隙、溶洞、采空區(qū)等地質(zhì)構(gòu)造，采取間隔堵塞、調(diào)整藥量、避免過量裝藥等措施；（3）保證堵塞長(zhǎng)度和質(zhì)量，堵塞長(zhǎng)度20～30Φ，堵塞料用鉆孔巖屑或黃土，有水孔堵塞用細(xì)砂；（4）選擇合理的起爆模式，防止因前排后沖，造成后排最小抵抗線大小和方向失控；（5）爆破最小抵抗線方向避開保護(hù)物，特別是前排臨空面不平，最小抵抗線差異過大時(shí)，應(yīng)在薄弱處進(jìn)行堵塞。（6）現(xiàn)場(chǎng)管理者認(rèn)真觀察爆區(qū)巖性，合理確定孔位，認(rèn)真檢查鉆孔裝藥、填塞等各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，避免飛石的產(chǎn)生。

結(jié)論

鲅魚圈工程我們進(jìn)行了數(shù)以千次的中深孔爆破，取得了滿意效果，有效地控制了爆破振動(dòng)、飛石等爆破危害，我們體會(huì)到對(duì)于中深孔爆破必須做到精心設(shè)計(jì)、精心施工、分工明確、責(zé)任到人。從布孔、鉆孔、處理孔內(nèi)積水、計(jì)算藥量、分藥、裝藥、填塞、聯(lián)線、防護(hù)等環(huán)節(jié)層層把關(guān)，指定專人負(fù)責(zé)，從爆破效果、爆破振動(dòng)和飛石等主要環(huán)節(jié)對(duì)爆破過程進(jìn)行嚴(yán)格控制，對(duì)孔網(wǎng)參數(shù)、單孔藥量、起爆網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)、反復(fù)研究，使整個(gè)施工過程完全按設(shè)計(jì)進(jìn)行，才能保證爆破的成功。

[1]王劍，鐘永曉.煉鐵高爐高溫爐瘤爆破清除實(shí)踐[J].爆破，2010（03）.

[2]張光壽,丁玉英,林偉鋒.高爐爐底爆破清渣[J].爆破，2009（03）.

[3]唐信來,雷玲,孫向陽.高溫閃速爐爐結(jié)爆破拆除[J].爆破，2008（04）.

[4]林琪偉.深孔爆破震動(dòng)對(duì)城市環(huán)境的危害及控制技術(shù)[J].爆破，2003.