由 強(qiáng)

（中鐵九局集團(tuán) 爆破工程有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110002）

1 工程概況

遠(yuǎn)洋城項(xiàng)目為遠(yuǎn)洋地產(chǎn)在撫順首發(fā)之作，項(xiàng)目位于城市北中軸之上、高爾山旁，順城將軍片區(qū)內(nèi)，項(xiàng)目總規(guī)劃建筑體量近200萬(wàn)平，為了給學(xué)校區(qū)和部分住宅區(qū)提供足夠的建筑面積和穩(wěn)定的邊坡。由我們對(duì)撫順遠(yuǎn)洋城半圓形山體進(jìn)行高邊坡爆破，總石方爆破土石方量約62.5萬(wàn)m3，爆破坡體高度45m到60m不等，巖體坡角為70°。

2 爆破施工難點(diǎn)

2.1 施工質(zhì)量控制難度大

該工程半圓形邊坡總長(zhǎng)度達(dá)527m，整個(gè)爆破區(qū)域同時(shí)施工，爆破作業(yè)的同時(shí)進(jìn)行多個(gè)樓體基礎(chǔ)開(kāi)挖。整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員多、工程范圍大、工期較緊。該區(qū)域巖石節(jié)理不發(fā)育，主要由玄武巖和安山巖組成。該山體位于原有采石場(chǎng)內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)地形地貌起伏較大，鉆機(jī)鉆進(jìn)作業(yè)面不理想，難度較大。爆破形成的陡坡處巖體有原始裂隙，并相互交錯(cuò)，邊坡危石易發(fā)生崩落。

2.2 爆破飛石控制要求高

該工程邊坡背面西南側(cè)為伴山林溪?jiǎng)e墅區(qū)，北側(cè)為待拆遷的平房區(qū)，爆破施工，尤其是爆破時(shí)的封鎖警戒對(duì)周圍居民的生活和休息影響較大。施工中要求嚴(yán)格控制高邊坡爆破的飛石。

3 爆破方案選擇

本工程高邊坡爆破開(kāi)挖分為兩個(gè)區(qū)域，分別為預(yù)裂區(qū)和主爆區(qū)。靠近設(shè)計(jì)邊坡的炮孔采用預(yù)裂爆破以保證其穩(wěn)定性及平整度，其余區(qū)域?yàn)橹鞅瑓^(qū)。該爆破工程均采用松動(dòng)爆破，采取微差控制一次起爆藥量，嚴(yán)格控制填塞長(zhǎng)度，減少爆破震動(dòng)和飛石，增加防護(hù)措施，防止爆破對(duì)周圍人員和建筑物的造成損害。

3.1 主爆孔爆破參數(shù)

主爆孔的特點(diǎn)是裝藥量大，孔較深。它的主要參數(shù)包括：炮孔直徑、抵抗線、孔深、孔距、排距、裝藥結(jié)構(gòu)、布孔方式等。

（1）炮孔直徑：本工程采用JK580(D)履帶式液壓鉆機(jī)，鉆頭直徑d為115mm。

鉆孔直徑：D=F×d

式中：d——鉆頭直徑，mm;

F——孔眼擴(kuò)大系數(shù)，一般取(1.05-1.4)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巖石情況，則D=122mm。

（2）底盤抵抗線 W底：W底=（25-35）d

底盤底抗線受許多因素影響，變動(dòng)范圍較大。本工程按上述公式取，W底=3.0m。

（3）孔深 L：

孔深根據(jù)山體臺(tái)階高度、開(kāi)挖邊坡坡度和超深確定。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境臺(tái)階高度及巖石具體情況，測(cè)量確定炮眼深度。

鉆孔傾角：鉆孔傾角的般取值范圍是60°-90°，本工程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖邊坡比為1：0.4，結(jié)合邊坡高度特點(diǎn)及實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，臺(tái)階高度H取15m，鉆孔傾角α取75°。

超深可按下式確定:h=（0.10-0.15）H，式中：H——臺(tái)階高度，m。本工程中取超深為1.5m，并根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

孔深L=H/sinα+h，代入上述數(shù)據(jù)L=17m。

（4）炮孔間距和排距：a=（1.0-2.0）W底，本工程 a 取 4m。 b=（0.8-1.0）a，本工程 b 取 3m。

（5）單位消耗炸藥量q一般取0.35-0.5kg/m3，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巖石試爆情況，此處取 0.4kg/m3;前排單孔裝藥量：Q=q×a×W底×H/sinα，代入上述數(shù)據(jù)，得74.5kg。

（6）裝藥情況：因本爆區(qū)山體水系較為發(fā)達(dá)，故采用2號(hào)巖石乳化炸藥，規(guī)格選用φ=90mm管狀。主炮孔采用連續(xù)裝藥方式，裝藥時(shí)要保證密實(shí)、連續(xù)。使用φ=32mm管狀乳化炸藥做為起爆藥包，講普通毫秒導(dǎo)爆導(dǎo)雷管插入其中，并用導(dǎo)爆管套牢固。

（7）填塞長(zhǎng)度：l=（0.9-1.0）W底，W底——底盤抵抗線，m。 填塞長(zhǎng)度與填塞質(zhì)量、填塞材料密切相關(guān)。本工程采用鉆孔時(shí)排出的巖碴填塞，為保證填塞質(zhì)量，本工程取4m。

3.2 邊坡預(yù)裂孔爆破參數(shù)

進(jìn)行石方開(kāi)挖時(shí)，在主爆區(qū)爆破之前沿設(shè)計(jì)輪廓線先爆出一條具有一定寬度的貫穿裂縫，以緩沖、反射開(kāi)挖爆破的振動(dòng)波，控制其對(duì)保留巖體的破壞影響，使之獲得較平整的開(kāi)挖輪廓，此種爆破技術(shù)為預(yù)裂爆破。預(yù)裂爆破不僅在垂直、傾斜開(kāi)挖壁面上得到廣泛應(yīng)用；在規(guī)則的曲面、扭曲面、以及水平建基面等也采用預(yù)裂爆破。預(yù)裂爆破適用于穩(wěn)定性差而又要求控制開(kāi)挖輪廓的軟弱巖層。本工程為了保證邊坡穩(wěn)定性，并使爆破坡面較為平整，使用預(yù)裂爆破，在主爆區(qū)爆破之前，預(yù)先沿著設(shè)計(jì)的邊坡輪廓線爆破出一條一定寬度的裂縫，以保護(hù)剩余山體的穩(wěn)定和平整。

（1）炮眼直徑d：本工程采用JK580(D)履帶式液壓鉆機(jī)，鉆頭直徑d為115mm。

鉆孔直徑：D=F×d

式中：d——鉆頭直徑，mm;

F——孔眼擴(kuò)大系數(shù)，一般取(1.05-1.4)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巖石情況，則D=122mm。

（2）炮眼間距計(jì)算：

a——炮孔間距，m；

σ壓——巖石的極限抗壓強(qiáng)度，kPa；

σ拉——巖石的極限抗拉強(qiáng)度，kPa；

μ——巖石的泊松比；

D——炮孔直徑。

查閱有關(guān)資料，結(jié)合本工程情況，a取1m。

（3）不偶合系數(shù)：

δ=D/d卷=122/32=3.8

δ——不偶合系數(shù)；

d卷——炮孔間距，m；

D——炮孔直徑。

（4）線裝藥密度：

根據(jù)預(yù)裂爆破經(jīng)驗(yàn)公式通式：

q線——炮孔的線裝藥密度，kg/m；

σ壓——巖石的極限抗壓強(qiáng)度，MPa；

a——炮孔間距，m；

D——炮孔直徑，m；

K，α，β，γ——均為系數(shù)，m；

查閱有關(guān)資料，結(jié)合本工程情況，q線取375 g/m。

（5）炮眼深度：

炮眼深度根據(jù)兩階段施工圖設(shè)計(jì)臺(tái)階高度以及設(shè)計(jì)的邊坡傾角來(lái)確定，為了保護(hù)碎落臺(tái)的穩(wěn)固，不設(shè)超深。當(dāng)臺(tái)階高度為15m，開(kāi)挖邊坡坡度為75°時(shí)，則孔深L=H/sinα=15.5m。

（6）裝藥。將φ=32mm的小藥卷與導(dǎo)爆索一起連續(xù)或間隔綁在一根竹片上，形成所需長(zhǎng)度的藥串。孔底1.5m范圍內(nèi)綁雙藥卷。炮孔裝藥時(shí)，按實(shí)際孔深作藥串，以防孔口部分不能滿足空孔長(zhǎng)度的要求，致使爆破形成過(guò)深的爆破漏斗。

②非線性層:我們?cè)谳斎雽优cLSTM隱藏層中間加入了非線性激活層,目的是引入更多的非線性特征,從而更好的反映數(shù)據(jù)的變化規(guī)律。該層的輸出可表示為:

4 起爆網(wǎng)絡(luò)和起爆方式

為了滿足工程進(jìn)度要求，加大一次爆破規(guī)模，同時(shí)嚴(yán)格控制同段起爆藥量，并減少外界各類電流引起的誤爆事故，本工程采用普通毫秒導(dǎo)爆管，為減少爆破震動(dòng)，采用孔內(nèi)孔外同時(shí)分段微差起爆，導(dǎo)爆管之間用四通連接件相連，形成交叉閉合環(huán)形網(wǎng)路。按設(shè)計(jì)要求和預(yù)裂爆破原理，邊坡預(yù)裂孔先于主爆區(qū)炮孔起爆，采用串并聯(lián)相結(jié)合的方式連接。起爆網(wǎng)絡(luò)采用電容式起爆器帶激發(fā)筆起爆。預(yù)裂孔先于主爆孔至少75ms起爆。

5 覆蓋爆破區(qū)域防止飛石

覆蓋爆破區(qū)域是防止飛石的重要手段，覆蓋材料一般選擇強(qiáng)度高、質(zhì)量大、韌性好的材料，將爆破區(qū)域進(jìn)行覆蓋，防止飛石產(chǎn)生。本工程采用由廢舊車胎編織而成的炮被做為覆蓋材料。距離別伴山臨溪墅區(qū)近的炮孔采用雙層炮被覆蓋。

6 爆破安全設(shè)計(jì)

爆破產(chǎn)生的主要危害效應(yīng)有：爆破振動(dòng)產(chǎn)生的危害、爆破沖擊波及噪聲產(chǎn)生的危害及個(gè)別飛散物產(chǎn)生的危害。根據(jù)國(guó)內(nèi)外大量工程實(shí)測(cè)資料及多次工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析，只要控制得當(dāng)，這些危害效應(yīng)就不會(huì)對(duì)一定范圍內(nèi)的人員、建筑和設(shè)施造成任何不良影響。

6.1 爆破飛石安全計(jì)算

爆破產(chǎn)生的個(gè)別飛石的最大距離由下式確定:

R=20n2×W×Kf

式中：n——最大一個(gè)藥包的爆破作用指數(shù)，對(duì)于安全距離不足的爆破區(qū)，必須嚴(yán)格控制爆破作用指數(shù)n，此取n=0.75；

W——最大一個(gè)藥包的最小抵抗線；

Kf——系數(shù)，取1.0-1.5；

代入上式計(jì)算得出，R=54m，加上有效的防護(hù)措施，飛石不會(huì)對(duì)周圍人員及建筑造成任何影響。

6.2 爆破地振波安全計(jì)算

按照蘇聯(lián)科學(xué)家薩道夫斯基由實(shí)驗(yàn)歸納出爆破地面振動(dòng)速度經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，本工程爆破應(yīng)考慮的重點(diǎn)保護(hù)目標(biāo)是西南側(cè)的伴山林溪?jiǎng)e墅區(qū)和北面的待拆遷平房區(qū)。根據(jù)該民房的結(jié)構(gòu)特性，按照我國(guó)《爆破安全規(guī)程》確定的標(biāo)準(zhǔn)，取安全振動(dòng)速度(質(zhì)點(diǎn)垂直振速)V=2cm/s，綜合考慮爆破地震波振動(dòng)速度，計(jì)算如下:

V=K’K（Q/R3）α/3導(dǎo)出

Q=（V/K’K）3/αR3

式中：Q——炸藥量（齊爆時(shí)為總裝藥量，微差爆破時(shí)為最大一段裝藥量），kg；

V——地面質(zhì)點(diǎn)峰值振動(dòng)速度（被保護(hù)目標(biāo)的安全振動(dòng)速度），cm/s;

R——爆點(diǎn)中心至被保護(hù)目標(biāo)的距離，m；

K’——微差控制爆破修正系數(shù)，通常取0.25;

K，α——與爆破地形、地質(zhì)條件等有關(guān)的系數(shù)和地震波衰減指數(shù)，可通過(guò)試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)確定。

根據(jù)本工程周圍的實(shí)際情況，參考相關(guān)資料，選取K=150，α=1.5。將V=2cm/s,R=30m代入，則最大單次允許起爆藥量為：Q=76.8kg，本次爆破最大單孔裝藥量為74.5kg，故采用逐孔逐響。

6.3 空氣沖擊波

本工程每個(gè)爆破區(qū)域使用多個(gè)段別普通毫秒導(dǎo)爆管雷管，采用毫秒延期爆破技術(shù)來(lái)削弱空氣沖擊波的強(qiáng)度。同時(shí)，加強(qiáng)填塞及保證填塞質(zhì)量，最終實(shí)現(xiàn)減小空氣沖擊波對(duì)周圍構(gòu)筑物的影響。

7 爆破效果分析

本工程采用臺(tái)階式分層深孔爆破，化解了高邊坡爆破的施工難度，增加了作業(yè)面，加快了工程進(jìn)度。從爆后效果來(lái)看，施工效果十分明顯，整個(gè)高邊坡爆破中基本無(wú)飛石現(xiàn)象，爆堆高度適中，成型后的邊坡平整度均能符合要求，邊坡穩(wěn)定，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。采用預(yù)裂爆破技術(shù)，不僅減少了對(duì)周邊民房的振動(dòng)破壞影響，而且保證了石方邊坡開(kāi)挖質(zhì)量，減少了超欠挖現(xiàn)象。

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［3］賈和榮.高邊坡路塹控制爆破施工工藝探討[J].市政技術(shù)，2007.

［4］陳穩(wěn)科.談清水塘水電站左岸高邊坡爆破設(shè)計(jì)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009.