馮明偉
(葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司,成都,610091)
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在特殊環(huán)境下土石方爆破的施工技術(shù)
馮明偉
(葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司,成都,610091)
根據(jù)建設(shè)方的整體工程進(jìn)度計(jì)劃,以及對(duì)場(chǎng)地的合理利用,場(chǎng)平土石方爆破進(jìn)行到一定階段后,其他施工單位按計(jì)劃陸續(xù)進(jìn)場(chǎng),這些單位的臨建設(shè)施基本都在爆破警戒區(qū)以?xún)?nèi),爆破危險(xiǎn)性很大。本文介紹在這些特殊環(huán)境下土石方爆破的施工技術(shù),主要是爆破施工設(shè)計(jì)和爆破防護(hù)措施。
爆破方案 爆破設(shè)計(jì) 防護(hù)措施
某工程項(xiàng)目隨著工程開(kāi)挖的進(jìn)展,爆破開(kāi)挖區(qū)高程逐漸降低,并逐漸轉(zhuǎn)移向開(kāi)挖區(qū)的臨邊,部分場(chǎng)平區(qū)域達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高,并已經(jīng)移交,其他施工單位根據(jù)建設(shè)方的要求陸續(xù)進(jìn)場(chǎng),在場(chǎng)平區(qū)內(nèi)根據(jù)總平面布置搭設(shè)臨建區(qū),這些臨建設(shè)施基本都在《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2003)要求的爆破警戒區(qū)以?xún)?nèi)。
本爆破開(kāi)挖區(qū)域距混凝土拌合站約120m,距破碎系統(tǒng)約78m;社會(huì)道路在爆破區(qū)巒嶺山腳下旁邊繞過(guò),臨邊滾石有可能危及道路。本區(qū)域的爆破采取距爆區(qū)≤100m的松動(dòng)爆破和其他部位的控制爆破。
現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖爆破時(shí),需要做好爆破飛石和爆破震動(dòng)等方面的控制措施??偟囊笫窃诖藦?fù)雜環(huán)境的條件下,確保爆破施工安全、質(zhì)量的前提下保證施工進(jìn)度。
2.1 設(shè)計(jì)原則
(1)由于巖石破碎、節(jié)理發(fā)育或巖石變化較大,要嚴(yán)格控制飛石的方向和距離;
(2)為了減少對(duì)臨邊區(qū)其他施工單位生產(chǎn)臨建區(qū)的爆破飛石和震動(dòng)的影響,孤石采用手風(fēng)鉆解炮,整體巖石采用控制爆破和松動(dòng)爆破技術(shù),減小鉆孔孔徑,密打孔,少裝藥,分層裝藥,控制堵塞長(zhǎng)度及堵塞質(zhì)量,采取一定的防護(hù)措施,有效控制飛石的范圍及爆破震動(dòng);
(3)針對(duì)不同的巖石地質(zhì),采用不同的爆破施工技術(shù),選擇合理的孔網(wǎng)參數(shù)及爆破工藝,選擇合理的裝藥結(jié)構(gòu)。
2.2 施工方案確定
從現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)挖過(guò)程中可以看到,該區(qū)域地質(zhì)情況大致可以分為以下兩種:(1)整版巖石,但可能存在石夾土現(xiàn)象;(2)土夾石,頂部為粘土夾雜塊石覆蓋物,再往下挖存在土夾石即包裹孤石現(xiàn)象。根據(jù)開(kāi)挖顯示的不同地質(zhì)情況,采用不同的爆破施工方法。
(1)若開(kāi)挖揭露地質(zhì)狀況為整版的巖石,但可能存在石夾土現(xiàn)象。采用深孔臺(tái)階微差擠壓爆破,使大塊石翻出來(lái)再采用手風(fēng)鉆解炮爆破。臺(tái)階高度控制在5m~10m,鉆孔孔徑為φ138mm。同時(shí)采用控制爆破技術(shù),密集性布孔,適當(dāng)減小裝藥單耗,增加堵塞長(zhǎng)度,選取合理的雷管段別等措施。局部地段采用松動(dòng)爆破措施;
(2)若開(kāi)挖揭露地質(zhì)狀況為土夾石,頂部為粘土夾雜塊石覆蓋物,再向下挖存在土夾石即包裹孤石現(xiàn)象。采用手風(fēng)鉆解炮及分層裝藥的爆破措施,反鏟拋方的施工方法配合挖運(yùn);
(3)考慮到本區(qū)域地質(zhì)復(fù)雜,若為整塊巖石采用臺(tái)階爆破,則爆破使用炸藥以硝銨為主,乳化炸藥為輔,對(duì)于地下水豐富部位,采用全乳化裝藥,并且爆破施工中采用分層裝藥;若采用手風(fēng)鉆解炮,則爆破采用炸藥為全乳化炸藥,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用分層裝藥。雷管主要采用毫秒微差非電雷管或采用導(dǎo)爆索起爆,塑料導(dǎo)爆管連接,脈沖起爆器起爆。采用孔外、孔內(nèi)分段,以滿(mǎn)足最大一段起爆藥量控制要求。
3.1 爆破臺(tái)階高度(H)的確定
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況和以往爆破經(jīng)驗(yàn),將開(kāi)挖的臺(tái)階高度調(diào)整為5m~10m,采用自上而下的分層爆破方式。松動(dòng)爆破臺(tái)階高度為6m~7m。
3.2 布孔方式
在臨空面方向采用多排、梅花型布孔,爆破孔采用垂直孔。對(duì)于石夾土現(xiàn)象突出地段,適當(dāng)加密布孔。
3.3 爆破參數(shù)的確定
3.3.1 臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)
3.3.1.1 單位炸藥消耗量(q)。q的選取與巖性、臺(tái)階高度、自由面數(shù)量、炸藥種類(lèi)和炮孔直徑等多種因素有關(guān),本工程巖石節(jié)理破碎及石夾土現(xiàn)象,為達(dá)到較為理想的爆破效果,q值取0.45kg/m3~0.6kg/m3。
3.3.1.2 孔徑(d)、炮孔深度(L)及超鉆深度(h′)。炮孔直徑d=138mm,炮孔深度L=h+h′,h為臺(tái)階高度,h′為超鉆深度,取h′=0.5m~1.5m。
3.3.1.3 底盤(pán)抵抗線(W1)。底盤(pán)抵抗線W1=2.5m~3.2m,可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整。
3.3.1.4 孔距a和排距b。由于施工區(qū)域地質(zhì)破碎、節(jié)理復(fù)雜而且伴有石夾土的現(xiàn)象,適宜采用密集性布孔,以達(dá)到良好的破碎效果??咨?m~10m時(shí),a=2.8m~4.2m,b=2.0m~2.4m,可根據(jù)情況在現(xiàn)場(chǎng)適當(dāng)調(diào)整。
3.3.1.5 堵塞長(zhǎng)度(Lc)。堵塞長(zhǎng)度Lc=3m~3.2m,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)狀況,若巖石地質(zhì)復(fù)雜則取大值。
3.3.1.6 單孔裝藥量(Q)。第一排單孔按公式(1)計(jì)算,其他排單孔按公式(2)計(jì)算:
Q=qaW1h
(1)
Q=Kqabh
(2)
其中K取1.1。
3.3.1.7 裝藥結(jié)構(gòu)。由于開(kāi)挖部位均為臨邊部位,對(duì)于其他單位的臨建設(shè)施的影響比較大,所以爆破施工采用控制爆破技術(shù),減少裝藥量,采取分層裝藥結(jié)構(gòu),即爆破孔(干孔)采用分層耦合裝藥結(jié)構(gòu),在每個(gè)分層裝藥段上部采用部分硝銨炸藥,每個(gè)分層起爆藥包使用2#巖石乳化炸藥實(shí)施反向起爆,并在孔口堵塞段適時(shí)加輔助藥包;爆破孔若為水孔,采用乳化炸藥等防水性炸藥,其他步驟與干孔一致??變?nèi)每個(gè)分層起爆器材采用8#微差非電毫秒雷管或?qū)П鳌?/p>
3.3.1.8 爆破網(wǎng)路。整個(gè)爆破網(wǎng)路采用非電毫秒雷管,實(shí)施逐排微差擠壓爆破。由于本段石質(zhì)節(jié)理破碎,為防止爆破氣體因雷管延期太長(zhǎng)而過(guò)早泄露,因此孔間微差及各排間微差均取稍小值。
3.3.2 孤石解炮爆破設(shè)計(jì)
3.3.2.1 爆破參數(shù)
施工區(qū)域若為土夾石地質(zhì),根據(jù)以往的爆破經(jīng)驗(yàn),采用小孔徑少藥量的爆破方法,使孤石破碎。采用YT-28型手風(fēng)鉆打孔解炮,孔徑采用42mm。
當(dāng)孤石體積大于5m3時(shí),藥孔深度(L)為石塊高度的1/3~1/2。體積在10m3以下的塊石,鉆一個(gè)孔即可;體積大于10m3的塊石,應(yīng)配置數(shù)個(gè)炮孔,炮孔的間隔(a)為孔深的1~2倍。裝藥量按每m380g~150g分層裝藥。
3.3.2.2 孤石解炮單位耗藥量計(jì)算
q′=Kf﹒q
式中:q′——大塊孤石解炮的單位耗藥量kg/m3;
q——臺(tái)階爆破時(shí)巖石爆破單位耗藥量kg/m3;
Kf——爆破自由面修正系數(shù),系數(shù)值見(jiàn)表1。
表1 爆破自由面修正
4.1 采用控制爆破技術(shù)和松動(dòng)爆破技術(shù)縮小危險(xiǎn)區(qū),合理確定爆破參數(shù),減少裝藥量,特別注意最小抵抗線的實(shí)際長(zhǎng)度和方向,避免出現(xiàn)大的施工誤差;在爆破設(shè)計(jì)上,盡量減小爆破作用指數(shù),選用最佳的爆破最小抵抗線,合理選擇起爆順序和延時(shí)間隔。
4.2 詳盡掌握爆破區(qū)域的介質(zhì)情況,注意避免將藥包放在軟弱夾層或基礎(chǔ)的結(jié)合縫上。
4.3 做好炮孔的堵塞工作,嚴(yán)防堵塞物中夾雜碎石塊。
4.4 在控制爆破中,對(duì)爆破裝藥部位進(jìn)行嚴(yán)密覆蓋。具體措施為:采用竹跳板對(duì)爆破區(qū)整片覆蓋;然后采用鐵絲網(wǎng)覆蓋,最后使用土袋滿(mǎn)鋪壓在最上一層(注意:不能破壞已經(jīng)聯(lián)接好的爆破網(wǎng)路),采取三層覆蓋措施,基本可以保證周邊建(構(gòu))筑物安全。爆破覆蓋防護(hù)見(jiàn)圖1所示。
圖1 爆破覆蓋防護(hù)示意
通過(guò)以上的安全防護(hù)及技術(shù)措施,并在爆破時(shí)做好爆破警戒工作,切實(shí)落實(shí)安全生產(chǎn)的各項(xiàng)制度,爆破個(gè)別飛散物不會(huì)對(duì)建(構(gòu))筑物和人員造成損害。
本文介紹了特殊環(huán)境下的爆破方案、爆破參數(shù)、爆破網(wǎng)路和器材等以及解決此種爆破所面臨的安全問(wèn)題的一系列措施。本工程在整個(gè)施工過(guò)程中,沒(méi)有發(fā)生一起安全事故,也沒(méi)有對(duì)周?chē)?構(gòu))筑物造成損壞,爆破取得圓滿(mǎn)成功,為類(lèi)似工程提供了較為重要的借鑒和指導(dǎo)作用。
〔1〕霍永基.工程爆破論文選編.北京:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,1993.9.
〔2〕蔡澤軍,陳仲超.復(fù)雜環(huán)境土石方爆破設(shè)計(jì)與施工[J].現(xiàn)代礦業(yè),2011.2.
馮明偉(1981.10-),男,吉林省伊通縣人,工程師,項(xiàng)目部副經(jīng)理,主要從事現(xiàn)場(chǎng)施工管理等工作。
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