■詹禎祥

（泉州臺(tái)商投資區(qū)城市建設(shè)發(fā)展有限公司，泉州 362000）

1 工程概況

泉州臺(tái)商投資區(qū)南北主干道二期工程位于泉州臺(tái)商投資區(qū)，道路北起通港路，南止濱海路，全長4.18km，紅線寬度68m。本工程路基石方爆破工程量約128.28萬m3，施工期為20 個(gè)月，工期緊，任務(wù)重。路基石方主要為弱風(fēng)化花崗巖和強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，巖石為中等硬度，主要為次堅(jiān)石，部分堅(jiān)石，小部分為軟石。爆破區(qū)周邊民房、工廠等建筑物較多，最近距離僅為14m，若爆破過程不進(jìn)行有效控制，勢必極大地影響人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。

2 爆破總體設(shè)計(jì)方案

爆破作業(yè)作為路基石方施工的基本方法，其一次起爆效果和爆破安全性已被廣泛關(guān)注，合理的設(shè)計(jì)方案是確保高效、安全的關(guān)鍵。根據(jù)本工程開挖路段的設(shè)計(jì)資料、周邊環(huán)境、工程性質(zhì)、道路斷面形狀的分析，爆破方法擬采用中深孔松動(dòng)爆破和淺眼排孔輔助爆破配合的施工方法，爆破方法的特點(diǎn)如下：（1）中深孔爆破：爆破方案以90mm 中深孔爆破為主，采用松動(dòng)爆破方式；按邊坡高度自上而下分臺(tái)階進(jìn)行爆破，臺(tái)階高度控制在5.0m～10.0m 內(nèi)。根據(jù)地形、巖石結(jié)構(gòu)靈活布孔，爆破的臨空面朝向路線方向，避開房屋方向；（2）淺孔爆破：按邊坡高度自上而下分臺(tái)階進(jìn)行爆破，臺(tái)階高度控制在2.0m～4.0m 內(nèi)（不足2m 出按實(shí)際深度鉆孔），根據(jù)地形、巖石結(jié)構(gòu)靈活布孔，爆破的臨空面朝向路線方向，避開房屋方向；大塊解小嚴(yán)格根據(jù)公式計(jì)算藥量；（3）光面爆破：沿開挖邊坡邊界布置密集炮孔，采用不偶合裝藥，在主爆區(qū)之后起爆，可以保持邊線整齊，盡量減少對(duì)邊坡的破壞。路基石方爆破以設(shè)計(jì)標(biāo)高對(duì)山體分臺(tái)階分層爆破開挖，臺(tái)階高度控制為6m，分多個(gè)工作面進(jìn)行爆破作業(yè)；嚴(yán)格按爆破設(shè)計(jì)方案實(shí)施，將爆破有害效應(yīng)（爆破地震波、爆破沖擊波、個(gè)別飛石等）控制在安全范圍內(nèi)。

3 爆破方法及參數(shù)計(jì)算

綜合考慮工程周邊環(huán)境、工期等因素，為滿足施工進(jìn)度要求，優(yōu)先選擇爆破效率較高的Φ90mm 大直徑鉆機(jī)施工，采用毫秒尾差起爆網(wǎng)路進(jìn)行中深孔松動(dòng)爆破。在主體爆破選用中深孔松動(dòng)爆破的同時(shí)配合Φ42mm 小型手提式鑿巖機(jī)進(jìn)行淺層開挖、地腳清理等淺孔爆破。中深孔設(shè)計(jì)采用新型的抗外電干擾極強(qiáng)的非電起爆系統(tǒng)起爆，起爆方式為非電起爆器起爆。

3.1 中深孔爆破方案

3.1.1 中深孔爆破技術(shù)基本參數(shù)如下：

（1）深孔爆破炮孔的直徑：d=90mm；

（2）孔深與超深

本工程深孔爆破，臺(tái)階高度H=6m，超深h 取0.5m，孔深L=H+h=6.5m。

（3）底盤抵抗線（W1）

根據(jù)鉆孔作業(yè)安全條件公式（1）

式中,W1—底盤抵抗線，m；

α 臺(tái)階坡面角，本工程中約85o；

H—臺(tái)階高度，m；

B—從鉆孔中心線至坡頂線的安全距離，對(duì)大型鉆機(jī)，B≥2.5～3.0m。

經(jīng)計(jì)算W1≤6ctg85°+2.5=3m

（4）孔排距（a、b）孔徑為90mm 的深孔，根據(jù)巖石性質(zhì)及過往工程經(jīng)驗(yàn)，取孔間距a=3m，孔排距b=2.5m。

（5）炸藥單耗（q）

采用松動(dòng)爆破，q 取0.3～0.45kg/m3,現(xiàn)場實(shí)際單耗按經(jīng)驗(yàn)試爆后確定。

（6）單個(gè)藥包藥量計(jì)算

第一排孔的每孔裝藥量：

Q=q×a×W1×H=0.3×3×3×6=16.2kg

第二排起每孔裝藥量：

Q=k×q×a×b×H=1.1×0.35×3×2.5×6=17.3kg

式中，k—考慮受前面各排孔的巖石阻力作用的增加系數(shù)，k=1.1。

3.1.2 裝藥、充填設(shè)計(jì)

填塞長度：堵塞長度l2=(20～30)d，d 為炮孔直徑，單位mm。

深孔爆破的填塞長度一般取20～30 倍孔徑；本工程的典型梯段爆破中，孔徑Φ90mm 的爆破孔填塞長度大于2.7m，實(shí)際填塞長度不小于3m，并且采用密度較大的粘土進(jìn)行密實(shí)填塞。

填塞質(zhì)量：對(duì)于無水炮孔，孔口一律用濕黃土填塞，土中不得夾帶石塊，邊填土邊搗實(shí)。填塞時(shí)注意保護(hù)好雷管腳線。有水孔，用密度大的細(xì)沙填塞。

裝藥結(jié)構(gòu)：選用乳化炸藥或硝胺炸藥，采用連續(xù)裝藥或分層裝藥。

3.1.3 中深孔爆破的炮孔布置

中深孔爆破采用爆破效果較好的梅花形布孔方式進(jìn)行布孔。中深孔爆破炮孔布置如圖1 所示。一次布孔爆破2～3 排孔，且2 排為最佳。

圖1 中深孔爆破水平布孔 （梅花形）示意圖

3.1.4 中深孔爆破參數(shù)匯總表

中深孔控制爆破設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階高度為6m,但因現(xiàn)場地形地質(zhì)條件的約束，很多情況下不能形成標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)臺(tái)階，因而進(jìn)行爆破參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)除進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階的參數(shù)設(shè)計(jì)外，還選擇了5m、7m、8m 臺(tái)階作為備選參數(shù)。在其他臺(tái)階高度時(shí)，孔網(wǎng)參數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況按設(shè)計(jì)計(jì)算方法適當(dāng)調(diào)整。深孔控制爆破參數(shù)見表1 所示。

表1 中深孔爆破參數(shù)表

采用松動(dòng)爆破，距離建（構(gòu)）筑物距離越近單耗控制的越小。

3.2 淺孔排孔爆破方案

爆區(qū)內(nèi)低于4m 部位，采用手式鉆孔鉆孔鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，分層爆破開挖至設(shè)計(jì)高度。

3.2.1 參數(shù)計(jì)算

孔徑：d=38～42(mm)

孔深：H=4m 內(nèi)

孔間距：a=1.2～1.5m

排間距及抵抗線：W=b=1.0～1.3m

超深：h=30cm

采用梅花形或矩形布孔。

藥量計(jì)算公式（2）：

式中：q—單位體積耗藥量，取0.35～0.4kg/m3，巖性軟，取小值，巖性硬，取大值。

最終單耗經(jīng)試爆后確定，其他孔深裝藥量參照其進(jìn)行計(jì)算。

當(dāng)孔深為4m 時(shí)，每孔標(biāo)準(zhǔn)藥量Q=q×a×b×h=0.36×1.4×1.2×4=2.2kg

3.2.2 裝藥結(jié)構(gòu)

前排分段裝藥，后排采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)。

3.2.3 堵塞

采用沙土或炮泥堵塞，堵塞長度大于W。

3.2.4 淺孔爆破相關(guān)孔網(wǎng)參數(shù)可參照表2 進(jìn)行選取。

表2 淺孔爆破參數(shù)表

3.2.5 大塊解小的抵抗線爆破

大塊解小盡量使用機(jī)械（液壓破碎錘）和風(fēng)鎬進(jìn)行，對(duì)于實(shí)在無法機(jī)械和人工破碎的大塊，方采用二次鉆孔爆破解小，參數(shù)如下：

孔徑d=38～42mm

孔深L=(2/3～4/5)H式中，H—鉆孔方向巖石的厚度。

若孔方向?yàn)榕R空面，取小值；若孔方向的巖石與地面緊密結(jié)合取大值。

最小抵抗線W=B/2

大塊巖石最小邊的厚度，鉆孔方向與B 的方向垂直。

炸藥單耗q=（0.06～0.11）kg/m3

每孔藥量Q：

當(dāng)大塊近似球體或正方體時(shí)，Q=qV

當(dāng)大塊的鉆孔長度l/w＜2 時(shí)，Q=qw3

當(dāng)大塊的鉆孔長度l/w＞2 時(shí)，Q=（1/2～1/3）qw2l

3.3 起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)

起爆網(wǎng)路根據(jù)實(shí)際情況采用非電起爆網(wǎng)路。中深孔爆破：中深孔爆破網(wǎng)路采用孔內(nèi)高段位孔外低段位接力延時(shí)的爆破網(wǎng)路。網(wǎng)路采用非電起爆器起爆；淺孔爆破：每孔內(nèi)裝一發(fā)或兩發(fā)非電雷管，網(wǎng)路連接形式為并聯(lián)。

4 爆破安全技術(shù)措施

爆破安全技術(shù)措施有二個(gè)方面：一是施爆過程中的安全，二是爆破過程中個(gè)別飛石、地震波、空氣沖擊波、爆破噪音方面的安全。針對(duì)以上幾個(gè)方面，采取了如下安全措施：

4.1 個(gè)別飛石的控制

本設(shè)計(jì)采用以下措施，以便將飛石控制在警戒范圍之內(nèi)。

爆破抵抗線朝向無建筑物的空曠地帶，起爆前該方向上的機(jī)械設(shè)備也要移開。

選好炸藥單耗，控制單孔藥量，是控制飛石的關(guān)鍵。單孔裝藥量過大，必然造成大量飛石。因此，必須選好炸藥單耗，控制單孔藥量。

處理好有水孔，嚴(yán)防堵塞懸空，保證良好的填塞質(zhì)量。留出合理的填塞長度也是有效控制飛石的關(guān)鍵。加強(qiáng)覆蓋是有效防止飛石飛濺的有效措施。爆破體上方孔口用沙袋覆蓋防護(hù)，覆蓋時(shí)需將起爆網(wǎng)路保護(hù)好。

4.2 爆破安全距離計(jì)算

據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《爆破安全規(guī)程》GB6722-2003 第6.2.2 條對(duì)不引起建（構(gòu)）筑物破壞的爆破地震安全震速規(guī)定。具體規(guī)定見表3。

表3 爆破震動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)

表3 的數(shù)據(jù)是承受爆破地震時(shí)相關(guān)建（構(gòu)）筑物是否破壞的重要技術(shù)依據(jù)。

本工程按震速2cm/s 控制單段起爆藥量。

一次最大起爆藥量確定公式（3）∶

式中,Q—最大單段起爆的藥量；

V—控制的振動(dòng)速度；

K,a—爆破節(jié)制為次堅(jiān)石，K 值取180 較合適；a 取1.65；

R—裝藥中心至保護(hù)目標(biāo)的距離。

距爆區(qū)15m 的建筑物的單段允許藥量經(jīng)計(jì)算為：

通過計(jì)算，距爆區(qū)不同距離單段允許藥量如表4 所示。

表4 距爆區(qū)不同距離單段允許藥量表

實(shí)際爆破時(shí)按爆點(diǎn)距離周邊建筑物距離查詢表中計(jì)算值來控制其實(shí)際單段裝藥量。在實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照《爆破安全規(guī)程》中對(duì)爆破振動(dòng)的要求，分別計(jì)算出對(duì)爆區(qū)周邊建筑物所允許的最大單段起爆藥量，取其中的最小值，以保證爆破振動(dòng)不會(huì)對(duì)周圍任何建筑物造成危害。

4.3 飛石距離計(jì)算

松動(dòng)爆破，只要巖石均一，無構(gòu)造薄弱面存在，最小抵抗線測量準(zhǔn)確，單耗選擇合適，保證填塞長度和填塞質(zhì)量，并加適當(dāng)覆蓋，一般不會(huì)產(chǎn)生飛石，為力防止小構(gòu)造造成飛石，個(gè)別飛石的最大飛散距離按公式（4）計(jì)算∶

式中,Vc—飛石初始速度；

Q—腰包重量；

g—重力加速度。

當(dāng)中深孔施工時(shí)∶

當(dāng)淺孔施工時(shí)∶

由此可見，中深孔爆破飛石飛散半徑在66.77m 以內(nèi)，淺孔爆破飛石飛散半徑在63.9m 以內(nèi)，爆破飛石主要在臨空面方向，背后基本無飛石。根據(jù)《爆破安全規(guī)程》規(guī)定，安全警戒范圍是距離爆破點(diǎn)100m 范圍內(nèi)，遠(yuǎn)大于以上計(jì)算值。

5 安全警戒措施

5.1 警戒范圍

本工程路基開挖爆破警戒范圍取距離每次爆破200m 范圍內(nèi)，該距離由每次的爆破工作面的最邊緣向外開始算起，應(yīng)在危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)設(shè)置明顯標(biāo)志。

5.2 警戒措施

裝藥前三分鐘，必須對(duì)裝藥區(qū)域四周五十米范圍進(jìn)行安全警戒，除爆破員、安全員及爆破技術(shù)人員在現(xiàn)場進(jìn)行裝藥外，其余人員一律不得進(jìn)入。爆破采用非電起爆，起爆器有專人（制定的爆破員）保管和使用。爆后進(jìn)行安全檢查，確定無爆炸危險(xiǎn)后，解除警報(bào)。爆前半小時(shí)各警戒人員必須到位，并用對(duì)講機(jī)與指揮部保持聯(lián)系，在爆區(qū)內(nèi)的人員、設(shè)備在爆前做好撤退準(zhǔn)備，在起爆前撤退到安全區(qū)域。

5.3 爆破后檢查、處理

（1）爆破后邊坡圍巖地質(zhì)情況、爆破效果。

（2）爆堆得穩(wěn)定情況。

（3）是否有盲炮。

5.4 盲炮處理

（1）當(dāng)班發(fā)生的盲炮，原則上當(dāng)班處理完，不允許留到第二天處理。

（2）凡當(dāng)天不能處理的盲炮，必須在盲炮區(qū)設(shè)置臨時(shí)警戒線，設(shè)置值班人員防守。

（3）由爆破專業(yè)人員進(jìn)行盲炮處理，無關(guān)人員禁止進(jìn)入爆破作業(yè)區(qū)。處理后有爆破專業(yè)人員檢查爆堆，收集殘留爆破器材。

6 結(jié)束語

本工程的路基爆破容易造成附近民房、工廠廠房的損害，由于按照設(shè)計(jì)方案實(shí)施了爆破技術(shù)，提高爆破水平，控制爆破飛石、滾石對(duì)房屋的損害，確保附近居民安全，既取得了良好的工程效益，也獲得了好的社會(huì)效益。

[1]民用爆破炸物品安全管理?xiàng)l例.

[2]GB6722-2003,爆破安全規(guī)程.

[3]中國工程爆破協(xié)會(huì).爆破工程施工與安全.

[4]工程爆破實(shí)用手冊(cè).

[5]GB50201-2012,土方與爆破工程施工及驗(yàn)收規(guī)范.

[6]QB/JSHJ-01-01-03-2010,土石方爆破施工工藝標(biāo)準(zhǔn).