王 超

（1.西安建筑科技大學(xué)土木學(xué)院，陜西西安710055；2.中鐵建大橋工程局集團(tuán)第二工程有限公司，浙江溫州325006）

1 概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)的步伐也得到了大力發(fā)展。鐵路線路和公路線路建設(shè)中會(huì)經(jīng)常遇到大體積土石方的爆破施工，對(duì)于大體積土石方爆破技術(shù)尤其在居民區(qū)附近的爆破多采用微差爆破技術(shù)和爆破飛石防護(hù)。對(duì)于微差爆破李宏男等[1]通過(guò)理論研究及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得出了減震效果最好的間隔時(shí)間。爆破飛石是在工程爆破作業(yè)過(guò)程中炸藥釋放出來(lái)的能量將砂石、泥土、雜物等物質(zhì)從作業(yè)點(diǎn)或作業(yè)面拋擲到空中或地面的一種爆破危害，主要體現(xiàn)在對(duì)既有建(構(gòu))筑物損壞、人員傷亡和機(jī)械設(shè)備損毀等方面[2]。在居民聚集區(qū)進(jìn)行大方量的路基土石方施工，這些危險(xiǎn)系數(shù)更高，合理安全的人員撤離和防護(hù)措施就顯得尤為重要。本文結(jié)合實(shí)際工程，進(jìn)行了微差爆破的單段最大裝藥量和飛石安全距離的理論計(jì)算，同時(shí)也對(duì)安全防護(hù)提出了一些措施，這些研究保證了本次工程安全順利完成，也為今后類似工程有著重要的借鑒意義。

2 工程概況

本工程獅子嶺隧道出口至雙岙橋路基段（DK182+440～DK182+550）位于浙江省溫州市鹿城區(qū)雙嶼鎮(zhèn)雙岙村境內(nèi)，該段路基全長(zhǎng)100m，橫向約65m，爆破巖石方量約6.1×104m3，后因市政規(guī)劃等問(wèn)題進(jìn)行了設(shè)計(jì)變更，最終增加爆破巖石方量約18×104m3，需增加炸藥用量130t，雷管用量約5.5萬(wàn)發(fā)。因此，本土石方爆破工程量約24.1×104m3。本段巖石堅(jiān)硬完整，其周圍施工環(huán)境復(fù)雜，東面距最近民房約16m，東南面距最近民房約26m、距信號(hào)塔約53m；南面距最近廠房約16m、距最近民房約19m、距動(dòng)力線約45m、距廠房約92m；西面距500kV高壓線路約102m、距500kV高壓塔基約240m；西緊鄰廢棄民房；西北面距臨時(shí)存放點(diǎn)約98m、距配電房及線路約108m；北面距臨時(shí)房約18m、工棚約26m；東北面距最近民房約29m、距變壓器約60m，如圖1所示。

圖1 爆破工點(diǎn)建筑環(huán)境示意圖

3 爆破設(shè)計(jì)方案

該爆破工程區(qū)域人口密集，工廠、民房三面環(huán)繞爆破區(qū)域，周圍環(huán)境作業(yè)條件十分復(fù)雜。為有效控制爆破作業(yè)帶來(lái)的危害，起初該路基段開(kāi)挖采用淺眼松動(dòng)微差控制爆破技術(shù)，但由于效率較低，無(wú)法滿足工期要求，后改變施工方法，即采用淺眼松動(dòng)和中深孔松動(dòng)微差控制爆破相結(jié)合的爆破施工方法，具體如下：

（1）路基爆破點(diǎn)距最近雙岙村民房、廠房為16m，在距雙岙村民房、廠房43m范圍以內(nèi)爆破時(shí)，明挖爆破采用淺孔松動(dòng)微差控制爆破方法，開(kāi)挖臺(tái)階高度控制在2～5m，炮孔深度控制在2.5～5m；

（2）在距雙岙村民房43m范圍以外，路基開(kāi)挖采用中深孔松動(dòng)微差控制爆破施工方法，開(kāi)挖臺(tái)階高度控制在6～10m，炮孔深度控制在7～11m。

4 爆破安全控制

為了確保本次土石方爆破施工方案的萬(wàn)無(wú)一失、確保不延誤施工工期，避免施工擾民的發(fā)生。對(duì)爆破施工中的控制指標(biāo)進(jìn)行了分析計(jì)算，以此判斷本次土石方爆破施工方案的合理性和安全性。

4.1 爆破震動(dòng)安全控制

根據(jù)《爆破安全規(guī)程》[3]中介紹的爆破計(jì)算公式，即薩道夫斯基計(jì)算公式，式(1):

式中：Q——最大一段的裝藥量，kg；

R——距爆源中心的距離，m；

K——與介質(zhì)特性、爆破方式及其它因素有關(guān)系數(shù)，取180；

V——非抗震性鋼筋混凝土框架房屋允許振速，取3cm/s；

α——地震衰減指數(shù)，取1.8。

經(jīng)計(jì)算，表1列出了不同距離的單段最大裝藥量，由表1可知，本工程土石方爆破點(diǎn)距最近雙岙村民房、廠房為16m，在距雙岙村民房、廠房26m范圍以內(nèi)爆破時(shí)，明挖爆破采用淺孔松動(dòng)微差控制爆破方法，開(kāi)挖臺(tái)階高度控制在2m，炮孔深度控制在2.5m，最大段單響藥量為1.43kg；在距雙岙村民房26～43m范圍內(nèi)，明挖爆破采用淺孔松動(dòng)微差控制爆破方法，最大段單響藥量為4.82kg，在距雙岙村民房43m范圍以外，路基開(kāi)挖采用中深孔松動(dòng)微差控制爆破施工方法，采用1孔一響最大段單響藥量為26.25kg。本次土石方爆破工程應(yīng)嚴(yán)格按照表1中的計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行每次爆破總藥量設(shè)計(jì)，爆破采用微差爆破技術(shù)，爆破振速可控在2cm/s以下，因此，土石方爆破施工的振動(dòng)不會(huì)對(duì)民房、廠房造成破壞性的影響。

表1 不同距離的最大單段的裝藥量值對(duì)照表

4.2 爆破飛石控制

在露天爆破過(guò)程中，除了控制爆破振動(dòng)速度外，爆破飛石對(duì)周圍既有建(構(gòu))筑物影響、對(duì)人民群眾的人身安全威脅也是不容忽視的。為了在控制振動(dòng)速度的同時(shí)嚴(yán)防爆破飛石的危害，應(yīng)對(duì)爆破飛石的安全距離進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，并做好相應(yīng)的安全措施。

爆破飛石安全距離：根據(jù)《爆破安全規(guī)程》[3]中個(gè)別飛石的飛散距離按瑞典德湯尼克[4]公式(2)進(jìn)行計(jì)算：

式中：RF——個(gè)別飛石的飛散距離，m；

K——安全系數(shù)，按經(jīng)驗(yàn)系數(shù)一般取15～16，與爆破的地形地貌、爆破方式、堵塞長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)；

D——炮孔直徑，cm。

由式(2)得：

根據(jù)瑞典德湯尼克公式計(jì)算爆破后飛石飛行的最大距離為64m。從現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境來(lái)看，各爆破工點(diǎn)進(jìn)、出口和民房、廠房距離基本都小于飛石距離，為了安全起見(jiàn)，以爆破點(diǎn)為中心100m為半徑的區(qū)域內(nèi)所有人員必須在爆破時(shí)撤離至100m外或安全避炮點(diǎn)，見(jiàn)圖2。

5 爆破安全防護(hù)研究

在控制爆破施工期間，除了做好安全警戒和人員撤離疏散工作外還應(yīng)加強(qiáng)安全防護(hù)措施的設(shè)計(jì)和可操作性，確保爆破施工安全順利完成。本文結(jié)合了該工程的特殊施工環(huán)境和地理?xiàng)l件，提出了以下爆破安全防護(hù)措施：

(1)距路基開(kāi)挖線東面5～10m處與居民區(qū)之間設(shè)置雙層防護(hù)排架，排架采用?50mm鋼管搭設(shè)，排距0.5m，步距0.5m。內(nèi)外側(cè)掛設(shè)竹排，與排架采用鐵絲連接，防護(hù)欄高度為6～8m，長(zhǎng)度為150m，防護(hù)排架豎向鋼管與地面剛性連接并增加鋼管斜撐加固，確保排架的穩(wěn)定性，如圖3所示。建議施工過(guò)程中加強(qiáng)排查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)整改。

圖2 土石方爆破安全警戒平面示意圖

圖3 防護(hù)排架示意圖

(2)炮孔全面覆蓋防護(hù)：第一步采用沙袋對(duì)每個(gè)爆破孔進(jìn)行覆蓋，第二步在爆破區(qū)域上方整體鋪設(shè)竹籬笆或重型炮被，鋪設(shè)完畢后，第三步在竹籬笆或炮被上方再設(shè)置一層沙袋。設(shè)置完成后最上方鋪設(shè)雙層安全防護(hù)網(wǎng)，如圖4所示。

圖4 炮孔全面覆蓋防護(hù)示意圖

6 結(jié)論

根據(jù)本文的理論計(jì)算和實(shí)踐證明大體積土石方爆破可以通過(guò)以下幾點(diǎn)確保爆破施工安全順利完成：

(1)對(duì)于軟弱夾層采用鎬頭機(jī)破碎開(kāi)挖，不實(shí)施爆破，防止過(guò)大震動(dòng)對(duì)不良地層產(chǎn)生影響；

(2)石方爆破開(kāi)始前，對(duì)周圍建筑物進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，并依據(jù)其結(jié)構(gòu)特征和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)給出各自的爆破振動(dòng)安全允許值，并進(jìn)行嚴(yán)格的單段最大裝藥量的理論計(jì)算，并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整；

(3)提出了一種操作簡(jiǎn)單、安全可行的防飛石防護(hù)結(jié)構(gòu)。

[1] 李宏男.爆破地震效應(yīng)若干問(wèn)題的探討[J].爆炸與沖擊，1996.

[2] 熊炎飛，董正才，等.爆破飛石飛散距離計(jì)算公式淺析[J].工程爆破，2009.

[3] GB6722-2011爆破安全規(guī)程[S].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

[4] 單旭輝，姚孟發(fā).控制性爆破安全施工技術(shù)應(yīng)用分析[J].南水北調(diào)與水利科技，2007.