王龍 李景陽(yáng) 劉懷林 姚磊

[摘要]： 結(jié)合南京地質(zhì)博物館的孔樁石方爆破施工的實(shí)際案例，對(duì)深孔爆破從爆破方案選擇、爆破參數(shù)計(jì)算、爆破振動(dòng)計(jì)算及飛石控制等方面進(jìn)行分析。為同類工程提供借鑒。

[關(guān)鍵詞]： 石方爆破、爆破參數(shù)計(jì)算、深孔爆破、孔樁爆破、爆破飛石控制

1 引言：

雖然人工挖孔樁的風(fēng)險(xiǎn)很大，但是其在復(fù)雜地質(zhì)情況下的樁基礎(chǔ)施工中不可或缺，在人工挖孔過(guò)程中，難免會(huì)遇到巖石，而且大部分的樁有入巖深度的設(shè)計(jì)要求，那么這個(gè)時(shí)候就需要采取機(jī)械破除或者爆破工藝進(jìn)行施工。本文就深孔及孔樁爆破的相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行介紹，為類似工程施工提供借鑒。

2 工程概況

地質(zhì)博物館石方爆破工程位于湯山鎮(zhèn)西側(cè)，寧杭公路以南，猿人洞風(fēng)景區(qū)以西。爆破開(kāi)挖范圍長(zhǎng)約300m，底寬約60m，開(kāi)挖最大深度20米。工程量約20000方。

博物館采用人工挖孔樁100余根，孔徑1200mm，巖石部分采用爆破方法開(kāi)挖，爆破深度在2m以內(nèi)。

爆破區(qū)域表層為強(qiáng)風(fēng)化巖和覆蓋土，已經(jīng)開(kāi)挖完成。需爆破巖石為灰?guī)r。巖石完整、強(qiáng)度高。

爆區(qū)南側(cè)為山體，沿設(shè)計(jì)邊線現(xiàn)有一排混凝土圍護(hù)樁。西側(cè)25m為南京金宇橡膠廠；北側(cè)300米為湯泉路，180米為現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部；東側(cè)為山體。

3 深孔爆破方案選擇

根據(jù)爆破巖石的地形特點(diǎn)，巖石的巖性、工程量和周邊環(huán)境資料，結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程，參考工程經(jīng)驗(yàn)，離開(kāi)圍護(hù)樁5m以外采用中深孔松動(dòng)爆破、微差間隔起爆的方案，圍護(hù)樁5m以內(nèi)機(jī)械破碎的方案。

4 中深孔松動(dòng)爆破參數(shù)

爆破朝向：爆破朝向北。

根據(jù)本工程特點(diǎn)，松動(dòng)爆破作業(yè)采用孔徑115mm、臺(tái)階高度等于開(kāi)挖深度、毫秒間隔延期起爆、非電導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)的臺(tái)階爆破方案。

1）爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

①孔網(wǎng)參數(shù)

根據(jù)巖石性質(zhì)和工程要求，為獲得良好的爆破效果，須合理地確定布孔方式、孔網(wǎng)參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)、裝填長(zhǎng)度、起爆方法、起爆順序和單位炸藥消耗量等參數(shù)。

在實(shí)際施工過(guò)程中，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果、實(shí)際巖性和爆破效果，對(duì)爆破參數(shù)作進(jìn)一步的計(jì)算調(diào)整，以最大限度地滿足粒徑要求和安全的要求。試爆參數(shù)見(jiàn)表1。

5 挖孔樁爆破參數(shù)

根據(jù)本工程特點(diǎn)，挖孔樁內(nèi)采用掏槽孔、周邊孔的布孔形式，孔徑45mm、開(kāi)挖深度1.5m、毫秒間隔延期起爆、非電導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)的爆破方案。樁內(nèi)爆破孔布置見(jiàn)圖2 樁內(nèi)爆破孔布置示意圖。

（1）爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

①孔網(wǎng)參數(shù)

根據(jù)巖石性質(zhì)和工程要求，為獲得良好的爆破效果，須合理地確定布孔方式、孔網(wǎng)參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)、裝填長(zhǎng)度、起爆方法、起爆順序和單位炸藥消耗量等參數(shù)。

在實(shí)際施工過(guò)程中，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果、實(shí)際巖性和爆破效果，對(duì)爆破參數(shù)作進(jìn)一步的計(jì)算調(diào)整，以最大限度地滿足粒徑要求和安全的要求。試爆參數(shù)見(jiàn)表2。

②起爆網(wǎng)路

采用100ms時(shí)間間隔的起爆，網(wǎng)絡(luò)采用非電導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)。

③裝藥結(jié)構(gòu)：藥結(jié)構(gòu)采用連續(xù)裝藥。

6 爆破震動(dòng)控制

（1）允許震動(dòng)速度

根據(jù)爆破安全規(guī)程，圍護(hù)樁震動(dòng)允許速度取5cm/s。

（2）爆破震動(dòng)安全設(shè)計(jì)

爆破地震波及最大一段（次）起爆藥量的確定，根據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2003）中給出的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度公式，并結(jié)合此次爆破為內(nèi)部裝藥松動(dòng)微差控制爆破，因此，最大一段（次）起爆藥量可按下式計(jì)算：

式中，Qmax —最大一段（次）起爆的炸藥量，kg，齊發(fā)爆破取一次爆破總藥量；微差爆破取最大一段裝藥量。

Vc —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、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)，通常根據(jù)試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)確定。

根據(jù)本次爆點(diǎn)周圍的實(shí)際地質(zhì)條件，參考我們以往工程經(jīng)驗(yàn)，可選取Kk、α，將保護(hù)目標(biāo)的允許震動(dòng)速度5cm/s和距離R=5m代入上式，計(jì)算一次齊爆藥量結(jié)果為67.5kg炸藥，在實(shí)際施工中靠近圍護(hù)樁區(qū)域控制最大單響藥量小于36kg，完全可以保證安全。

（3）爆破震動(dòng)控制方法

①選擇合理的微差時(shí)間間隔。把所有裝藥同時(shí)爆炸產(chǎn)生的大震源分成數(shù)個(gè)微差延時(shí)起爆的小震源，從而大大削弱爆破震動(dòng)強(qiáng)度。根據(jù)研究成果各段之間的時(shí)間間隔控制在25ms以上，在一定距離外地震波不產(chǎn)生疊加。本工程確定微差時(shí)間間隔為50ms。

②典型施工或試驗(yàn)：正式施工前在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)取現(xiàn)地K、α值，為震動(dòng)控制提供實(shí)際參數(shù)。

③在爆破作業(yè)時(shí)，應(yīng)從確保安全的單響藥量開(kāi)始，逐步增大到允許藥量，并按允許藥量控制一次爆破規(guī)模。

7 爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

（1）爆破飛石計(jì)算

藥孔爆破產(chǎn)生個(gè)別飛石的最大距離可由下式確定：

Rmax=Kf×q×D

式中， Rmax — 藥孔爆破個(gè)別飛石的最大距離，m；

Kf — 與爆破方式、填塞狀況、地質(zhì)地形有關(guān)的系數(shù)，取1.5；

q— 炸藥單耗，kg/ m3；

D — 藥孔直徑，mm；

本工程采用淺孔與中深孔爆破時(shí)，中深孔D2max = 115mm，qmax=0.3kg/ m3，得：R1max=66.7m。

對(duì)比本工程保護(hù)目標(biāo)，爆破時(shí)不會(huì)對(duì)項(xiàng)目部辦公樓、道路造成危害?？拷鱾?cè)橡膠廠區(qū)域爆破時(shí)應(yīng)進(jìn)行覆蓋適當(dāng)防護(hù)，防止飛石。

（2）爆破飛石控制方法

①注意控制最小抵抗線方向，使最小抵抗線方向避開(kāi)重點(diǎn)保護(hù)目標(biāo)，指向開(kāi)闊區(qū)，注意選取爆破作業(yè)面背離被保護(hù)目標(biāo)；

②布孔前詳細(xì)測(cè)量爆體尺寸，確保實(shí)際最小抵抗線不小于設(shè)計(jì)值；

③孔口必須堵塞，堵塞材料用半干黏土，或粘性沙土，不得混有碎石。堵塞段長(zhǎng)度須大于最小抵抗線，并堵塞緊密。保證堵塞質(zhì)量，不但要保證堵塞長(zhǎng)度，而且保證密實(shí)；

④該工程堅(jiān)持“少裝藥，多填塞”的松動(dòng)爆破的原則，爆破后不得進(jìn)行二次爆破解小，大塊采用鎬頭機(jī)進(jìn)行破碎；

⑤為保證人員、設(shè)備的安全，根據(jù)《爆破安全規(guī)程》要求，本次爆破的安全警戒半徑確定為200m，爆破前人員撤至警戒范圍以外；

8 結(jié)束語(yǔ)

人工挖孔樁的爆破施工一定要進(jìn)行詳盡的設(shè)計(jì)，以確保施工安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪旭光 爆破設(shè)計(jì)與施工 北京 冶金工業(yè)出版社 2011