伍 軍（中鐵十七局集團(tuán)第六工程有限公司）

淺眼臺(tái)階微差控制爆破技術(shù)在復(fù)雜條件下的應(yīng)用

伍 軍（中鐵十七局集團(tuán)第六工程有限公司）

本文結(jié)合國(guó)省公路干線橫九線路塹石方控制爆破施工，運(yùn)用淺眼微差控制爆破施工技術(shù)，通過優(yōu)化各相關(guān)爆破參數(shù)，區(qū)別不同段落采取不同爆破方案，嚴(yán)格控制飛石、振動(dòng)等有害因素，順利實(shí)現(xiàn)安全、快速施工的目標(biāo)，取得了良好的爆破安全效果。

淺眼微差控制；爆破；施工技術(shù)；應(yīng)用

1 前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，各項(xiàng)鐵路、高速公路、國(guó)省道公路等工程的建設(shè)也迎來了高速發(fā)展期，施工時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)部分爆破開挖區(qū)臨近居民房屋、軍事管理區(qū)等重要設(shè)施，為減少爆破對(duì)周圍建筑物的影響，加快施工進(jìn)度，這對(duì)石方控制爆破提出了更高的要求。本文從爆破參數(shù)設(shè)計(jì)、裝藥結(jié)構(gòu)、堵塞、微差爆破時(shí)間、順序等方面對(duì)淺眼臺(tái)階微差控制爆破施工技術(shù)在復(fù)雜條件下的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

2 工程概況

國(guó)省公路干線橫九線A標(biāo)，線路全長(zhǎng)5.6km。其中K2+ 700-K3+520段邊坡毗鄰民房與部隊(duì)雷達(dá)站等設(shè)施，為石方路塹邊坡，表土清除后部分巖石裸露，屬中風(fēng)化花崗巖，邊坡高度1～12m，土石比例為4：6，石方爆破共20萬(wàn)m3。設(shè)計(jì)開挖坡度為1：1～1：25，該段石方爆破是本標(biāo)段的控制性工程。

2.1 水文、地質(zhì)條件

爆破地點(diǎn)巖石屬中風(fēng)化花崗巖，f=5～10。塊狀結(jié)構(gòu)，巖石上表面節(jié)理發(fā)育，下部巖石較硬，巖層埋深0.6～10.7m，層厚3.2～12.0m，巖石堅(jiān)硬程度屬較硬巖。爆破區(qū)域?yàn)閬啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，7～9月為臺(tái)風(fēng)季節(jié)，降雨量大。巖石風(fēng)化層孔隙及裂隙中富含地下水，對(duì)后續(xù)的爆破施工有一定的影響。

2.2 施工環(huán)境

爆破區(qū)域緊鄰部隊(duì)、S201省道及民房。具體描述如下：爆破區(qū)東面為空地；南面50m處為部隊(duì)雷達(dá)站、營(yíng)房；西面30m為橋梁隊(duì)駐地，120m處為308省道及民房、160m處為沿308省道高壓線及民房；北側(cè)20～200m處為村莊，村莊有多棟石砌結(jié)構(gòu)民房。因此，爆破方向朝向東面或東北面空地，以確保安全。

圖1 爆破區(qū)環(huán)境示意圖

3 技術(shù)要求及施工方案選擇

3.1 技術(shù)要求

將巖石爆松，可以挖走即可，爆破深度和寬度滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 方案選擇

采用常規(guī)的大藥量深孔控制爆破，爆破時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的爆破震動(dòng)、爆炸沖擊波、飛石等危害，南面的部隊(duì)不同意，而且會(huì)對(duì)村民的石頭房屋造成較大的損害，采用小藥量的深孔控制爆破又無(wú)法達(dá)到施工效果，因此綜合該段工程地質(zhì)、周邊建筑物分布情況、安全條件、技術(shù)要求等因素考慮，選用爆破臺(tái)階高度小、孔徑小、藥量小的“淺眼臺(tái)階微差控制爆破”進(jìn)行施工。淺眼臺(tái)階微差控制爆破主要特點(diǎn)為：爆破后產(chǎn)生的地震有害效應(yīng)小，并利于控制飛石拋向。

4 淺眼臺(tái)階微差控制爆破技術(shù)

4.1 爆破參數(shù)選擇

臺(tái)階高度：H=2～4m（不足2m出按實(shí)際深度鉆孔）；

孔徑：D=38～42（mm）；

孔深：L=H+h；

超深：h=0.3～0.5cm；

孔間距：a=1.2～1.5m；

排間距及抵抗線：W=1.0～1.3m；

單位體積耗藥量：q=0.35～0.4kg/m3（最終單耗經(jīng)試爆確定）；

單孔藥量：Q=q·a·W·H；

堵塞長(zhǎng)度l1=（20～30）D；

裝藥長(zhǎng)度：l=L-l1；

爆破時(shí)應(yīng)根據(jù)爆點(diǎn)實(shí)際的地形地質(zhì)情況進(jìn)行炮孔的布置和調(diào)整裝藥量，確保爆破的安全并達(dá)到最好的爆破效果，表1為施工中不斷優(yōu)化的爆破參數(shù)。

表1 淺眼微差控制爆破參數(shù)表

4.2 布孔設(shè)計(jì)

采用梅花形或矩形布孔，具體布置如圖2所示。一次布孔爆破2～3排孔，且2排為最佳。鉆孔設(shè)備為φ40mm小型手提式鑿巖機(jī)。

圖2 淺孔布置方式圖

4.3 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)。如2m以上的炮孔遇巖石夾層，可分段裝藥。即底部裝藥一部分炸藥，中間采用惰性物質(zhì)間隔，然后再裝藥，上、下裝藥段各設(shè)置一個(gè)起爆藥包。

圖3 淺孔臺(tái)階爆破裝藥結(jié)構(gòu)圖

4.4 堵塞

對(duì)于無(wú)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。分段裝藥時(shí)，要確保填塞長(zhǎng)度大于抵抗線長(zhǎng)度。

4.5 微差爆破技術(shù)

采用多段微差臺(tái)階爆破的方法，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2.0～4.0m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，并合理設(shè)計(jì)與安排單響藥量來控制爆破的范圍，將爆破有害效應(yīng)控制在安全范圍內(nèi)。微差爆破方案：①梅花眼，排間微差；②梅花眼，大斜線微差起爆；③梅花眼，矩形眼，楔形微差起爆。

圖4 微差爆破示意圖

4.6 塑料導(dǎo)爆管非電起爆網(wǎng)絡(luò)

（1）起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

爆破單響藥量小，單響爆孔不宜過多。因此采用非電導(dǎo)爆管雷管進(jìn)行孔內(nèi)、孔外延期（孔內(nèi)裝高段位雷管，在孔外用低段位雷管延期）實(shí)現(xiàn)微差爆破?？淄庋訒r(shí)網(wǎng)路連接從自由面開始進(jìn)行，防止“串段”。

用簇聯(lián)進(jìn)行網(wǎng)路連接，用激發(fā)針擊發(fā)網(wǎng)路。淺孔連續(xù)裝藥采用一個(gè)起爆藥包，間接裝藥采用兩個(gè)起爆藥包。

圖5 非電雷管延期起爆網(wǎng)絡(luò)

（2）起爆間隔時(shí)間

起爆破時(shí)間間隔△t值確定的原則是該孔或該排炮孔起爆時(shí)，新的自由面剛已形成。一般說來，炮孔排數(shù)越多，孔徑和抵抗線越大，△t值就要越大。根據(jù)本項(xiàng)目實(shí)踐，各段間延期時(shí)間50～75ms時(shí)爆破效果較好。

（3）起爆順序

起爆順序可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活選用，盡量使炮孔爆破抵抗線與被保護(hù)對(duì)象的軸線斜交，使抵抗線朝向空曠方向，這樣對(duì)降震和減少飛石較為有利。

5 爆破對(duì)環(huán)境影響的安全分析

5.1 爆破飛石

φ42mm的淺孔爆破，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：

Rf=20·Kf·n2·W；

式中：Rf-個(gè)別飛石未加蓋的最大飛散距離（m）；KT-系數(shù)，與爆破方式、填塞長(zhǎng)度、地形和地質(zhì)條件有關(guān)，取1.0～1.5；n-爆破作用指數(shù)，取1.0；W-最小抵抗線（m）。

則Rf=20×1.5×12×1.3=39m。

5.2 爆破震動(dòng)分析

根據(jù)《爆破安全規(guī)程》的規(guī)定爆破震動(dòng)安全距離按下式計(jì)算：

R=（K/v）1/α×Q1/3

式中：K、α-是與地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)；R-爆破震動(dòng)安全允許距離（m）；Q-炸藥量，延時(shí)爆破最大一段裝藥量（kg）；v-保護(hù)對(duì)象所在地質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)安全允許速度（cm/s）。

按照《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2003），石頭結(jié)構(gòu)的民房取v=0.5cm/s，次堅(jiān)石，取K=150，α=1.6。計(jì)算出20m安全距離下允許的爆破單響最大炸藥量為：

表2 主要保護(hù)物在不同安全距離下允許的爆破單響最大炸藥

由表2可以看出，要保證爆破震動(dòng)不影響20m以外的建筑，則爆破邊緣距建筑物20m處單響藥量控制在0.2㎏內(nèi)。采用控制臺(tái)階高度和微差控制爆破技術(shù)，將藥量控制在允許范圍內(nèi)。

6 爆破安全技術(shù)措施

（1）建立嚴(yán)格的領(lǐng)取、清退制度。爆破員領(lǐng)取爆破器材，必須經(jīng)班組長(zhǎng)或現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，領(lǐng)取數(shù)量不得超過當(dāng)班使用量，剩余的要當(dāng)天退回。

（2）嚴(yán)格按爆破設(shè)計(jì)藥量裝藥，要用木質(zhì)炮棍和準(zhǔn)備好的炮泥堵塞，裝起爆藥包時(shí)嚴(yán)禁投擲或沖擊，注意堵塞質(zhì)量，嚴(yán)禁使用鐵釬裝填。

（3）爆破時(shí)間確定后，應(yīng)通知鄰近居民，并在關(guān)鍵地段設(shè)立醒目的警示牌。

（4）起爆時(shí)由爆破員負(fù)責(zé)，并配備良好的通訊工具及音響信號(hào)，警戒點(diǎn)之間用對(duì)講機(jī)聯(lián)絡(luò)。在起爆前5min，起爆網(wǎng)路應(yīng)全部安裝完畢并檢查無(wú)誤。

（5）禁止黃昏、黑夜、大霧、雨天進(jìn)行爆破作業(yè)。

（6）飛石控制

①打眼由爆破技術(shù)員或有經(jīng)驗(yàn)的爆破員跟班觀察，避開巖石夾層與裂隙，預(yù)防巖石從這些薄弱面飛出。

②爆破抵抗線朝向無(wú)建筑物的空曠地帶。

③選擇合理的單位耗藥量。

④處理好有水孔，加強(qiáng)堵塞，保證良好的堵塞質(zhì)量。

⑤施工時(shí)根據(jù)爆區(qū)與需保護(hù)物的距離合理選擇覆蓋層數(shù)。重要位置爆破時(shí)進(jìn)行六層全覆蓋，覆蓋邊界應(yīng)超出爆破體邊界1.5m以上。

（7）做好盲炮處理。

7 結(jié)束語(yǔ)

在周邊建筑物密集的情況下，與普通爆破相比，采用淺眼臺(tái)階微差控制爆破技術(shù)，它可以有效減少對(duì)周邊建筑物造成的損害，避免了爆破過程中與地方百姓可能產(chǎn)生的民事糾紛，而且與采用鑿巖機(jī)破碎巖石相比，提高了開挖工效，縮短了施工工期，極大地降低了工程施工成本。施工中通過不斷優(yōu)化爆破參數(shù)，加強(qiáng)爆破安全、技術(shù)措施控制，可以將爆破有害效應(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)，獲得了很好的爆破效果，為今后的爆破施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1]劉殿中.《工程爆破實(shí)用手冊(cè)》[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1999.

[2]《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2003）[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.

[3]楊文淵.《工程爆破常用數(shù)據(jù)手冊(cè)》[M].北京：人民交通出版社，2002.

[4]來俊祿.土石方控制爆破技術(shù)在復(fù)雜環(huán)境條件下的應(yīng)用[J].福建建筑，2010，139（01）.

[5]郝 銳.復(fù)雜環(huán)境下石方控制爆破施工技術(shù)[J].廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，6（2）.

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2016-2-1