鄭露靜 吳霄 鄒千

摘要：延期爆破是指以預(yù)定的時(shí)間間隔一次起爆各炮眼或各排、各圈炮眼的爆破方法。在地下掘進(jìn)、隧道開挖以及大型建筑物拆除工程中延期爆破都發(fā)揮了非常重要的作用，其在爆破振動(dòng)的減小方面有著非常顯著的效果，延期爆破技術(shù)成熟之后必然領(lǐng)導(dǎo)爆破新方向。

Abstract： Delayed blasting refers to the blasting method of firing each hole or each row and each circle at a predetermined time interval. Delayed blasting has played a very important role in underground excavation， tunnel excavation and demolition of large buildings， and it has a significant effect in reducing blasting vibration.

關(guān)鍵詞：延期爆破;隧道爆破;拆除爆破

Key words： delayed blasting;tunnel blasting;demolition blasting

中圖分類號(hào)：TU746.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）02-0166-03

0? 引言

爆破工程是指利用炸藥進(jìn)行地質(zhì)工程施工，建筑物、構(gòu)筑物的拆除或破壞的一種施工方法。在地下掘進(jìn)、隧道開挖以及大型建筑物拆除這些工程中，爆破作為一種高效快捷地作業(yè)方式被廣泛應(yīng)用，如冷卻塔的爆破拆除、礦山井筒爆破掘進(jìn)等，均是利用爆破進(jìn)行工程作業(yè)。但是，爆破作業(yè)的同時(shí)會(huì)造成巨大的振動(dòng)，從而威脅到周邊建筑物或者人員設(shè)備的安全，所以，減小爆破作業(yè)產(chǎn)生的振動(dòng)是必要的也是必須的。

延期爆破是指以預(yù)定的時(shí)間間隔依次起爆各炮眼或各排、各圈炮眼的爆破方法。楊慶、王海亮、張平鎖等[1-2]對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，采用孔外延期技術(shù)，減少了爆破次數(shù)，縮短爆破時(shí)間。蔡路軍等[3]提出降低爆破產(chǎn)生的振動(dòng)可以減小炸藥單耗且將鄰段起爆時(shí)間間隔設(shè)定大于50ms。薛憲彬等[4]采用合理間隔時(shí)間、孔外延期以及孔內(nèi)分級(jí)爆破技術(shù)可以控制爆破產(chǎn)生的振動(dòng)，從而減小城市地下工程爆破產(chǎn)生的振動(dòng)危害。

由此可見(jiàn)，延期爆破在進(jìn)行爆破振動(dòng)的控制與減小時(shí)是非常有效的手段。

1? 地下隧道延期爆破實(shí)例

尹文綱、王海亮采用20段普通導(dǎo)爆雷管結(jié)合內(nèi)部利用3段普通導(dǎo)爆雷管進(jìn)行孔外延期的起爆網(wǎng)路的施工方法對(duì)青島地鐵2號(hào)線芝泉路站1號(hào)風(fēng)道進(jìn)行鉆爆施工[5]。

風(fēng)道南側(cè)存在著一棟危樓——延安路172號(hào)居民樓，居民樓與1號(hào)風(fēng)道縱向位置關(guān)系如圖1所示。1號(hào)風(fēng)道開挖順序?yàn)棰佟凇邸堋荨蕖?/p>

風(fēng)道①部因?yàn)槠涮厥馕恢玫脑蜃鳛樽钕葘?shí)施爆破開挖的部分，因此進(jìn)行多次試驗(yàn)確定適合的爆破參數(shù)。最開始采用兩孔一段起爆，雖然其爆破效果良好，但是爆破振速遠(yuǎn)超過(guò)了172號(hào)危樓所能承受的最大振速，因此還需進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)之后，采用大直徑中空孔直眼掏槽。具體炮眼布置如圖2所示。

降低單端最大起爆藥量可以降低爆破振動(dòng)，因此，采取逐孔起爆的方法將爆破振速減小，用薩道夫斯基公式計(jì)算單段最大起爆藥量。

式中： R—爆源與需要保護(hù)的建筑物之間的距離;

Qmax—單段最大起爆藥量;

V—保護(hù)對(duì)象所在地質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)安全允許速度;

K、α—爆破點(diǎn)至計(jì)算保護(hù)對(duì)象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)。

根據(jù)試炮數(shù)據(jù)線性回歸，取K=200、α=1.6。

經(jīng)計(jì)算Qmax=0.106kg，取Qmax=0.1kg。

通過(guò)孔外延期網(wǎng)路實(shí)現(xiàn)分段起爆在城市隧道爆破中已得到廣泛應(yīng)用。由圖2可知，本工程要實(shí)現(xiàn)單孔單段起爆，需將同一大斷面分為9個(gè)部分進(jìn)行起爆，采用孔外延期技術(shù)進(jìn)行起爆網(wǎng)路的設(shè)計(jì)可以提高爆破效率，減少起爆次數(shù)。但是在進(jìn)行工程施工時(shí)，其側(cè)重點(diǎn)為工程進(jìn)度，上述爆破方案在爆破施工中對(duì)爆破振動(dòng)進(jìn)行了有效地控制與減小，但是施工效率不高，耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，所以尹文綱、王海亮對(duì)該方案進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化。風(fēng)道①部采用每組內(nèi)部之間孔外3段延期后，將斷面?zhèn)€數(shù)從9個(gè)減少至6個(gè)，每個(gè)分?jǐn)嗝婵啥嗖贾?～10個(gè)炮孔，只分了A、B兩分區(qū)，每個(gè)分區(qū)一次起爆3組，只需要2次即可完成1個(gè)循環(huán)的爆破開挖，避免了原網(wǎng)路易堵塞底板眼的弊端。改進(jìn)起爆網(wǎng)路后，提高了施工效率且爆破效果較好炮眼布置如圖3所示。

通過(guò)對(duì)爆破參數(shù)的改進(jìn)，風(fēng)道①部的施工效率提高，起爆次數(shù)減少到了2次，每循環(huán)開挖節(jié)省了2h。在圖1測(cè)點(diǎn)位置布置測(cè)振儀測(cè)得數(shù)據(jù)經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)，采用改進(jìn)的起爆網(wǎng)路，振速峰值為0.364cm·s-1，小于要求的0.5cm·s-1。

該實(shí)例切實(shí)證明了，隧道近距離側(cè)穿居民樓時(shí)，采用孔外延期起爆網(wǎng)絡(luò)可以有效地降低振動(dòng)波速，提高施工效率且爆破效果較好好，達(dá)到預(yù)期的施工要求。

2? 爆破拆除延期爆破實(shí)例

在大型建筑物拆除施工中，爆破拆除應(yīng)用也極為廣泛，其較高的施工效率可以極大地縮短施工工期，但是產(chǎn)生的振動(dòng)無(wú)疑會(huì)對(duì)周圍居民以及建筑物產(chǎn)生威脅，采用延期爆破可以有效地控制、減小爆破產(chǎn)生的振動(dòng)，以張龍飛、張超逸所做焦作冷卻塔爆破拆除工程為例[6]。

焦作市華潤(rùn)電廠內(nèi)需拆除一座冷卻塔，冷卻塔塔身125m，面積5500m2，共有40對(duì)人字柱，采用直徑為0.65m的圓形設(shè)計(jì)。冷卻塔位于華潤(rùn)電廠內(nèi)，冷卻塔周圍有住宅樓以及其他建筑物、構(gòu)筑物，東南側(cè)有3棟住宅樓，住宅樓最近距冷卻塔47m;冷卻塔南側(cè)28m是電廠醫(yī)院樓;冷卻塔東側(cè)是汽輪機(jī)廠房;冷卻塔北側(cè)是電廠鐵路。計(jì)劃向北偏西45°傾倒。

冷卻塔的周圍環(huán)境見(jiàn)示意圖4。

爆破方式以及采用技術(shù)如表1所示。

在該方案中，三區(qū)的爆破時(shí)間為本次爆破拆除的分界點(diǎn)，分別對(duì)三區(qū)爆破前以及三區(qū)爆破瞬間冷卻塔塔身力學(xué)狀態(tài)進(jìn)行分析計(jì)算，發(fā)現(xiàn)冷卻塔會(huì)進(jìn)行傾倒但不會(huì)發(fā)生整體下坐的情況，但是，拆除建筑物時(shí)塌落產(chǎn)生的振動(dòng)和主頻率往往大于爆破施工時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和主頻率，與建筑物自振頻率相接近。因此，張龍飛、張超逸選擇用數(shù)值模擬對(duì)三區(qū)的延期時(shí)間進(jìn)行改變來(lái)研究延期時(shí)間對(duì)于落地振動(dòng)的影響。通過(guò)數(shù)值模擬研究得知，增加第三區(qū)的起爆延期時(shí)間可以推遲冷卻塔觸地時(shí)間，從而減小塌落過(guò)程中產(chǎn)生的塌落振動(dòng)效應(yīng)，減小對(duì)周圍建筑物、構(gòu)筑物的危害。

3? 結(jié)語(yǔ)

延期爆破是指以預(yù)定的時(shí)間間隔依次起爆各炮眼或各排、各圈炮眼的爆破方法。除了在地下隧道以及爆破拆除中應(yīng)用延期爆破外，在礦山的井筒開挖以及巷道掘進(jìn)方面，延期爆破也有著至關(guān)重要的作用。王國(guó)安、邱賢陽(yáng)等將其對(duì)延期爆破的研究成果應(yīng)用于東北引松供水工程超大斷面爆破掘進(jìn)成井中，不僅降低了爆破產(chǎn)生的振動(dòng)效應(yīng)并且以高效率對(duì)大斷面天井進(jìn)行掘進(jìn)[7]。

①由文中兩個(gè)例子可以發(fā)現(xiàn)采用延期爆破的方法可以達(dá)到爆破減振以及提高施工效率的目的。

②延期爆破技術(shù)的發(fā)展是必然的也是必要的，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，延期爆破技術(shù)會(huì)越發(fā)成熟，從而引導(dǎo)爆破新方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁開水，趙翔，張志旭.導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路可靠度分析[J].爆破器材，2006，35（5）：22.

[2]殷宏.孔外延期爆破在中深孔爆破中的應(yīng)用[J].江西有色金屬，2009，23（3）：21.

[3]蔡路軍，馬建軍，朱以文，等.宋家灣連拱隧道控制爆破技術(shù)研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2014，51（1）：192.

[4]薛憲彬，張計(jì)璨，孫雪琴.城市地下工程爆破震動(dòng)控制技術(shù)措施[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2014，51（4）：191.

[5]尹文綱，王海亮，張祖遠(yuǎn)，等.孔外延期網(wǎng)路在隧道側(cè)穿危樓爆破中的應(yīng)用研究[J].隧道建設(shè)，2018，38（10）：1723-1728.

[6]張龍飛，張超逸，費(fèi)鴻祿等.延期時(shí)間對(duì)冷卻塔爆破倒塌效果影響的研究[J].爆破，2018，35（3）：108-113.

[7]王國(guó)安，邱賢陽(yáng)，史秀志，等.精確短延時(shí)爆破成井延期時(shí)間研究[J].采礦技術(shù)，2018，18（5）：146-148.