復(fù)雜環(huán)境下高邊坡爆破施工安全控制實(shí)踐

劉鳳錢(qián)，池恩安，2，3，耿貴剛

(1.貴州新聯(lián)爆破工程有限公司， 貴州貴陽(yáng) 550002;2.武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北武漢 430070;3.貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院， 貴州貴陽(yáng) 550003)

復(fù)雜環(huán)境下高邊坡爆破施工安全控制實(shí)踐

劉鳳錢(qián)1，池恩安1，2，3，耿貴剛1

(1.貴州新聯(lián)爆破工程有限公司， 貴州貴陽(yáng) 550002;2.武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北武漢 430070;3.貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院， 貴州貴陽(yáng) 550003)

針對(duì)某路塹開(kāi)挖周邊環(huán)境復(fù)雜的情況，采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)爆破技術(shù)，控制最小抵抗線的大小與方向，同時(shí)在爆破部位采用封閉柔性防護(hù)、沿山體雙層排架分層防護(hù)、建筑物附近排架防護(hù)、邊坡腳堆石壩等安全技術(shù)措施，確保了施工的安全。采用的安全技術(shù)措施合理、實(shí)用、有效，以供同類(lèi)工程借鑒。

路塹開(kāi)挖;高邊坡;爆破施工;不耦合裝藥;安全措施

1 工程概況

在某城市中心區(qū)擬建1條東西向的市政道路以連接開(kāi)發(fā)區(qū)，該道路為雙向6車(chē)道，單幅路車(chē)行道寬12.0 m，人行道寬6.5 m。路基施工沿著山體走向，該山體地形左低右高、坡面陡峭，自然坡度63.4°，石方爆破開(kāi)挖方量約30萬(wàn)m3。施工區(qū)及其周?chē)鶠橐郎酱罱ǖ拿芗ㄖ铮糠置穹繛榫用褡孕信R時(shí)搭建，無(wú)構(gòu)造柱和圈梁。擬建道路施工區(qū)東面是繁華的三叉路口，在路基K0+30M～K0+712M處左側(cè)存在多棟未納入拆遷范圍的老舊高層磚混、磚砌結(jié)構(gòu)住宅樓、辦公樓，距離爆破開(kāi)挖區(qū)邊線最近距離為5 m;在K0+60M～K0+413M處右側(cè)開(kāi)挖邊坡外側(cè)有多棟依山而建且抗震性很差的1～4層民房，距離爆破開(kāi)挖區(qū)邊線的最近距離不到2.0 m;在K0+422M處有高位水塔，距離開(kāi)挖坡頂線5.5 m;在K0+460M～K0+546M處外側(cè)有腫瘤醫(yī)院，開(kāi)挖邊線離腫瘤醫(yī)院最近處只有4 m，且在開(kāi)挖區(qū)有多條需要保護(hù)的管線。

2 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

工程起點(diǎn)段沿線屬居民密集區(qū)，且臨近施工邊線，路基石方鉆爆施工對(duì)周邊居民干擾大，需進(jìn)行全封閉施工。沿線管線眾多且多為市政主要樞紐管線，管線遷改、保護(hù)難度大。路基施工沿著山體走向，地形左低右高、坡面陡峭，線路右側(cè)邊坡開(kāi)挖高度最高處達(dá)53 m。左側(cè)民房眾多，貼著線路邊緣有部分高層建筑物將暫不在拆遷考慮之列，因此石方控制性爆破施工技術(shù)要求較高，施工安全防護(hù)量大，安全措施要求嚴(yán)格，必須采取特殊的控制爆破方案及相應(yīng)的降噪、降塵等環(huán)保措施。

3 安全技術(shù)措施

石方爆破施工中產(chǎn)生的有害效應(yīng)眾多，但對(duì)于不同的施工環(huán)境其控制的重點(diǎn)有別。本工程為高邊坡爆破作業(yè)，正前方(南面)全為密集建筑物，北面有民房、水塔、醫(yī)院、高壓線以及通訊、自來(lái)水、煤氣管道，施工環(huán)境極其復(fù)雜，不允許產(chǎn)生直接的危害效應(yīng)，因此本工程的東面和南面要重點(diǎn)控制邊坡塌方飛石、滾石、噪音危害，北面重點(diǎn)控制爆破震動(dòng)、噪音、飛石危害。控制爆破危害的技術(shù)措施主要有三種:一是主動(dòng)的技術(shù)措施，即優(yōu)化爆破技術(shù)方案，控制能量源的釋放和作用過(guò)程;二是被動(dòng)的防護(hù)技術(shù)措施，即對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生的爆破危害效應(yīng)或趨勢(shì)通過(guò)一定的防護(hù)措施控制其危害程度、危害區(qū)域、危害時(shí)間，使其不對(duì)周?chē)h(huán)境構(gòu)成危害;三是加強(qiáng)監(jiān)控周?chē)ㄖ飳?duì)爆破震動(dòng)的響應(yīng)程度，進(jìn)一步優(yōu)化施工方案和安全防護(hù)措施，使建筑物的地基、墻體等結(jié)構(gòu)不能有任何損傷。

3.1 采用不耦合裝藥

根據(jù)現(xiàn)有的施工設(shè)備(孔徑90 mm，藥卷直徑為32 mm)，確定不耦合系數(shù)為2.8125。填塞深度1.2 m，裝藥深度1.8 m，連續(xù)裝藥，孔距 a=1.5 m，排距b=1.2 m，臺(tái)階深度 3 m，炸藥單耗 q=0.35 kg/m。為了減少爆破拋擲石頭滾落量，降低對(duì)正面建筑物的傷害風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)新創(chuàng)臨空面以調(diào)整最小抵抗線的方向，面向保護(hù)體方向的最小抵抗線是新創(chuàng)臨空面最小抵抗線的1.5倍。

3.2 覆蓋防護(hù)

在特殊地段進(jìn)行爆破施工，為防止飛石的出現(xiàn)，爆破時(shí)巖體表面及上空采取炮口覆蓋柔性防護(hù)層的方式進(jìn)行防護(hù)，即在爆區(qū)爆破體上設(shè)置一道由橡膠皮網(wǎng)、鋼絲網(wǎng)、繩網(wǎng)組合而成的封閉柔性防護(hù)體系，覆蓋范圍比爆破面每邊寬1 m，兩側(cè)采用0.5 m錨桿進(jìn)行固定。該體系簡(jiǎn)單、安全，防護(hù)強(qiáng)度高，由于覆蓋層是全封閉的一次性防護(hù)，既解決了側(cè)向覆蓋又解決了地表覆蓋。為加強(qiáng)覆蓋效果，在每個(gè)炮口上采用砂袋覆蓋，爆破面層柔性防護(hù)體系見(jiàn)圖1。

圖1 爆破部位封閉柔性防護(hù)體系

3.3 排架防護(hù)

對(duì)每一施工平臺(tái)，為控制滾石和飛石危害，搭設(shè)防護(hù)排架，見(jiàn)圖2所示。

圖2 高邊坡分層爆破防護(hù)示意

鋼架排架防護(hù)主要用于阻擋飛石、保護(hù)和隔離鄰近的建筑物，主要適應(yīng)于2種地段:一是高邊坡開(kāi)挖分級(jí)防護(hù);二是鄰近爆破地段的周邊建筑物的防護(hù)。防護(hù)排架采用Φ 50 mm鋼管以1.5 m×1.5 m間距搭設(shè)骨架，外加斜撐拉索等確保。

其穩(wěn)定性和抗傾覆性，排架里外兩側(cè)分別鋪設(shè)竹跳板，采用鋼絲捆扎牢固。如在高邊坡上采用，施工前根據(jù)地形采用機(jī)械、局部可采用松動(dòng)支防護(hù)根據(jù)具體施工情況設(shè)置，高度不低于2.5 m，底部寬度不小于2 m。

3.4 堆石壩防護(hù)

為防止高位爆破滾石高處沖擊，保護(hù)在施工通道流動(dòng)的自身施工人員、設(shè)備的安全，在爆破拋擲正面、爆堆在高邊坡堆積面、高邊坡開(kāi)挖正面的坡面設(shè)置堆石壩進(jìn)行防護(hù)。設(shè)立位置在邊不小于0.6 m，排架上部每隔3 m用錨桿、拉索都錨入地面一定深度，巖基不小于0.2 m，土基拉固定在起爆體外的山體巖石或防爆隔墻內(nèi)，錨入深度不小于2 m，保證骨架的防沖擊、防傾倒架，架高度比爆破面標(biāo)高高出4～6 m，骨架離坡腳10 m寬。堆石壩立平臺(tái)，爆破施工前沿臺(tái)階逐層搭設(shè)好防護(hù)排骨，爆破從上而下開(kāi)挖分級(jí)臺(tái)階作為防護(hù)結(jié)構(gòu)。

3.5 隔離防護(hù)

在爆破源采用全屏防護(hù)屏障用以降低爆破飛石和施工噪音、粉塵等對(duì)居民的危害，見(jiàn)圖3。

圖3 建筑物附近防護(hù)排架示意

3.6 加強(qiáng)監(jiān)控

在施工前對(duì)鄰近的多棟建筑物進(jìn)行監(jiān)控，一是在靠近爆破點(diǎn)的基礎(chǔ)上用震動(dòng)測(cè)試儀對(duì)每次的爆破進(jìn)行檢測(cè)，看震動(dòng)值是否超過(guò)了《爆破安全規(guī)程》(GB6722—2003)，以及業(yè)主根據(jù)建筑物的實(shí)際情況要求控制的數(shù)據(jù);二是在基礎(chǔ)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用全站儀定期檢測(cè)看基礎(chǔ)是否發(fā)生了斷裂、沉降、移位、變形，墻體是否新增開(kāi)裂、粉刷層脫落，門(mén)窗關(guān)閉不實(shí)，對(duì)墻體已有裂紋用貼紙方式設(shè)施觀測(cè)點(diǎn)，在施工過(guò)程中隨時(shí)監(jiān)控這些觀測(cè)點(diǎn)有無(wú)變化，完畢后通過(guò)具有專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力及資質(zhì)的危房鑒定機(jī)構(gòu)對(duì)施工沿線所有的建(構(gòu))筑物的結(jié)構(gòu)、外觀進(jìn)行檢查、測(cè)試，并與施工前對(duì)建筑物作的錄像資料、原始數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。沒(méi)有發(fā)現(xiàn)建筑物的基礎(chǔ)沉降、墻體受損和裂紋擴(kuò)大現(xiàn)象，沒(méi)有影響腫瘤醫(yī)院的正常工作。

4 施工效果

本次爆破計(jì)劃工期160 d，實(shí)際工期145 d，爆破粒徑比較小，表面第一輪表面剝離外因孤石、泥夾石爆破塊度較大，后續(xù)爆破大塊率(＞30 cm)只有2.4%，最大粒徑在0.45 m，不用二次解炮。所有爆破都進(jìn)行了震動(dòng)監(jiān)測(cè)，靠近爆破開(kāi)挖邊線上的腫瘤醫(yī)院的基礎(chǔ)上測(cè)得的最大震動(dòng)速度為1.24 cm/s，其它建筑物靠近爆破點(diǎn)測(cè)得的震動(dòng)速度小于1.5 cm/s。在整個(gè)施工階段邊坡穩(wěn)定，爆破技術(shù)和安全防護(hù)措施有效，沒(méi)有產(chǎn)生滾石、飛石危害，也沒(méi)有對(duì)附近的建(構(gòu))筑物、管網(wǎng)造成震動(dòng)破壞效應(yīng)，沒(méi)有影響腫瘤醫(yī)院的正常工作，病人情緒穩(wěn)定。

5 結(jié)論

在城市中心區(qū)進(jìn)行大方量高邊坡爆破作業(yè)，安全是衡量施工質(zhì)量的一個(gè)重要考核指標(biāo)，不能出現(xiàn)山體滑坡、滾石、飛石、爆破震動(dòng)等危害，施工難度極大。本工程是優(yōu)化爆破施工技術(shù)，采用不耦合系數(shù)為2.8125的裝藥結(jié)構(gòu)和合理調(diào)整最小抵抗線的大小和方向;在爆破部位采用封閉柔性防護(hù)體系;在沿邊坡創(chuàng)造臺(tái)階搭設(shè)雙層防護(hù)排架;在坡腳砌筑堆石壩;在建筑物附近搭設(shè)隔離防護(hù)排架;并加強(qiáng)對(duì)被保護(hù)的建筑物的觀察和檢測(cè)。這6項(xiàng)技術(shù)和安全措施確保了工程的安全、順利實(shí)施，提高了工效，還完全杜絕了爆破危害效應(yīng)，創(chuàng)造了一個(gè)和諧的施工環(huán)境。

[1] 劉清榮.控制爆破[M].武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1988.

[2] 鐘冬望，林大澤，肖邵清.爆炸安全技術(shù)[M].武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1991.

[3] 王會(huì)平.高陡邊坡的減震爆破措施[J].采礦技術(shù)，2004，4(2):88－89.

[4] 陳德志，徐順香.減少路塹開(kāi)挖爆破對(duì)鄰近民房影響的控制技術(shù)[J].工程爆破，2001，7(3):60 －63.

[5] 郭學(xué)彬，張繼春，劉 泉，等.爆破振動(dòng)對(duì)順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性影響[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，2006，26(2):77 －80.

2011－04－11)

劉鳳錢(qián)(1964－)，男，工程師，主要從事爆破技術(shù)研究和指導(dǎo)工作。