臨近保留建筑物的爆破施工技術研究

謝娜娜

（中國水利水電第八工程局有限公司， 湖南 長沙 410004）

貴州省夾巖水利樞紐工程北干渠7標段附廓取水口建筑物距離水庫大壩左壩肩直線距離280 m，距離周邊民房最近距離 14 m，距離新澆混凝土圍堰最近距離僅4 m。由于后期施工條件發生改變，導致取水口建筑物土石方開挖只能在圍堰澆筑完成后才能進行。為盡量減少爆破對混凝土圍堰的影響，取水口爆破施工安排在圍堰混凝土齡期達到28 d后實施。但由于爆破區域與新澆混凝土圍堰及民房等保留建筑物的距離太近，施工難度仍然非常大。

1 爆破設計與施工

1.1 最大單響藥量計算

根據《爆破安全規程》（GB6722—2014）中爆破振動安全允許距離公式：

式中：R——爆破振動安全允許距離，m；

Q——炸藥量，齊發爆破為總藥量，延時爆破為最大單響藥量，kg；

V——保護對象所在地安全允許質點振速，cm/s，取值見表1；

K，α——與爆破點至保護對象間的地形、地質條件有關的系數和衰減指數，通過現場試驗確定。

試驗確定的K，α和計算出的最大單響藥量Q見表2。

從表2可以看出，若不采取特殊施工方法，取水口開挖爆破的最大單響藥量不能大于0.16 kg，否則，就會對混凝土圍堰造成破壞，但是4 m高的梯段高度，0.16 kg的最大單響藥量在實際施工中顯然是不現實的，如此小的藥量，對于四周均有夾制作用的爆破巖體來說別說破碎，就算是松動都難以達到，所以必須進行調整。

表1 大體積混凝土允許安全振動速度

表2 爆破單響藥量計算

調整時，先通過試驗確定能夠達到較好開挖及破碎效果的各個爆破參數，再取理想爆破效果下最小的單響藥量值，用以確定爆破振動安全允許距離R。

1.2 爆破參數計算

（1）鉆孔設備選型及鉆孔直徑。根據我國水利工程施工經驗，并結合夾巖7標工程現有的鉆孔機械設備的性能特點，綜合經濟考慮，鉆孔選用YT-28型手風鉆，鉆孔直徑為Φ42 mm。

（2）梯段高度 H及鉆孔深度 L。因爆破施工區域距周邊房屋及新修混凝土圍堰距離過近，采取淺孔、密孔、小藥量逐孔延時爆破，每層爆破梯段高度不大于4.0 m。北干渠附廓水庫取水口巖性為薄至中厚層灰巖，屬中硬質巖石，炮孔超深取0.6～1.0 m，具體超深根據爆破試驗再做確定。

（3）單位耗藥量q。根據北干渠7標附廓取水口石灰巖的巖性特征，深孔梯段爆破單位體積炸藥消耗量q值取0.4～0.5 kg/m3。

（4）炮孔間、排距 a、b。爆破孔、排距的取值大小既與爆破后巖石的塊度有關，也與爆后形成的下一個臺階面形狀有關,一般用抵抗線與孔距的比值即間距系數m來表示。間距系數的取值與爆破的目的有關，對爆破塊度無級配要求的，間距可取大值，根據以往類似工程經驗，當a=（1.5～2.0）b時，爆破塊度均勻性高，大塊率低。本工程采用YT-28手風鉆施工，Φ32 mm藥卷裝藥，取炮孔間距a=1.5～2.0 m，排距b=1.0～1.2 m。施工中根據爆破效果進行調整和修正。

（5）單孔裝藥量Q。根據所確定的炸藥單耗q及臺階高度H，鉆孔間排距，單孔藥量Q=2.4～4.8 kg。最佳單孔裝藥量在爆破試驗中根據爆破效果進行調整和修正。

（6）炮孔堵塞長度。堵塞長度以控制爆破氣體不過早逸出造成飛石飛散為原則，適當增加堵塞長度可以延長爆生氣體在孔內的作用時間，但堵塞段過長將導致大塊增加。根據多個工程的經驗，堵塞段采用巖屑或黏土填充，其堵塞長度為抵抗線的0.7～1.0倍時，即可保證不產生飛石。根據本設計的抵抗線，取堵塞長度為0.7～1.2 m，具體堵塞長度根據爆破試驗優化調整。

1.3 爆破試驗及參數調整

為選擇合適的爆破參數，在施工前選擇合適位置在所計算爆破參數的基礎上進行了 5次爆破試驗，為取得理想爆破效果下的最大單響藥量Q的最小值，每次爆破試驗均采用單孔單響的孔間微差爆破，即每次爆破的單孔裝藥量即為最大單響藥量Q。每次爆破試驗參數及爆后效果見表3。

表3表明，每次爆破試驗后，針對出現的問題，在前次調整的基礎上做針對性調整，最終經過5次試驗，取得爆破后無巖坎，無大塊，飛石控制良好的理想效果，即確定最佳爆破參數見表4。

1.4 確定爆破區與保留建筑物之間安全距離

通過計算與爆破試驗驗證，已確定出取得最佳爆破效果的單孔藥量，在最佳最大單響藥量為 3.0 kg 時，爆區到大壩，圍堰、房屋的安全距離 R分別為 51.6，10.6，16.5 m，根據計算結果，爆破施工對大壩無影響，但爆破區域距離圍堰不得小于10.6 m，距離民房不得小于16.5 m。

表3 爆破試驗參數及爆破效果參數

表4 最佳爆破參數表

2 施工方案

由于爆區距離混凝土圍堰最近距離僅 4.0 m，距離周圍民房最近距離僅為14 m，無法滿足爆破安全要求。施工時，靠近圍堰混凝土、閘室后邊坡擋墻混凝土11 m內，靠近最近房屋17 m內采用液壓破碎錘開挖；其他區域采用控制單響、逐孔延時爆破。每層開挖時，先開挖液壓破碎區域，形成臨空面，再進行爆破區域施工。具體爆破區域及液壓破碎錘施工區域見圖1、圖2。

附廓取水口開挖采用以上施工方法及爆破參數，并在施工中對臨近混凝土圍堰及周邊民房進行密切安全監測，結果表明，爆破振動滿足安全允許標準，爆破施工未對臨近建筑造成任何破壞。

圖1 爆破區域

圖2 爆破區域剖面圖

3 結 語

采用上述方法實施的附廓取水口爆破開挖施工，爆后效果理想，爆破振動滿足安全要求，爆破飛石及爆破沖擊波均在可控范圍內，實測證明，未對臨近混凝土圍堰及民房造成任何破壞，對類似工程有一定的借鑒意義。