緊鄰高壓線塔的巖土控制爆破設計

楊通國，趙明生

(貴州新聯爆破集團工程有限公司， 貴州 貴陽 550002)

畢節市梨新大道3標段位于畢節市梨樹鎮甘河村，該道路穿過甘河村，因爆破開挖區緊鄰一座高壓線塔，常規爆破很難保證高壓線塔的安全，加之高壓線塔與塔之間跨距長，穩定性不良，而距離爆破開挖區又較近，如不采取控制爆破振動、爆破飛石等危害的措施[1]，無法保證施工過程中高壓線塔的安全。根據爆破開挖區域周邊的環境復雜程度，靠近高壓線塔爆破開挖區域距離民房100 m左右，根據《爆破工程消耗量定額》(GYD-102-2008)規定，該區域的爆破環境部分應劃分為B級復雜環境(見圖1)。

圖1 施工現場環境

1 工程特點及爆破要求

(1) 因施工工程量大、環境復雜，本工程的開展需要大量設備及技術人員，在技術及管理上需要企業具有較高的水平。

(2) 開挖爆破應按圖紙設計輪廓尺寸進行控制，邊坡按照設計要求進行放坡；爆破后巖石塊度滿足工程要求，爆堆集中，便于裝運。

(3) 由于工程規模大、環境復雜，必須保證爆破安全，爆破振動務必控制在國家允許范圍之內，盡量減少飛石的產生或采取有效防護措施將飛石控制在警戒范圍內。

(4) 爆破工作要保證設計標高以下巖石不受擾動，結構完整。

2 爆破施工方案及參數設計

結合爆區的環境和工期要求，經過對爆破開挖區域多次實地踏勘，為保證爆破施工安全和盡可能減少對高壓線塔的影響，爆破技術人員擬定對靠近高壓線塔的爆破開挖區域采取城鎮控制爆破法。主要方法包括：淺孔小臺階爆破和機械破碎相結合的綜合技術方案，采用機械破碎的方法對大塊進行二次破碎，邊坡也采用機械破碎法修平；合理選擇開挖方案-從兩邊向中間開挖，爆破臨空面、最小抵抗線方向與需保護建筑物方向錯開；嚴格控制孔深、單孔藥量、一次起爆的總藥量；采用微差爆破法，實現逐孔起爆，優化爆破效果；在靠近被保護邊坡處先進行預裂爆破，形成預裂縫后進行主爆區爆破。

鑿巖設備選擇：由于施工工期緊，同時為了加快施工進度，確保工期，本工程采用液壓鉆鑿巖設備，孔徑為40 mm與90 mm兩種。

Φ40 mm孔最佳效果孔深為3 m，主要用于表層泥夾石槽、孤石及大塊的解炮和深孔臺階爆破后的根底、門坎的處理。

國產脈沖水表的優勢在于：（1）到貨周期快，國產脈沖水表的到貨周期一般是2～3d，定做周期一般是7d，相比于進口脈沖水表的到貨周期（約56d）要短得多；（2）價格實惠，國產脈沖水表的價格約為500元，而進口脈沖水表的價格約為10 000元。同時在產品質量和運行穩定性方面差異并不大。

Φ90 mm孔最佳效果孔深為3～5 m，在表層厚土揭露出平整的石質地形，形成規范的臺階和掌子面后進行臺階爆破。

(1) 臺階高度Φ40 mm孔時H=3m，Φ90 mm孔時H=5 m，分多個臺階。

(2) 底盤抵抗線：爆破斷面內的最大抵抗線W≥ (32～34) d，且W≤ (0.5～0.58)H。

(3) 炮孔底部超鉆值：h1=(0.2～0.3)W。

(4) 炮孔深度L=H+h1。

(5) 堵塞長度h2：h2=(30～40)d，采用粘土和細砂的混合物堵塞。

(7) 單位體積耗藥量q=0.30～0.35 kg/m3，本工程中取0.3 kg/m3。

(8) 炮孔間距a與排距b：b=1.0a～1.5a，Φ40 mm孔時為1.2～1.5 m,Φ90 mm孔時為1.5～2.0 m。

當巖石硬度系數較大時，即巖石保存比較完整，未經風化，選擇較小參數值。采用40 mm孔徑炮孔時，建議采用孔距為1.2 m，排距為1.5 m的孔網參數；采用90 mm孔徑炮孔時，建議采用孔距為1.5 m，排距為1.8 m的炮孔，

(9)起爆方式：采用塑料導爆管微差起爆，實現逐排、逐孔起爆，能夠控制飛石的方向、改善爆破質量、提高爆破能量的利用率。起爆方式見圖2。

圖2 淺孔爆破網路連接

3 爆破安全設計

3.1 爆破飛石

根據《爆破安全規程》的有關規定，爆破個別飛散物的計算基于以下公式：

L=20Kn2w

(1)

式中：L—個別飛石的最遠距離，m；

n—爆破作用指數，松動爆破時取n=1；

k—安全系數，一般取k=1～1.5，本工程取k=1.5；

w—最小抵抗線，w=5.0 m。

計算可得：L≈150 m。

為確保爆破安全，爆破安全警戒距離至少為200 m。為避免爆破飛散物的影響破壞，在施工中應遵循以下原則及措施：

(1) 爆破飛石可能的影響范圍主要受最小抵抗線的影響，在施工過程中應當根據實際情況控制最小抵抗線方向。由于是多個爆破區域共同施工，當爆區間距離較近時應當控制最小抵抗線方向，避免相鄰爆區受到爆破飛石的影響；

(2) 保證良好的堵塞質量，避免軟弱面等地質條件的不良影響；

(3) 若在爆區周邊存在距離較近的保護對象時,可采取膠皮網、沙袋、竹排等覆蓋炮孔控制爆破飛石的產生[2]；

(4) 在保護對象前建造防護墻進行防護。

3.2 爆破振動驗算

依據我國《爆破安全規程》的規定，爆破安全許用藥量及安全允許距離的計算基于薩道夫斯基公式,K，α的取值根據《爆破安全規程》按表2選取。

表2 不同巖性條件的K，α取值

現場爆破巖石主要為中等硬度的石灰巖，根據現場爆破經驗，經過類比，取K=200、a=1.8。

本設計采用單孔單響的逐孔微差起爆方式，最大起爆藥量Q等于單孔藥量為5 kg。逐孔起爆由于最大起爆藥量較小，根據經驗一般爆破振動頻率基本處于10～50 Hz之內，因此一般房屋的安全允許振速可根據《爆破安全規程》的有關規定取下限值為2.3 cm/s；根據以上參數計算可得爆破振動安全允許距離約為52 m。

4 結 語

經過3個月的施工，整個過程兼顧了爆破效果和爆破安全，爆破危害都控制在允許范圍內，爆破塊度滿足挖運要求。工程進展過程中，高壓線塔正常傳輸送電，達到了經濟、高效、安全的目的。

參考文獻：

[1]GB6722-2003.爆破安全規程[S].

[2]王永星，賈思源，徐曉磊.行車狀態下的既有公路線擴塹控制爆破[J]. 爆破，2007，24(1)：26-29.

[3]王公忠, 王玉杰, 黃平路. 中深孔爆破技術的實踐[J]. 爆破, 2005(02): 47-49..