泰和廣場建設項目基坑石方開挖爆破工程施工設計方案

肖強

【摘要】針對泰合廣場項目基坑石方開挖施工的技術難點、實際施工環境、參考各方有利參數及施工要求進行合理設計施工方案，從而有效進行工程基坑石方開挖的，并對其關鍵施工工藝進行了相應探討，以供同行參考。

【關鍵詞】基坑爆破；施工工藝；設計方案；爆破技術；參數設計

1、工程概況

泰和廣場是七冶房地產開發有限責任公司白云分公司開發的住宅及商鋪的項目，主樓為兩棟樓房，項目位于貴陽白云區南湖東路。項目占地面積為9022.2m2，建筑面積為62659m2，住宅面積為50350m2，商業及配套3366 m2，地下車庫及設備用房8943m2。

2、爆破施工要求

1）爆破范圍：本次工程爆破范圍為泰和廣場規劃的開挖范圍的石方工的范圍；2）爆破后的石渣塊徑小于150cm；3）爆破振動速度控制在不大于1.5cm/s，完全符合國家標準；4）爆破無事故

3、爆破方案選擇

該項工程周圍環境比較復雜，根據本次爆破區周圍環境情況及地形地質特點，比較各類爆破工藝的利弊，以便選擇適合的爆破技術。

3.1本次控制爆破工程突出特點：

1）工程量較大：泰和廣場的開挖土石方工程量約為10 萬m3，其中石方工程量約7.5萬m3，獨立柱基及孔樁石方工程量約0.15萬m3；2）工期緊：爆破施工工期為3個月；3）安全生產任務重：礦區周圍環境非常復雜，周圍居民樓抗震很差，爆破區四周都有道路，學校，人流量及車流量都比較大，這種需要保護對象較多，爆破警戒難度非常大，都必須保證萬無一失。

3.2爆破方法的選擇

根據實地踏勘及對周圍環境調查，及工程施工安全的要求，本工程只能采用淺孔爆破。根據對爆破振動及對工期綜合考慮要求，采用兩種孔徑（φ40和φ90）的淺孔爆破方式。

3.3爆破方案應用

通過對淺孔爆破、擴壺爆破、深孔爆破、峒室爆破以及靜態爆破和挖掘機液壓破碎錘破碎對不比，本項爆破工程主要是采用低臺階深孔爆破技術，以淺孔爆破及靜態爆破和挖掘機液壓破碎錘破碎為輔助。爆破方案選擇可見下表。

3.4爆破參數設計

3.4.1設計原則

1）采用三個作業面交替施工施工，采用淺孔爆破技術進行減弱松動爆破；2）為了提高礦石開挖日產量，主要采用挖改的CAT320帶液壓鑿巖機（孔徑φ40）和Atlas Copco AirD45SH（孔徑φ90）半液壓潛孔鉆機進行機械化鉆孔作業；3）根據該爆區地質及地形條件和周圍環境，在爆區拓展多個工作面同時鉆孔和爆破的流水線施工、同時進行清運工作；4）每次爆破均用非電毫秒導爆管雷管微差爆破，以減小爆破地震波的危害；單響最大藥量可通過計算或實際測得的質點震動速度數據修正后最后確定。

3.4.2臺階淺孔爆破技術參數設計和計算

1）最小抵抗線（W）是爆破設計中的重要參數，應從安全、經濟、利于鉆孔等多個方面綜合考慮。本次淺孔爆破鉆孔孔徑為φ40mm和φ90mm兩種。2）孔間距a：當臺階高度H=3m時，孔徑為φ40mm的深孔，孔間距a=1.2m；當臺階高度H=3.5m時，孔徑為φ90mm的深孔，孔間距a=2m；3）孔排距b：當臺階高度H=3m時，孔徑為φ40mm的深孔，孔排距b=1.8m；當臺階高度H=3.5m時，孔徑為φ90mm的深孔，孔排距b=2.5m。4）孔深L：當臺階高度H=3m時，孔徑為φ40mm的深孔，孔深L=3.3m，當臺階高度H=3.5m時，孔徑為φ90mm的深孔，孔深L==3.5m；

5）炸藥單耗q：根據以往相似工程經驗，q取0.20～0.25kg/m3，具體單耗由試爆確定。6）單孔藥量計算Q單=q·a·b·H—式中：q-巖石標準單耗kg/m3取q=（0.18～0.25）kg/m3（由試爆后確定），當臺階H=3.5m，孔徑為φ90時。Q單=0.25×2.5×2×3.5=4.375kg 取Q單=4.4kg；7）炮孔布置：淺孔采用矩形或梅花形布孔。起爆時采用采用斜線逐孔起爆技術，使排間延遲時間大于臨孔延遲時間可以獲得最大的松動。利用其空中碰撞達到塊度均勻的效果。

3.4.3裝藥、堵塞設計

填塞長度，淺孔爆破的填塞長度一般取25～30倍孔徑，本項目工程的典型臺階爆破中，填塞長度1.5m（孔徑φ40時），填塞長度2.5m（孔徑φ90時）并且采用密度較大巖粉（鉆機鉆孔時產生）進行密實堵塞。

堵塞質量，巖粉中不得夾有石塊（粒徑大于5mm），堵塞時應邊填邊輕輕搗實，少填勤搗，防止卡孔，并注意保護好導爆管腳線。對于孔口堵塞段有水炮孔，先將水抽干，立即進行堵塞。

裝藥結構， 裝藥采用耦合裝藥結構，孔內有水時，孔底部選用乳化炸藥裝藥。采用連續裝藥。

3.4.4爆破規模

基坑石方開挖程量為日均強度約0.1萬m3，為保證爆破開挖的強度，一個爆破工作面一次爆破方量約400m3，分三個工作面進行爆破作業。

4、臺階淺孔爆破起爆網路設計

為了確保本項目的開挖工程量、確保附近建筑物（構筑物）安全和附近民房安全，爆破時必須考慮爆破振動的影響。因此，在幾十個炮孔一起起爆時，要做到各個炮孔起爆都有一定的時間間隔，其間隔時間應使各個炮孔振動波不疊加。

本項工程爆破主要采用非電毫秒等間隔微差導爆管雷管斜線起爆網路。使排間延遲時間大于臨孔延遲時間可以獲得最大的松動。

1）所需毫秒雷管的段別極少，只需2個段別的毫秒雷管就夠了；2）實現了等間隔微差，從巖石微差爆破機理分析，這有利于巖石的破碎；3）同時一次起爆的炮孔數量不受限制，可多達幾十、幾百個炮孔，理論上可無限多個炮孔，而且只需二個段別的毫秒雷管；4）炮孔內均安放11段，炮孔外用5段雷管串聯，網路清晰，不容易搞錯。采用激發搶激發非電導爆管雷管起爆網路的方法進行。對于孔深低于1.0m～2.5m的爆破區域，及石筍的爆破可采用單孔覆蓋的非電雷管起爆的爆破施工工藝。

5、樁基及孔樁爆破

1）樁基及孔樁內巖石須爆破時，采用淺孔松動爆破，嚴禁裸露藥包。一般裝藥量硬巖q=0.35～0.5kg/m，中硬巖q=0.25～0.35kg/m，軟巖q=0.09～0.19kg/m。對于軟巖炮眼深度不超過1.2m，對于硬巖炮眼深度不超過1.0m，炮眼數目、位置、斜插方向，應按巖層斷面方向來定，中間一組集中掏心，四周斜插挖邊；2）嚴格控制裝藥量，采用防水乳化炸藥，避免瞎炮，如有瞎炮要按安全規程處理；3）炮眼附近加強支護，防止震坍孔壁；4）采用非電毫秒雷管起爆網路，確保安全；5）孔內爆破后應迅速排煙，用高壓風管或電動鼓風機放入孔底吹風等措施，通風排煙時間不少于15分鐘，當孔深大于12米時，每次放炮后，立即測定孔內毒氣體的濃度，超標時循環換氣，直到空氣指標達標時方可下孔作業；6）爆破時，孔口應蓋有覆蓋物，并用砂袋蓋上，防止飛石傷人；7）一個孔內進行爆破作業，其它孔內的施工人員也必須到地面安全處躲避。

6、爆破安全設計

爆破安全技術措施有二個方面：一是施爆過程中的安全，二是爆破產生個別飛石、地震波、空氣沖擊波、爆破噪音方面的安全。本工程通過精心設計、精心施工、嚴格控制，達到既能滿足城市控制爆破需要，又能保證安全要求的目的。