復雜環境城鎮淺孔控制爆破技術研究

劉保陽，馬元軍

(葛洲壩易普力四川爆破工程有限公司， 四川 成都 610000)

復雜環境城鎮淺孔控制爆破技術研究

劉保陽，馬元軍

(葛洲壩易普力四川爆破工程有限公司， 四川 成都 610000)

針對攀枝花市區某土石方開挖工程復雜的周圍環境，為了安全高效完成開挖任務，采用淺孔控制爆破技術，控制臺階高度為2，3，4，5 m，炸藥單耗為0.3 kg/m3，對不同區域采用合理的爆破參數，嚴格控制單響藥量，多孔延時起爆和逐孔起爆相結合，最危險區最大單段起爆藥量控制在2.7 kg，并通過對爆破網路、重要設備、建筑物等進行有效覆蓋防護控制爆破振動、爆破飛石等災害，達到了預期的效果，確保了150000 m3土石方開挖順利完工。

城鎮復雜環境；淺孔；控制爆破

0 前 言

該工程位于攀枝花市區，場地原始地貌屬中山區斜坡和溝谷剝蝕地貌，經整平后現平臺處以堆積碎石、渣土為主，東、西、北三側為堡坎，場地地層從上而下分別為第四系全新統人工素填土(Q4ml)和大槽子花崗巖(T1D)地層，其中素填土(Q4ml)主要由碎石、塊石、礫石及黏質土、砂質土等巖屑混合組成，粗粒成份為強～中風化花崗巖，挖方區填土揭露厚度為0.00～6.43 m。花崗巖(T1D)地層分為強風化和中風化花崗巖，強風化花崗巖具鐵質氧化物浸染，巖體破碎，錘擊易碎，層厚在1～4 m之間；中風化花崗巖主要為石英、正長石、角閃石、綠泥石及云母等，可見石英、長石沿脈穿入，粗細粒結構，巖體節理裂隙較發育，巖體呈巖塊狀，裂面見鐵錳質渲染及綠泥石薄片，最大層厚為29.1 m，爆破方量約150000 m3。

爆破施工區域位于攀枝花市區，周邊環境極其復雜，四面均有高層住宅小區，東臨主公路，距住宅樓最小距離30 m，東南方向距住宅樓，最小距離100 m，南部距住宅樓最小距離22 m，西臨在建基樁，最小距離80 m，西北方向為兩棟在建住宅樓，最小距離60 m，正北方向下方120 m為住宅樓(見圖1)，爆區對爆破振動及爆破飛石控制要求極其嚴格。

1 爆破方案設計

1.1 爆破參數設計

本工程由于周圍環境復雜，爆破振動控制要求嚴格，采用中深孔爆破孔內分段要求高，且裝藥量小，爆破效果不好，因此采用淺孔控制爆破技術，根據爆區地質條件，孔深控制在2，3，4，5 m，鉆孔直徑76 mm，3 m以內低臺階高度使用Ф32 mm二號巖石乳化炸藥，4～5 m臺階使用Ф50 mm二號巖石乳化炸藥，相關參數計算如下[1￣8]計算(見表1)：

(1) 炸藥單耗q：根據各方面影響因素的分析以及松動爆破經驗，再結合理論，確定爆區設計單耗取0.3 kg/m3。

(2) 孔深L：L=H+h，式中H為臺階高度，m。

(3) 超深h：h=(0.1～0.15)H。

(4) 底盤抵抗線Wd:Wd=(0.4～1.0)H。

(5) 孔距a:a=(1～2)Wd。

(6) 排距b:b=(0.5～1)Wd。

(7) 單孔裝藥量Q1：Q1=qabH。

臺階高度H/m孔深L/m底盤抵抗線Wd/m孔距a/m排距b/m單孔裝藥量Q1/kg22．21．01．10．80．5333．31．51．61．21．7344．422．21．64．2255．52．52．728．10

1.2 裝藥結構及起爆網絡

爆區采用毫秒延期起爆網路，孔內延時，孔內采用10 m腳線普通毫秒非電導爆管雷管(MS3、MS4、MS5……)，孔外兩發MS2段作為激發雷管。根據爆破區域的地質情況及周邊建筑物分布情況設計合理的臺階高度和裝藥結構，為確保雷管起爆可靠性，一個8#雷管起爆導爆管的最大數量取10根(見表2)。

表2 裝藥結構及起爆網絡方案

根據單響藥量確定起爆網絡采用多孔延時起爆或逐孔起爆，采用多孔延時起爆網絡時，排間采用MS3雷管連接，孔間用MS2雷管連接，孔內采用MS8雷管。采用逐孔起爆網絡時，為確保起爆網絡的可靠性，每排孔內采用不同段普通非電導爆管雷管，孔間和排間采用MS2雷管連接(見圖2～圖3)。

2 爆破安全與防護

2.1爆破振動控制[4￣8]

巖石與邊坡爆破地震質點速度表達式為：

V=K(Q1/3/R)a

式中，V為質點震動速度值，cm/s；Q為最大單響藥量(齊發爆破時為總藥量)，kg；R為爆源距建筑物、保護對象的距離，m；K、a為與爆破點地形、地質等有關的系數和衰減指數，根據實際地形地貌，以及風化程度取K=150，a=1.5。

圖2 多孔延時起爆網絡

圖3 逐孔起爆網絡

與建筑物距離R/m允許最大單響藥量Q/kg100．54204．363014．74034．845068．06

由表3的計算結果可知，不同臺階設計單響藥量均小于允許最大單響藥量，符合爆破振動要求。

2.2 爆破飛石計算

根據相關經驗公式[9￣10]:

Rf=20K1n2W

式中，K1為與地形，風向有關的影響系數，取1；n為爆破作用指數，取0.5。

計算Rf=5 m，爆區采取膠皮、沙袋覆蓋后，個別飛石安全允許距離可以控制在3 m范圍內。

2.3 安全防護措施

網路連接完成后要用稻草編織袋進行線路覆蓋，防止飛石損傷地表雷管，對于工房等重要部位或附近無法移動的設備也要進行必要的防護，在離建筑物22 m范圍內的爆區采取鋪膠皮、壓沙袋、木板遮擋等防護。

3 結 論

(1) 針對性設計多種臺階高度爆破參數、裝藥結構、起爆網絡，根據現場復雜的周邊環境選取合理的爆破參數，輔以適當的覆蓋防護措施，能有效控制爆破振動及爆破飛石災害，爆破效果及爆破質量較好。

(2) 爆破設計藥量與質點振動允許最大藥量相互校正，能夠核算最大單響藥量，并優選起爆網絡，通過多孔延時起爆和逐孔起爆技術達到了最優爆破效果。

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2017￣10￣09)

劉保陽(1982-)，男，湖南雙峰人，工程師，主要從事爆破施工與項目管理工作,Email:243610388@qq.com。