延期爆破在爆破工程中的應用

鄭露靜 吳霄 鄒千

摘要：延期爆破是指以預定的時間間隔一次起爆各炮眼或各排、各圈炮眼的爆破方法。在地下掘進、隧道開挖以及大型建筑物拆除工程中延期爆破都發揮了非常重要的作用，其在爆破振動的減小方面有著非常顯著的效果，延期爆破技術成熟之后必然領導爆破新方向。

Abstract： Delayed blasting refers to the blasting method of firing each hole or each row and each circle at a predetermined time interval. Delayed blasting has played a very important role in underground excavation， tunnel excavation and demolition of large buildings， and it has a significant effect in reducing blasting vibration.

關鍵詞：延期爆破;隧道爆破;拆除爆破

Key words： delayed blasting;tunnel blasting;demolition blasting

中圖分類號：TU746.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）02-0166-03

0? 引言

爆破工程是指利用炸藥進行地質工程施工，建筑物、構筑物的拆除或破壞的一種施工方法。在地下掘進、隧道開挖以及大型建筑物拆除這些工程中，爆破作為一種高效快捷地作業方式被廣泛應用，如冷卻塔的爆破拆除、礦山井筒爆破掘進等，均是利用爆破進行工程作業。但是，爆破作業的同時會造成巨大的振動，從而威脅到周邊建筑物或者人員設備的安全，所以，減小爆破作業產生的振動是必要的也是必須的。

延期爆破是指以預定的時間間隔依次起爆各炮眼或各排、各圈炮眼的爆破方法。楊慶、王海亮、張平鎖等[1-2]對爆破參數進行優化，采用孔外延期技術，減少了爆破次數，縮短爆破時間。蔡路軍等[3]提出降低爆破產生的振動可以減小炸藥單耗且將鄰段起爆時間間隔設定大于50ms。薛憲彬等[4]采用合理間隔時間、孔外延期以及孔內分級爆破技術可以控制爆破產生的振動，從而減小城市地下工程爆破產生的振動危害。

由此可見，延期爆破在進行爆破振動的控制與減小時是非常有效的手段。

1? 地下隧道延期爆破實例

尹文綱、王海亮采用20段普通導爆雷管結合內部利用3段普通導爆雷管進行孔外延期的起爆網路的施工方法對青島地鐵2號線芝泉路站1號風道進行鉆爆施工[5]。

風道南側存在著一棟危樓——延安路172號居民樓，居民樓與1號風道縱向位置關系如圖1所示。1號風道開挖順序為①—②—③—④—⑤—⑥。

風道①部因為其特殊位置的原因作為最先實施爆破開挖的部分，因此進行多次試驗確定適合的爆破參數。最開始采用兩孔一段起爆，雖然其爆破效果良好，但是爆破振速遠超過了172號危樓所能承受的最大振速，因此還需進行改進。改進之后，采用大直徑中空孔直眼掏槽。具體炮眼布置如圖2所示。

降低單端最大起爆藥量可以降低爆破振動，因此，采取逐孔起爆的方法將爆破振速減小，用薩道夫斯基公式計算單段最大起爆藥量。

式中： R—爆源與需要保護的建筑物之間的距離;

Qmax—單段最大起爆藥量;

V—保護對象所在地質點振動安全允許速度;

K、α—爆破點至計算保護對象間的地形、地質條件有關的系數和衰減指數。

根據試炮數據線性回歸，取K=200、α=1.6。

經計算Qmax=0.106kg，取Qmax=0.1kg。

通過孔外延期網路實現分段起爆在城市隧道爆破中已得到廣泛應用。由圖2可知，本工程要實現單孔單段起爆，需將同一大斷面分為9個部分進行起爆，采用孔外延期技術進行起爆網路的設計可以提高爆破效率，減少起爆次數。但是在進行工程施工時，其側重點為工程進度，上述爆破方案在爆破施工中對爆破振動進行了有效地控制與減小，但是施工效率不高，耗時過長，所以尹文綱、王海亮對該方案進行了改進優化。風道①部采用每組內部之間孔外3段延期后，將斷面個數從9個減少至6個，每個分斷面可多布置9～10個炮孔，只分了A、B兩分區，每個分區一次起爆3組，只需要2次即可完成1個循環的爆破開挖，避免了原網路易堵塞底板眼的弊端。改進起爆網路后，提高了施工效率且爆破效果較好炮眼布置如圖3所示。

通過對爆破參數的改進，風道①部的施工效率提高，起爆次數減少到了2次，每循環開挖節省了2h。在圖1測點位置布置測振儀測得數據經分析后發現，采用改進的起爆網路，振速峰值為0.364cm·s-1，小于要求的0.5cm·s-1。

該實例切實證明了，隧道近距離側穿居民樓時，采用孔外延期起爆網絡可以有效地降低振動波速，提高施工效率且爆破效果較好好，達到預期的施工要求。

2? 爆破拆除延期爆破實例

在大型建筑物拆除施工中，爆破拆除應用也極為廣泛，其較高的施工效率可以極大地縮短施工工期，但是產生的振動無疑會對周圍居民以及建筑物產生威脅，采用延期爆破可以有效地控制、減小爆破產生的振動，以張龍飛、張超逸所做焦作冷卻塔爆破拆除工程為例[6]。

焦作市華潤電廠內需拆除一座冷卻塔，冷卻塔塔身125m，面積5500m2，共有40對人字柱，采用直徑為0.65m的圓形設計。冷卻塔位于華潤電廠內，冷卻塔周圍有住宅樓以及其他建筑物、構筑物，東南側有3棟住宅樓，住宅樓最近距冷卻塔47m;冷卻塔南側28m是電廠醫院樓;冷卻塔東側是汽輪機廠房;冷卻塔北側是電廠鐵路。計劃向北偏西45°傾倒。

冷卻塔的周圍環境見示意圖4。

爆破方式以及采用技術如表1所示。

在該方案中，三區的爆破時間為本次爆破拆除的分界點，分別對三區爆破前以及三區爆破瞬間冷卻塔塔身力學狀態進行分析計算，發現冷卻塔會進行傾倒但不會發生整體下坐的情況，但是，拆除建筑物時塌落產生的振動和主頻率往往大于爆破施工時產生的振動和主頻率，與建筑物自振頻率相接近。因此，張龍飛、張超逸選擇用數值模擬對三區的延期時間進行改變來研究延期時間對于落地振動的影響。通過數值模擬研究得知，增加第三區的起爆延期時間可以推遲冷卻塔觸地時間，從而減小塌落過程中產生的塌落振動效應，減小對周圍建筑物、構筑物的危害。

3? 結語

延期爆破是指以預定的時間間隔依次起爆各炮眼或各排、各圈炮眼的爆破方法。除了在地下隧道以及爆破拆除中應用延期爆破外，在礦山的井筒開挖以及巷道掘進方面，延期爆破也有著至關重要的作用。王國安、邱賢陽等將其對延期爆破的研究成果應用于東北引松供水工程超大斷面爆破掘進成井中，不僅降低了爆破產生的振動效應并且以高效率對大斷面天井進行掘進[7]。

①由文中兩個例子可以發現采用延期爆破的方法可以達到爆破減振以及提高施工效率的目的。

②延期爆破技術的發展是必然的也是必要的，隨著科學技術的發展，延期爆破技術會越發成熟，從而引導爆破新方向。

參考文獻：

[1]梁開水，趙翔，張志旭.導爆管起爆網路可靠度分析[J].爆破器材，2006，35（5）：22.

[2]殷宏.孔外延期爆破在中深孔爆破中的應用[J].江西有色金屬，2009，23（3）：21.

[3]蔡路軍，馬建軍，朱以文，等.宋家灣連拱隧道控制爆破技術研究[J].現代隧道技術，2014，51（1）：192.

[4]薛憲彬，張計璨，孫雪琴.城市地下工程爆破震動控制技術措施[J].現代隧道技術，2014，51（4）：191.

[5]尹文綱，王海亮，張祖遠，等.孔外延期網路在隧道側穿危樓爆破中的應用研究[J].隧道建設，2018，38（10）：1723-1728.

[6]張龍飛，張超逸，費鴻祿等.延期時間對冷卻塔爆破倒塌效果影響的研究[J].爆破，2018，35（3）：108-113.

[7]王國安，邱賢陽，史秀志，等.精確短延時爆破成井延期時間研究[J].采礦技術，2018，18（5）：146-148.