淺談爆破在地下巖石頂管中的應(yīng)用

施昌權(quán)

摘?要通過工程實(shí)踐，介紹地下爆破成洞頂管施工技術(shù)，?對(duì)施工工藝和關(guān)鍵工序質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，為頂管遇到巖石地段提供借鑒，希望和廣大同行交流探討。

關(guān)鍵詞爆破；巖石；頂管；應(yīng)用

中圖分類號(hào)TU文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1673-9671-(2011)071-0135-01

1工程概況及周圍環(huán)境

1.1工程概況

合肥市蒙城北路梅沖泵站重力流出水管道工程，位于合肥市蒙城北路梅沖泵站，沿梅沖湖路、鳳霞路、谷河路敷設(shè)，最終排入板橋河。其中F型Ⅲ級(jí)頂管188米，F(xiàn)型Ⅱ級(jí)頂管1504米，管徑均為內(nèi)徑1500mm。梅雨11#井--梅雨15#井段，位于地下堅(jiān)固的巖石之中，巖石強(qiáng)度為28-40Mpa，屬于較軟巖。采用爆破成孔施工，管道內(nèi)徑為1.5米，爆破孔徑為2.0米。

1.2周圍環(huán)境

本次爆破施工在梅雨11#--梅雨15#之間進(jìn)行，其中梅雨12#--梅雨13#穿越一條新建水泥路，梅雨13#--梅雨14#穿越一條老水泥路，老水泥路東側(cè)有部分居民房屋，爆破點(diǎn)距最近居民房屋約三十米。由于爆破施工在地下進(jìn)行，且每次爆破方量大致只有幾個(gè)立方米，一次爆破藥量較小，同時(shí)為了保證工程的進(jìn)度，采用延期爆破，從而對(duì)周圍環(huán)境的要求不高，且對(duì)周圍環(huán)境不會(huì)造成影響。

2技術(shù)方案

2.1總體設(shè)計(jì)

根據(jù)管道開挖具有自由面只有一個(gè)的特點(diǎn)，同時(shí)為提高工程進(jìn)度，擬采用以下總體設(shè)計(jì)原則：充分考慮巖石的特性，采用中間掏槽，周邊光面的爆破方案，但考慮到條件的局限性等諸多因素，采用耦合裝藥方式、非電毫秒雷管爆破，保證起爆的可靠性與操作的方便性，以及爆破效果。

為了嚴(yán)格控制飛石，保證爆破的安全，可在爆破時(shí)在管道口部覆蓋竹篾，由于本身采用延期技術(shù)以及每次爆破藥量較小，噪聲沖擊波對(duì)周圍環(huán)境不會(huì)造成影響。

2.2設(shè)計(jì)原理

通過光面爆破，用延期起爆技術(shù)，在中間進(jìn)行掏槽爆破，然后周邊眼同時(shí)起爆。由于管道爆破只有一個(gè)自由面，增加了爆破的難度，先用爆破的方式進(jìn)行掏槽爆破，為周邊眼形成兩個(gè)自由面，減小了爆破的夾制作用，再引爆周邊眼，可以較好地保證管道周圍的形狀，并且可以通過對(duì)每一循環(huán)進(jìn)行一次爆破，提高工程進(jìn)度和質(zhì)量。

1）炮孔直徑的確定?？紤]到選用炸藥的規(guī)格為直徑35mm，炮孔直徑取38-42mm。

2）炮孔深度（L）的確定。每一開挖循環(huán)為1.5m，則周邊眼的深度L=1.5m，掏槽眼的深度為L(zhǎng)`=1.65-1.70m。

3）每一開挖循環(huán)裝藥量（Q）的確定。每一開挖循環(huán)裝藥量（Q）的確定可由以下公式求得：

Q=qv=∏qR2L

其中：Q—裝藥量；V—被爆破石方體積；q—炸藥單耗，考慮到巖石的f=8-12，故取q=2.74kg/m3；R—底面半徑，1m。

故計(jì)算出Q=12.91kg/m3。

4）炮孔數(shù)目的確定：N=qS/rη

其中：q—炸藥單耗，2.74kg/m3；S—開挖斷面面積，S=∏R2 =12∏；

η—炮孔裝藥系數(shù)，取周邊眼為0.65，掏槽眼為0.70；r—炸藥線密度

kg/m，直徑35mm炸藥r=096kg。

可計(jì)算得N=9.3，取N=10。

5）炮孔布置。因斷面較小，掏槽眼設(shè)計(jì)為正三角形垂直掏槽，炮孔間距為500mm，周邊眼為10個(gè)，均勻分布在斷面的周邊，每相鄰的炮孔間同心夾角為51.4度，且炮孔略向外斜，角度為8度。具體分布如下：

6）填塞裝藥與填塞尺度。掏槽眼：裝藥尺度為1.19m，填塞長(zhǎng)度為0.51m；周邊眼：裝藥長(zhǎng)度為0.98m，填塞長(zhǎng)度為0.52m。

7）起爆方式與網(wǎng)絡(luò)。掏槽眼采用瞬發(fā)導(dǎo)爆管雷管，周邊眼采用3段毫秒導(dǎo)爆管雷管，用雷管或擊發(fā)導(dǎo)爆管方式起爆，爆破震動(dòng)安全距離管道建筑物的震動(dòng)安全性的要求，采用如下公式對(duì)爆破震動(dòng)的安全距離進(jìn)行估算：

R=（k/v）1/aQm

式中：R—被保護(hù)建筑物的距離m；Q—一次性最大爆炸藥量kg；m—藥量指數(shù)，m=1/3；a—爆炸震動(dòng)衰減，a=1-2；v—安全臨界震動(dòng)速度v=5mm/s；k取200-300。

8）炸藥的選用。穿越巖層基本上為較軟巖，強(qiáng)度較高，巖層局部破碎、裂隙較多，雨季中有少量地表滲流的裂隙水。故選用2#巖石乳化炸藥（防水型炸藥）。

3爆破安全檢查和處理

為防止爆破后毒氣中毒，在通風(fēng)排煙20分鐘后，爆破員首先進(jìn)入爆區(qū)檢查爆破情況，查看后有無盲炮，確認(rèn)安全后，其他人員才能入內(nèi)作業(yè)。如發(fā)現(xiàn)盲炮，按“爆破安全規(guī)程”規(guī)定的處理方法，由爆破員進(jìn)行處理。

4修邊、出渣、管床處理

出渣過程中要注意巖體的穩(wěn)定性，避免傷人。對(duì)爆破不夠的斷面，進(jìn)行修邊，對(duì)出現(xiàn)坑面用碎石黏土泥餅找平，使管床在頂進(jìn)管節(jié)時(shí)不發(fā)生塌陷、脫節(jié)、隆起。

5頂進(jìn)

按常規(guī)頂進(jìn)，但每次頂進(jìn)過程中都要觀察推進(jìn)的頂力、偏位、管床變化等情況并及時(shí)進(jìn)行測(cè)量檢查。

6管外注漿

頂管地下對(duì)接管道貫通后，對(duì)工具管、中繼站等進(jìn)行處理。然后用拌、注漿設(shè)備，通過管路接頭、連接注漿孔閘閥等對(duì)管外空隙進(jìn)行注漿，將管道與土層之間空隙充填。

注漿壓力控制在0.2mpa-0.3mpa漿液配合比:水:水泥（425#）:早強(qiáng)劑=1:1:0.02。

7安全教育、檢查保證措施

1）安全生產(chǎn)制度。根據(jù)合肥市建委有關(guān)文件規(guī)定，并結(jié)合本工程的實(shí)際情況制定關(guān)于安全教育、安全檢查、安全交底、安全活動(dòng)等四項(xiàng)制度，要求所有進(jìn)入本施工現(xiàn)場(chǎng)的人員以班組為單位進(jìn)行檢查，同時(shí)制定本工程《安全生產(chǎn)獎(jiǎng)罰條例》以確保制度及各項(xiàng)措施的落實(shí)。

2）工程施工階段的防護(hù)措施。做好坑洞口及洞口臨邊的防護(hù)：在工作坑、接收坑周圍設(shè)置高度1.5米的雙層鋼管護(hù)欄，采用彩鋼板把工作坑、接收坑與外界分隔，并設(shè)立警示警告標(biāo)志、夜間設(shè)置紅燈警示井口；洞口設(shè)置高于四周地表0.2米坡度為５%的流水坡，以防雨天地表水的流入，對(duì)工作坑安全產(chǎn)生不利影響。施工中隨時(shí)檢查工作坑洞口觀察點(diǎn)洞口、臨邊的防護(hù)措施情況，因施工需要拆除的防護(hù)，應(yīng)在施工結(jié)束后及時(shí)恢復(fù)。在洞口上下施工需要設(shè)警戒區(qū)，派專人看守。

現(xiàn)場(chǎng)所有機(jī)械設(shè)備必須按照施工平面圖布置圖進(jìn)行布置和停放，機(jī)械設(shè)備的設(shè)置和使用必須嚴(yán)格遵守《施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備安全管理規(guī)定》，現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械有明顯的安全技術(shù)操作指示牌，所有機(jī)械設(shè)備應(yīng)經(jīng)常性清潔、潤滑、緊固、調(diào)整、不能超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和帶病工作，并設(shè)置在離工作坑１米以外的安全地點(diǎn)。

8結(jié)束語

對(duì)合肥市建設(shè)中爆破頂管施工工藝進(jìn)行了總結(jié)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的條件提出淺埋小截面巷道掘進(jìn)光面爆破施工方案。該方案將爆破成硐與頂管施工相結(jié)合避免了拆遷工作、減小了環(huán)境污染、加快了工程進(jìn)度、節(jié)省了項(xiàng)目投資，對(duì)類似工程有很好的借鑒、指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]GB50218-94工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn).

[2]最新煤礦爆破新工藝,新方法,新技術(shù)與爆破參數(shù)計(jì)算實(shí)用手冊(cè).中國煤炭科技出版社,2010.

[3]GB6722-2003爆破安全規(guī)程.