機場不停航施工石方松動爆破探討

黨軍宏 雷旭華 路永紅

(中國航空港建設(shè)第七工程總隊，陜西寶雞 721006)

0 引言

西寧曹家堡機場位于青海省西寧市互助縣高寨鄉(xiāng)曹家堡村。本次爆破工程施工區(qū)位于高寨鎮(zhèn)東村東北部，施工內(nèi)容為東北側(cè)凈空V360段 ～V395段，石方工程爆破、挖渣運輸，總方量約110余萬立方米，最大挖深達36 m。爆破區(qū)巖石主要為紅色砂巖，巖石硬度系數(shù)f約4～6，施工區(qū)海拔約2 300 m～2 400 m。

1 爆破方案選擇及設(shè)計思路

根據(jù)爆破工程量、工期、地質(zhì)地形、安全環(huán)境等有關(guān)要求，結(jié)合單位技術(shù)水平和施工機械實力，綜合考慮擬采用露天梯段深孔減弱松動控制爆破為主、淺眼爆破為輔、逐孔起爆的爆破方案，在邊緣區(qū)域的邊坡爆破時，采用光面控制爆破或預(yù)裂控制爆破技術(shù)和淺孔爆破，確保邊坡穩(wěn)定、美觀和爆破安全。

選取合理的孔網(wǎng)參數(shù)和裝藥結(jié)構(gòu)，嚴格控制單孔裝藥量，從而減少爆破飛石的產(chǎn)生。

采用孔外逐排、逐孔相結(jié)合的延時起爆網(wǎng)路技術(shù)，嚴格控制單響藥量，將質(zhì)點振動速度控制在小于國家規(guī)定范圍內(nèi)，確保周圍群眾及重點目標安全。

2 起爆網(wǎng)路

采用毫秒延時非電起爆網(wǎng)路。孔內(nèi)采用大段別MS14(760 ms)雷管，孔間采用小段別MS3(50 ms)雷管接力，排間采用MS7(200 ms)雷管接力，從而最大限度地降低爆破產(chǎn)生的震動。

3 梯段要素和爆破參數(shù)的確定

1)根據(jù)挖深為5 m～36 m的地形條件，以平臺底標高為準，從開挖線開始布孔，分層(每層6 m)縱向梯段法，傾斜鉆孔。

2)孔徑為90 mm，孔深根據(jù)炮孔的標高確定。

3)超鉆深度h，第一排取0.8 m，第二排以后取1.2 m。

4)底盤抵抗線W1:W1=kd，其中，k一般取32～28;d為孔徑，mm，則 W1=(32～28)×90=(2.9～3.4)m，實際選取3 m。

5)孔距a與排距b。a.孔距a:a=mW1，其中，m為炮密集系數(shù)，一般取0.8 ～1.4，則 a=(0.8 ～1.4)×3=(2.4 ～4.2)m，實際選取3.5 m;b.排距 b:a=mb，則 b=a/m=3.5/(0.8 ～ 1.4)=(4.4 ～2.5)m，實際選取3 m。

藥包平面布置示意圖見圖1。

圖1 藥包平面布置示意圖

6)堵塞。a.當不允許有飛散物時，堵塞長段取鉆孔直徑的30倍～35倍，即2.7 m～3.5 m。b.允許有個別飛散物時，堵塞長段取鉆孔直徑的20倍～25倍，即1.8 m～2.5 m。因不允許有個別飛散物，實際選取3.5 m。

7)單孔裝藥量Q。a.單排孔爆破(或第一排炮孔)，每孔裝藥量按下式計算:Q=qaW1H，其中，q為單位耗藥量，取0.18 kg/m3;a為孔距，m;H為梯段高度，m。b.多排孔爆破時。從第二排起，各排孔的裝藥量可按下式計算:Q=KqabH。其中，K為考慮受前面各排孔的巖石層阻力作用的裝藥量增加系數(shù)，一般取1.1～1.2。

8)微差間隔時間Δt:Δt=KpW1(24－f)。其中，Δt為微差間隔時間，ms;W1為底盤抵抗線，m;f為巖石堅固系數(shù)4～6，取5;Kp為巖石裂隙系數(shù)，裂隙少的巖石取Kp=0.5，中等裂隙巖石，取Kp=0.75，裂隙發(fā)育的巖石，取 Kp=0.9。

計算式的有關(guān)參數(shù)確定計算:Δt=0.9×3×(24－5)=51.3 ms。

實際工程中，微差間隔時間受所能得到的延期雷管本身的名義延期時間限定，故取Δt=50 m。

4 藥量計算

每孔裝藥量依照3中第7)條中的公式計算，后排炮孔藥量增加系數(shù)取1.2，孔深與藥量的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 孔深與藥量的對應(yīng)關(guān)系

5 淺孔爆破方案(輔助炮孔設(shè)計參數(shù))

對開挖區(qū)邊緣部分邊坡開挖和修整，采用淺孔爆破。用YT-24型風(fēng)動鑿巖鉆孔，炮眼直徑38 mm或40 mm，布眼方式梅花形和方形混合布孔。

1)最小抵抗線W:W=(30～35)d，其中，d為炮眼直徑，mm。

2)排距b:b=W。

3)孔距 a:a=1.25W。

4)超距 Δh:Δh=(0.08 ～0.12)h，其中，h為開挖厚度。

5)孔深 L:L=h+Δh。

6)單位耗藥量K:K選0.35 kg/m3。

7)每孔裝藥量q=KabH。

6 二次爆破(孤石)鉆孔裝藥量

二次爆破(孤石)鉆孔裝藥量參考表見表2。

表2 二次爆破(孤石)鉆孔裝藥量參考表

7 光面爆破參數(shù)設(shè)計

7.1 不耦合系數(shù)n

不耦合系數(shù)通常采用 1.1 ～3.0，其中以 1.5 ～2.5 用的較多，設(shè)計選用2。

7.2 光面炮孔間距a

炮孔間距一般為孔眼直徑的10倍～14倍，在節(jié)理裂隙比較發(fā)育巖石中應(yīng)取小值，整體性好的巖石可取大值，設(shè)計選用10。

7.3 最小抵抗線W

其中，d為鉆孔直徑。

7.4 炮孔密集系數(shù)m

一般炮孔密集系數(shù) m=0.8 ～1.0，選用0.8。

7.5 單位裝藥量q

軟巖一般用70 g/m～120 g/m。

7.6 起爆間隔時間

采用齊發(fā)爆破，相鄰光面炮眼的起爆間隔時間不應(yīng)大于100 ms。

施工單位于2010年8月31日晚上19:20對西寧機場東北側(cè)凈空山體進行了試爆施工，情況如下:

1)試爆區(qū)域面積。a.范圍:V373－376+4/H123+10－H124+12;b.面積:64 m×22 m，共計1 408 m2。炮孔按照4 m×4 m方格網(wǎng)布置，采用機械打孔，孔深6 m，孔徑為9 cm，如圖2所示。

圖2 炮孔布置示意圖

2)裝藥量。根據(jù)巖體情況經(jīng)計算，平均按0.28 kg/m3進行裝藥量控制。炸藥使用2號巖石乳化炸藥和改性銨油炸藥;雷管使用非電毫秒管和順發(fā)電雷管。

3)起爆網(wǎng)絡(luò)。為減少飛石，改善破碎質(zhì)量，采用導(dǎo)爆索微差起爆網(wǎng)絡(luò)起爆。起爆網(wǎng)絡(luò)如圖3所示。

圖3 導(dǎo)爆索單向分支多排微差起爆網(wǎng)絡(luò)示意圖

4)爆破效果及結(jié)論:a.從表面情況看，基本達到松動爆破的目的，巖石表面沿布孔方向開裂松動，現(xiàn)場無盲炮。由于巖石的不均勻性，爆破后大塊率較高。b.影響深度及尺寸:從爆破后挖渣情況看，爆破影響深度為3.5 m左右。c.安全控制情況:能按照機場指揮部對飛行安全的要求組織實施爆破作業(yè)，對機場安全運行無影響;最大飛石距離約為50 m，對周邊村莊沒有影響;警戒情況良好，沒有不安全事故征候。

［1］GB 6722-2003，爆破安全規(guī)程［S］.

［2］何廣沂.工程爆破新技術(shù)［M］.北京：中國鐵道出版社，2000.

［3］顧毅成.爆破工程施工與安全［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

［4］鄭炳旭，王永慶，李萍豐.建設(shè)工程臺階爆破［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

［5］鄭炳旭，王永慶，魏曉琳.城鎮(zhèn)石方爆破［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

［6］王玉杰.爆破安全技術(shù)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2005.