控制爆破技術(shù)在渠道工程開挖中的應(yīng)用

王麗娜

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 工程概況

某工程渠道總長4.2km，石方開挖主要分布在渠道中段，約占開挖總量的90%。渠道開挖斷面為梯形斷面，渠道挖深約8～18m，渠底約2～8m為風(fēng)化巖層與片麻巖，需采取爆破方法開挖。

2 工程地質(zhì)

根據(jù)設(shè)計文件提供，本工程渠底5m以下為土巖雙層結(jié)構(gòu)類型，表層黃土狀壤土、砂土，其以下部分工程地質(zhì)為片麻巖段。

3 爆破方案確定

依據(jù)地質(zhì)條件，先用反鏟挖掘機(jī)開挖風(fēng)化程度較弱的巖石，剩余部分采用爆破方法開挖。結(jié)合施工現(xiàn)場周邊環(huán)境確定爆破方案：

1）渠道從村莊邊通過，為將破壞影響降到最小范圍，爆破施工中減小單響藥量，采用預(yù)裂爆破、微差控制爆破技術(shù)，有效降低爆破振動速度；

2）本工程石方開挖屬敞開式槽型開挖，由于其開挖深度不同且其工作面長度較大，巖石開挖量較大，為加快施工進(jìn)度，將施工面按渠道軸線方向分段分層進(jìn)行開挖作業(yè)，施工中采用全液壓潛孔鉆機(jī)進(jìn)行主炮孔作業(yè)，普通風(fēng)動潛孔鉆進(jìn)行預(yù)裂孔作業(yè)；

3）為確保建基面基巖的完整性，根據(jù)基巖開挖厚度分層進(jìn)行開采，保護(hù)層以上部分采用淺孔爆破、深孔微差控制爆破完成，保護(hù)層采用一次性爆破開采完成；

4）為保證開挖質(zhì)量，周邊孔采用預(yù)裂爆破技術(shù)，保障渠道開挖邊線尺寸及邊坡穩(wěn)定。

根據(jù)上述分析，結(jié)合現(xiàn)場施工條件，現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備，爆破方案確定采用深孔微差控制爆破、淺眼微差控制爆破、周邊預(yù)裂孔、保護(hù)層一次性開挖相互結(jié)合方法依次開挖，嚴(yán)格按照爆破方案及相關(guān)規(guī)范規(guī)程施工。

4 爆破試驗及爆破參數(shù)

4.1 爆破試驗

為確定合理爆破參數(shù)和孔網(wǎng)參數(shù)，渠道石方開挖在渠首部位進(jìn)行生產(chǎn)性爆破試驗，按照擬定的爆破參數(shù)分組分區(qū)進(jìn)行鉆孔爆破，根據(jù)爆后爆堆、保留巖體的完整性、巖面平整度、周邊影響等因素確定合理爆破參數(shù)。

4.2 爆破參數(shù)

爆破參數(shù)主要包括鉆孔孔徑、梯段高度、最小抵抗線、孔間排距、超鉆深度、鉆孔深度、單耗（線裝藥量）以及封堵長度等。根據(jù)相關(guān)公式計算爆破參數(shù)（計算過程略），結(jié)合現(xiàn)場試驗合理確定爆破參數(shù)。

深孔梯段爆破參數(shù)見表1。

表1 石方開挖深孔梯段爆破主炮孔爆破參數(shù)表

淺孔（保護(hù)層）爆破參數(shù)見表2。

表2 石方開挖淺孔爆破參數(shù)表

周邊預(yù)裂爆破參數(shù)見表3。

表3 石方開挖周邊預(yù)裂孔爆破參數(shù)明細(xì)表

5 爆破施工工藝

施工工序：施工準(zhǔn)備→鉆孔→裝藥→封堵→爆破→超大粒徑破碎→挖運(yùn)。

5.1 施工準(zhǔn)備

石方開挖前，結(jié)合現(xiàn)場的施工條件布置好施工風(fēng)、水、電、路等。

5.2 鉆孔

根據(jù)爆破設(shè)計的孔網(wǎng)參數(shù)，按照設(shè)計方向和角度鉆孔，針對不同的開挖深度分別采用不同的鉆孔機(jī)械進(jìn)行鉆孔，各種鉆孔角度應(yīng)均與作業(yè)面平行，使孔底落在同一平面上，以保證下一層平臺的平整，鉆孔完成后要吹凈孔內(nèi)殘渣，以保證爆破效果。鉆孔達(dá)到設(shè)計深度后，為防止地表水或異物落入孔內(nèi)造成塌孔堵塞，用編織袋或木塞將孔口塞緊，蓋土封頂。渠道控制爆破炮孔結(jié)構(gòu)形式如圖1、圖2所示。

圖1 炮孔結(jié)構(gòu)剖面示意圖

圖2 炮孔結(jié)構(gòu)平面示意圖

5.3 裝藥與堵塞

5.3.1 裝藥

使用炸藥：水膠炸藥、2#巖石硝銨炸藥。

裝藥方法：按設(shè)計藥量及設(shè)計的裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行人工裝藥，現(xiàn)場裝藥時要求探孔，確定孔內(nèi)沒有堵塞、檢測孔深，進(jìn)行裝藥。主爆破孔采用偶合裝藥結(jié)構(gòu)，預(yù)裂孔的裝藥采取間隔不偶合裝藥結(jié)構(gòu)，保護(hù)層開挖裝藥時需在其底部加20 cm厚柔性墊層，以保證建基面巖體不受破壞，詳見圖3、圖4、圖5。

圖3 偶合裝藥結(jié)構(gòu)

圖4 間隔不偶合裝藥結(jié)構(gòu)

圖5 保護(hù)層開挖裝藥結(jié)構(gòu)

5.3.2 堵塞

堵塞材料：采用壤土或鉆孔巖粉。

堵塞方法：頂部適當(dāng)搗實(shí)，按設(shè)計堵塞長度進(jìn)行封堵。

5.4 起爆網(wǎng)路

根據(jù)現(xiàn)場情況，在爆區(qū)附近有大量施工用電及居民用電，存在大量雜散電流，大量使用電雷管將存在很大安全隱患，為確保施工安全，消除安全隱患，因此在爆破網(wǎng)路中雷管應(yīng)采用非電毫秒導(dǎo)爆管雷管，采用電雷管起爆。

結(jié)合以上實(shí)際情況，爆破網(wǎng)路采用非電毫秒延時微差起爆網(wǎng)路，起爆采用電雷管，主炮孔孔內(nèi)安裝高段位非電毫秒微差雷管引爆，預(yù)裂孔采用導(dǎo)爆素引爆，孔外采用導(dǎo)爆素分段連接，孔外傳爆采用MS3非電導(dǎo)爆管雷管，形成孔外微差接力、孔內(nèi)延時起爆。為創(chuàng)造良好的臨空面，可采用V型起爆網(wǎng)絡(luò)，預(yù)裂孔先于主炮孔100 ms～150 ms起爆。

5.5 挖運(yùn)

爆破完成后，利用部分爆破石渣修筑開挖區(qū)內(nèi)的臨時棄渣道路，其余石渣運(yùn)至棄渣場。

6 爆破影響及安全措施

6.1 爆破影響

爆破時主要產(chǎn)生爆破振動、飛石和噪聲，對附近百姓的房屋可能因振動造成裂縫，因個別飛石造成扎傷，因噪聲影響附近居民生活等。

針對上述情況，根據(jù)公式計算爆破的安全距離確定為振動安全距離為107.4m，飛石安全距離為135m，空氣沖擊波對人體的安全距離為148m，但根據(jù)爆破安全規(guī)程，露天淺孔、深孔爆破警戒范圍以爆心為中心取300 m。

6.2 爆破安全措施

為確保安全，將開挖邊線以外100 m范圍內(nèi)的房屋進(jìn)行拆遷，在爆破時將300 m以內(nèi)的人員及重要機(jī)械等全部撤離到安全距離以外，同時嚴(yán)格控制單響藥量，將單向最大藥量控制在220 kg以內(nèi)，最小抵抗線降至2.0 m以內(nèi)，調(diào)整爆破時間，將爆破產(chǎn)生的影響盡量減小，減小對附近村民生活及工作的影響。

7 結(jié)語

本工程爆破環(huán)境較差，有大量民房及建筑物，部分建筑物在工程開挖區(qū)范圍內(nèi)及周邊，施工環(huán)境較差，施工中對爆破產(chǎn)生的不利因素進(jìn)行重點(diǎn)控制，采用淺孔、深孔微差控制爆破、預(yù)裂爆破、保護(hù)層一次性開挖相互結(jié)合控制爆破技術(shù)，既保證了安全又使得邊坡穩(wěn)定、平整，加快了施工進(jìn)度，同時又取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，可在水利、公路等石方開挖施工中廣泛應(yīng)用。