緊鄰村莊居民住房的石方爆破工程實踐

高可帥　宋瑞富

（青島海防工程局　山東　青島　266031）

緊鄰村莊居民住房的石方爆破工程實踐

高可帥宋瑞富

（青島海防工程局山東青島266031）

在青島市某岸線整理工程中，爆破采石場緊鄰周邊村莊，環(huán)境復雜，通過精細的設計、必要的技術手段和施工組織措施，成功的進行了數10次的爆破施工，保證了開挖巖體周圍緊鄰的民房安全，加快了施工進度，達到了較好的爆破效果。

民房；石方爆破；預裂爆破

1　概況

青島市某岸線整理工程位于青島市濱海大道附近，根據規(guī)劃需要，需要對某村莊附近料場進行開挖。待開挖的料場面積2萬m2，高差30m，地面以上開挖高度10m，地面下開挖深度20m。本次討論料場西側民房周圍的淺孔爆破孔深控制在1.5m之內，待開挖的基礎巖石為自東向西呈下坡狀，兩處山坡巖石為堅硬花崗巖，硬度系數約為12。挖裝主要使用小型挖掘機清渣配合人工清渣，爆后石料要求塊度不大于30cm，否則無法進行裝車。為達到上述目的，采取了相應的技術措施。

本次爆破施工主要難度在于距離被保護的目標太近，特別是部分民房為土坯房，最近距離30m，院墻上已有明顯裂痕，同時還需要保證爆破后未爆破區(qū)域巖石穩(wěn)定，圍墻穩(wěn)固，就要求在施工中不僅要控制飛石距離，還要嚴格控制爆破時的地震效應強度。

2　爆破設計

為保證周圍環(huán)境安全，確保周圍建筑、設施、居民不被干擾和影響，計劃采用手風鉆打淺孔小藥量裝藥爆破的施工技術，對爆破震動和飛石進行控制，同時保證良好的爆破效果。

2.1巖體淺孔爆破方案

（1）方案設計原則

使用手風鉆進行淺孔爆破具有裝藥分布均勻，巖石破碎充分，不易產生飛石，便于人工清運等優(yōu)點。設計原則是：采用小間距、小比藥量布藥原則，使爆破能量均勻分布，采用松動爆破，加以有效的防護措施，避免產生飛石，降低噪聲，確保周圍環(huán)境安全。

（2）參數設計

孔距：a=1.0m；

排距：b=0.8m；

設計開挖深度：一般H=1.5m；

超深：△H=0.1～0.2m；

孔深：l=H+△H=1.6～1.7m；

孔徑：d=32mm；

單耗根據現(xiàn)場巖體實際情況取系數K=0.35～0.4kg/m3；

單孔裝藥量：C=KabH=0.35×1×0.8×1.5=0.4kg；

裝藥結構：孔內連續(xù)裝藥結構，底部起爆；

堵塞長度：L′=25～30d=0.95～1.1m，取1m，孔內用石渣、石粉密實填塞。

2.2邊坡預裂爆破參數設計

（1）方案設計原則

為了保護邊坡及降低爆破振動對周邊民房的影響，在設計邊坡處采用預裂爆破技術進行開采。根據設計圖紙，邊坡東西寬為200m，平均高度1.5m，邊坡角平均60°。預裂爆破鉆孔采用孔徑φ40mm的手風鉆機，炸藥藥卷直徑選用為φ32mm。

（2）預裂爆破參數設計

孔徑：d=76mm；

孔間距：a=（8～12）×d=0.4m；

坡角：60°；

預裂孔深：孔底與前排主炮孔在同一高度，經計算取=1.8m；

根據淺孔爆破的巖石具體情況取線裝藥密度系數K=0.1kg/m；

單孔裝藥量：C=175g（不含導爆索藥量）；

裝藥結構：為降低爆破振動及噪聲，使用不耦合裝藥結構，導爆索串連藥卷的裝藥方式，導爆索長度取l=2m，孔內藥包設置為底部一個50g藥包，上部4～5個25g的藥包均勻設置，使用2段非電導爆管雷管起爆導爆索；

孔口0.3m處使用報紙搗填，上部用石渣、石粉密實填塞。

2.3起爆網路

（1）起爆方式：采用非電起爆網絡引爆。根據爆破監(jiān)測單位對爆破振動的控制要求，單響孔數不超過5個，基本將單次齊爆藥量控制在2kg之內。

（2）單次爆破裝藥排數控制在三排之內，排間延時50ms。

（3）孔外使用四通連接導爆管。

（4）為克服雜散電流，用激發(fā)針起爆導爆管的方式起爆整個爆破網絡。

2.4個別孤石爆破破碎參數設計

炮眼法破碎大塊孤石時，打眼的深度根據孤石的厚度決定，根據經驗，孤石厚度小于1m的石塊炮眼深為厚度的1/3，厚度1～2m眼深為厚度的1/2，如圖1所示。

圖1　用炮眼法破碎孤石

在大塊巖石上鉆的炮眼位置和深度要仔細地計算出來，只要任一方向上的抵抗線過小，就會出現(xiàn)石塊的大部分未能裂開的不良結果，開眼位置要適應大塊的形狀，如果大塊很大，可能需要幾個炮眼，以便能夠均勻地分配裝藥量。在一塊巖石上的數個炮眼，應使用同段雷管同時起爆，而且炮眼中的裝藥應用砂或鉆粉與黏土做成的炮泥充分堵塞，個別環(huán)境下還需要充分地加以覆蓋。表1列出了不允許產生飛石的大塊巖石炮孔法爆破裝藥量。

表1　大塊石裝藥量表

3　安全防護措施

3.1防止個別飛石和消除噪聲措施

由于施工環(huán)境對爆破安全要求非常嚴格，故本次施工采取加強防護措施：合理安排爆破自由面，對爆破巖體使用預制鐵絲網進行覆蓋，鐵絲網用鐵絲固定到未開挖巖體處的鋼釬上，在鐵絲網上面加蓋一層炮被和草簾，防止爆破飛石，并有效降低爆破振動和噪聲，見圖2。

圖2　預裂爆破裝藥示意圖

3.2爆破震動校核

爆破產生的震動對周圍的影響采用質點垂直震動速度來衡量，其計算公式如下：

Q段=R3·（V/K）3/α

式中：V-質點垂直震動速度，cm/s；R-爆破中心至被保護目標的距離，此取30m；K-與地質因素有關的系數，取150；a-與爆破條件有關的衰減指數，取1.8。

經計算，Q可取2kg，本工程單孔藥量為400g，起爆孔數控制在五孔之內可保證振動安全，實際施工過程中爆破振速最高一次的峰值振速為1.3mm/s。

3.3爆破飛石校核

實施爆破時，爆破沖擊正前方向為飛石主要方向。這個方向的石渣飛散最遠，側向次之，背向較少。實施爆破作業(yè)時，利用爆破飛石這個特點，通過安排自由面方向，梯段爆破起爆順序，起爆網絡結構等方法，對爆破飛石安全進行有效控制。由于爆破條件非常復雜，要從理論上計算出個別飛石的飛散距離是十分困難的，本工程單孔藥量控制在400g，實踐證明，在堵塞良好的情況下，爆破會引起巖體松動，幾乎不產生飛石，實際操作過程中警戒距離淺孔爆破取200m非常安全。

4　爆破效果

4.1觀察

西側巖體分為10次爆破完畢，預裂孔半孔率較高，邊坡穩(wěn)定，爆堆明顯上鼓，向前移動約1m，沒有飛石落入警戒區(qū)之外，鐵絲網、炮被和草簾的使用有效的阻止了爆破飛石，經爆破振動監(jiān)測，最高一次爆破振速峰值1.3mm/s。

4.2挖掘

山體爆破后塊度適合于小型挖掘機及人工推車搬運，少部分大塊用145mm破碎錘進行二次破碎后可以滿足裝載要求。

5　幾點體會

（1）預裂孔使用毫秒2段導爆管雷管能滿足同時起爆的需要，爆破形成預裂面滿足設計要求，又降低了爆破振動。

（2）通過嚴格控制爆渣拋擲方向，加密孔距排距，減少裝藥量，保證堵塞質量和堵塞長度等技術措施，加以使用鐵絲網、炮被和草簾的防護方式能可靠控制爆破飛石。

（3）孔上部一段空氣和石渣填塞的方式能促進爆破能量充分利用，對預裂孔成孔效果有良好的促進作用。

（4）爆破仍產生個別小碎石，飛散距離達到10m左右，經分析認定為巖體存在裂隙導致抵抗線發(fā)生變化所致，因此淺孔爆破起爆時應適當增大警戒距離。

[1]汪旭光.爆破手冊.冶金工業(yè)出版社，2010.

[2]顧毅成.爆破工程施工與安全.冶金工業(yè)出版社，2004.

TD235

A

1673-0038（2015）23-0237-02

2015-3-15

高可帥（1984-），男，工程師，本科，主要從事爆破工程施工工作。