分區(qū)爆破在貴陽火車北站場(chǎng)平工程中的應(yīng)用

改造者:楊茂剛 肖建章 高玉林

分區(qū)爆破在貴陽火車北站場(chǎng)平工程中的應(yīng)用

改造者:楊茂剛 肖建章 高玉林

貴陽火車北站場(chǎng)平工程周圍環(huán)境復(fù)雜，為確保臨近公交車站、鐵路及建筑物的安全，以及不影響火車北站正常運(yùn)營(yíng)的前提下，采用分區(qū)控制爆破技術(shù)，即將爆區(qū)分為機(jī)械破碎區(qū)、淺孔爆破區(qū)及深孔爆破區(qū)的爆破施工總方案，并采用巖墻作為防護(hù)屏障及炮孔部位加柔性覆蓋并用沙袋壓實(shí)等防護(hù)措施，有效的控制了爆破危害效應(yīng)。工程成功的經(jīng)驗(yàn)可為城區(qū)大方量石方開挖爆破提供參考。

工程概況

項(xiàng)目情況

爆破區(qū)域位于貴陽火車北站功能區(qū)，火車北站候車大樓西北側(cè)。爆區(qū)地勢(shì)總體呈南東側(cè)高，北東、北西、南西側(cè)相對(duì)較緩，南東側(cè)最高高程1307.2m，南西側(cè)最低高程1257.8m左右，相對(duì)高差近49.4m，總開挖工程量約50萬m3。爆區(qū)的巖性為三疊系松子坎組泥質(zhì)白云巖及石灰?guī)r，斷裂、褶皺十分發(fā)育，受其影響場(chǎng)區(qū)地層產(chǎn)狀變化較大，主要巖層傾向指向東南方向，

周邊環(huán)境

貴陽火車北站已開通運(yùn)行，客流量很大，周邊環(huán)境比較復(fù)雜。項(xiàng)目位于火車北站沿線1000m內(nèi)，該場(chǎng)地西側(cè)為甲秀北路，爆區(qū)距甲秀北路最近8m；北側(cè)為擬建陽關(guān)大道擋土墻，爆區(qū)距擬建陽關(guān)大道最近39m；東側(cè)為貴陽北站軌道圍墻，爆區(qū)距貴陽北站軌道圍墻最近89m；東南為貴陽北站，爆區(qū)距貴陽北站最近138m；南側(cè)為站前北路及公交車站，爆區(qū)距站前北路最近8m，距公交車站最近168m。爆區(qū)南北向長(zhǎng)約231m，東西向長(zhǎng)約298m。爆區(qū)環(huán)境示意圖如圖1所示。

工程爆破難點(diǎn)

（1）由于該工程爆區(qū)緊鄰已啟用的貴陽火車北站，且四面道路環(huán)繞，施工環(huán)境較為復(fù)雜，爆破產(chǎn)生的飛石、振動(dòng)、粉塵、噪聲等有害效應(yīng)均可能對(duì)周邊重要保護(hù)對(duì)象產(chǎn)生危害。

（2）施工場(chǎng)區(qū)較寬廣，工程量較大，工期要求與安全限制的矛盾突出，加之工程地質(zhì)條件對(duì)爆破施工存在不利因素，大大增加了作業(yè)難度。

爆破方案的選擇

爆破方案的選擇首先必須考慮保障周圍環(huán)境安全，并滿足施工工期的要求，以提高經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)本工程開挖區(qū)域面積廣、石方量大，四鄰環(huán)境較復(fù)雜，施工條件比較困難的實(shí)際情況，經(jīng)認(rèn)真研究決定采用分區(qū)爆破方案，即根據(jù)現(xiàn)有實(shí)際地形條件，并根據(jù)爆破部位與周圍建筑物距離的遠(yuǎn)近將整個(gè)爆區(qū)分成三個(gè)分區(qū):機(jī)械破碎區(qū)、淺孔爆破區(qū)及深孔爆破區(qū)，對(duì)臨近火車北站候車大樓、鐵路線和甲秀北路的區(qū)域，采用機(jī)械破碎法進(jìn)行施工，尤其靠南面、東南面邊界的巖體應(yīng)預(yù)留15m厚、10m高的巖墻滯后主爆破區(qū)并只采取機(jī)械破碎法開挖；與機(jī)械破碎區(qū)緊鄰的為淺孔爆破區(qū)，該區(qū)距鐵路及房屋較近，爆破時(shí)需控制最大段起爆藥量及爆破規(guī)模，故采用孔徑為40mm，孔深為1.5-4.0m的淺孔爆破，淺眼控制爆破也作為處理局部欠挖、修整施工便道以及為深孔爆破創(chuàng)造臨空面的開挖爆破，人為實(shí)現(xiàn)定向控制爆破；爆區(qū)中心區(qū)域?yàn)樯羁妆茀^(qū)，主要采取中深孔連續(xù)裝藥和間隔裝藥結(jié)構(gòu)相結(jié)合的控制爆破方式，并保證填塞長(zhǎng)度大于最小抵抗線W。使用分區(qū)爆破，不僅可控制爆破震動(dòng)和飛石，達(dá)到實(shí)現(xiàn)安全爆破的目的，還可以解決保障施工安全與大規(guī)模機(jī)械化施工的矛盾。分區(qū)爆破如圖2所示。

爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

淺孔爆破參數(shù)

淺孔控制爆破參數(shù)如表1所示。

深孔爆破參數(shù)

深孔臺(tái)階爆破參數(shù)見下表2。

起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

為了保障控制爆破效果，采用微差起爆技術(shù)，每次爆破規(guī)模根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件從1孔一響到10孔一響不等。爆破網(wǎng)路采用多排或單排毫秒逐孔微差松動(dòng)爆破方式，即孔內(nèi)裝同段、同廠、同批號(hào)的高段位毫秒延期雷管（11段以上），孔外用同段、同廠、同批號(hào)的低段雷管（3段以下）逐孔搭接并聯(lián)，每次起爆規(guī)模不超過3排。

圖1 爆區(qū)周圍環(huán)境示意圖

圖2 分區(qū)爆破示意圖

表1 淺孔臺(tái)階控制爆破參數(shù)表（d=40mm）

表2 深孔臺(tái)階爆破參數(shù)表（D=90mm q=0.35kg/m3）

6爆破安全與防護(hù)

6.1爆破振動(dòng)安全校核

根據(jù)下式計(jì)算距周邊建筑物不同距離處的地面質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度。

式中；R為爆源中心到被保護(hù)物的距離，m；Q為單響最大起爆藥量，kg；按設(shè)計(jì)，距離20m范圍淺孔爆破Qmax≤1.5kg；距離100m范圍淺孔爆破Qmax≤24kg；距離100m—200m范圍深孔爆破Qmax≤60kg；距離200m以上范圍深孔爆破Qmax≤78kg； V為保護(hù)物處的地面質(zhì)點(diǎn)振速，cm/s；K、α為修正系數(shù)，這里取K=200、α=1.8。

計(jì)算結(jié)果如下表3。

表3 爆破震動(dòng)速度結(jié)果

計(jì)算結(jié)果都小于建筑物的安全允許振動(dòng)速度2.0cm/ s，表明爆破振動(dòng)對(duì)房屋、鐵路是安全的。

根據(jù)爆破點(diǎn)距離鐵路、保護(hù)建筑物的遠(yuǎn)近，依據(jù)上表校核，可采用不同的起爆網(wǎng)路，控制單響起爆藥量及一次起爆總藥量。原則上對(duì)深孔爆破區(qū)域的一次起爆總藥量不超過500kg，淺孔爆破區(qū)域的一次起爆總藥量不超過125kg。爆破施工應(yīng)嚴(yán)格遵守鐵路部門規(guī)定的爆破時(shí)間，以免影響周邊居民生活和確保鐵路設(shè)施安全。

個(gè)別飛石的距離校核與安全防護(hù)

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式估算臺(tái)階爆破的飛石距離:

式中:RFmax為飛石的飛散距離； Kφ為安全系數(shù)，取15～16；D為藥孔直徑，cm

經(jīng)計(jì)算得RFmax =64m（d=4.0cm），RFmax =144m（d=9.0cm）。計(jì)算結(jié)果表明爆破飛石可能對(duì)周圍建筑產(chǎn)生影響，在爆破施工過程中采取以下防護(hù)措施來控制飛石的危害:

（1）嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)控制單響起爆藥量及一次起爆總藥量。同時(shí)，加強(qiáng)炮孔堵塞，良好的堵塞質(zhì)量，可以使飛石的危害范圍大大降低。

（2）調(diào)整最小抵抗線方向，最小抵抗線方向盡可能避開應(yīng)保護(hù)對(duì)象。一般而言，飛石方向也就是最小抵抗線方向，因此，布眼過程中控制好最小抵抗線方向，也就解決了飛石的危害問題。

（3）加強(qiáng)覆蓋，采用淺眼控制爆破時(shí)，對(duì)每個(gè)炮孔孔口和自由面進(jìn)行嚴(yán)密防護(hù)覆蓋，即對(duì)每次的爆破體采取柔性覆蓋并在其上方加壓土袋防護(hù)以防止個(gè)別飛石的破壞作用，并對(duì)有可能出現(xiàn)危險(xiǎn)滾石的地段加設(shè)鋼絲繩網(wǎng)防護(hù)，鋼絲繩網(wǎng)四周設(shè)錨桿拉緊。

爆破效果與體會(huì)

通過精心設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的監(jiān)督實(shí)施，從爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果及爆后調(diào)查看，保護(hù)對(duì)象未受到損壞，爆破飛散物得到較好控制，鐵路運(yùn)行正常，爆破效果非常好，工程得以順利完成。

通過對(duì)本項(xiàng)目的工程實(shí)踐，有如下認(rèn)識(shí):

（1）在復(fù)雜環(huán)境中，根據(jù)距保護(hù)對(duì)象的距離不同，采用分區(qū)爆破不僅可以有效地控制爆破振動(dòng)和飛石，而且能達(dá)到改善爆破效果的目的，生產(chǎn)實(shí)踐證明，分區(qū)爆破方法科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。

（2）在城區(qū)復(fù)雜環(huán)境下采用預(yù)留巖墻的施工方法，將復(fù)雜區(qū)域內(nèi)大方量的石方控爆轉(zhuǎn)化成小方量的巖墻機(jī)械破碎拆除，這提高了整個(gè)工程的安全性、高效性。

楊茂剛 肖建章 高玉林

貴州省銘豪爆破監(jiān)理有限公司

楊茂剛（1965-）男，副總經(jīng)理，主要從事工程爆破的施工與管理工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.22.001