基于精確延期的深孔控制爆破技術(shù)

吳水鋒

摘 要：根據(jù)基礎(chǔ)開挖工程，探究復(fù)雜環(huán)境下深孔控制爆破技術(shù)的實(shí)施。對(duì)基礎(chǔ)開挖逐孔精確延期爆破、控制技術(shù)與振動(dòng)效應(yīng)實(shí)施分析，結(jié)果顯示，精確延期的深孔控制爆破技術(shù)能極大地降低爆破振動(dòng)強(qiáng)度，將此技術(shù)與預(yù)裂爆破控制相結(jié)合，可增強(qiáng)降振效果。對(duì)延期時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化，爆破地震波能夠調(diào)整為分布均勻的高頻低峰值波形，從而精確地控制有害效應(yīng)與爆破破巖效果。

關(guān)鍵詞：精確延期；深孔；爆破技術(shù)

前言

近年來(lái)，城市現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程日益加快，地鐵興建、道路拓寬、基礎(chǔ)開挖等工程也不斷增多，其中均需要實(shí)施眾多石方爆破工程，因此，在建筑物密集的地區(qū)開展爆破作業(yè)時(shí)，應(yīng)對(duì)安全問(wèn)題予以高度重視。倘若實(shí)施傳統(tǒng)的淺孔爆破，一方面無(wú)法達(dá)到施工工期的需求，另一方面由于爆破頻率較高，振動(dòng)次數(shù)較多，易產(chǎn)生嚴(yán)重的擾民問(wèn)題，對(duì)工程實(shí)施進(jìn)度也會(huì)造成不利影響。而深孔爆破，具有比淺孔爆破更大的規(guī)模[1]，能夠更為嚴(yán)格地控制爆破地震波及其他具有危害性的效應(yīng)。

1 新一代起爆技術(shù)

電子雷管在設(shè)置上具有較大的靈活性，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)延期發(fā)火的目的，屬于新型電雷管，應(yīng)用一個(gè)集成電路塊取代一般電點(diǎn)火元件與化學(xué)延時(shí)為其本質(zhì)。電子雷管除了能對(duì)延時(shí)精度進(jìn)行控制之外，還能對(duì)通向雷管引火頭的電源實(shí)施控制[2]，有效避免因引火頭能量要求所致的誤差。電子雷管有效地利用了集成電路技術(shù)，從而增強(qiáng)爆破技術(shù)的精細(xì)性，同時(shí)能夠有效地控制爆破振動(dòng)效應(yīng)，創(chuàng)新了工程爆破設(shè)計(jì)。

2 基于精確延期的深孔控制爆破

（1）工程基本情況。某工程主要由3座聯(lián)體房屋與地下車庫(kù)等周邊建筑物構(gòu)成，總面積約為81400平方米，基礎(chǔ)開挖設(shè)計(jì)長(zhǎng)、寬分別為200米和40米。因場(chǎng)地面積較小，故需要進(jìn)行一定程度地拓展，拓寬方向?yàn)闁|西兩側(cè)與北側(cè)。挖開風(fēng)化巖石后，對(duì)下部基礎(chǔ)實(shí)施爆破施工，向下爆破開挖8米，東側(cè)坡體完整，進(jìn)行開挖時(shí)，難度系數(shù)較大，借助爆破，開挖深度平均為18米。樓房基礎(chǔ)爆破開挖為4.2萬(wàn)立方米。此項(xiàng)工程所處的位置為丘陵地區(qū)，通過(guò)地質(zhì)考察，明確強(qiáng)風(fēng)化巖層分布于2米以上，中等風(fēng)化位于2至5米處，弱風(fēng)化巖石為處在5米以下?？辈旖Y(jié)果顯示，場(chǎng)區(qū)周圍的環(huán)境較為復(fù)雜，在實(shí)施爆破開挖時(shí)，不可避免地要使用科學(xué)有效的防護(hù)對(duì)策和控制技術(shù)，從而保障周邊設(shè)施、建筑物和人民財(cái)產(chǎn)安全。

（2）爆破方案。分析開挖環(huán)境，對(duì)工程設(shè)計(jì)信息、巖體性質(zhì)以及附近的環(huán)境實(shí)施綜合分析后，明確如下控制爆破方案。其一，實(shí)施深孔松動(dòng)爆破，嚴(yán)格控制裝藥量以及炮孔堵塞的長(zhǎng)度，同時(shí)控制爆破飛石的距離在5米內(nèi)。其二，使用基于精確延期的深孔控制爆破技術(shù)，實(shí)現(xiàn)逐孔精確延期控制爆破，若炮孔的孔深超過(guò)10米，則進(jìn)行孔內(nèi)多段延期方案，并合理控制最大段藥量，一方面應(yīng)擴(kuò)大爆破規(guī)模，又要對(duì)爆破振動(dòng)予以嚴(yán)格控制，保障附近建（筑物的安全。其三，在分析地質(zhì)環(huán)境前提下，按照多段精確延期爆破設(shè)置，對(duì)裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)地選擇[3]，適度提高孔底藥量。在嚴(yán)格控制爆破振動(dòng)、飛石的同時(shí)，提升爆破破巖效果。其四，通過(guò)預(yù)裂控制爆破技術(shù)，建立一條預(yù)裂縫于保留區(qū)和開挖區(qū)之間，一方面能夠減震，另一方面有可避免超欠挖，以保障高陡邊坡的穩(wěn)定。

（3）深孔爆破參數(shù)（詳見表1）。結(jié)合基礎(chǔ)開挖深度與超深，將鉆孔深度定為4至19米，鉆孔設(shè)計(jì)應(yīng)于一次爆破便實(shí)現(xiàn)預(yù)期設(shè)計(jì)高度；炮孔直徑是95毫米；孔網(wǎng)參數(shù)則結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況進(jìn)行確定，最小抵抗線定為3.5米；鉆孔傾角為75度，排距為2.5米，孔距為3.0米，結(jié)合周邊環(huán)境與巖石特點(diǎn)，堵塞長(zhǎng)度應(yīng)處在0.8至1.2W之間，實(shí)施分層裝藥時(shí)，層間堵塞1.5至2米，孔口堵塞3.5至4米；依照巖體爆破作用的特征以及能量守恒定理，深孔爆破裝藥量的計(jì)算公式為Q=KF（E，α）aWh，其中α是地形坡度，E是拋擲率， F（E，α）為藥包性質(zhì)指數(shù)，立足于該計(jì)算公式、巖體特征以及現(xiàn)場(chǎng)試爆，計(jì)算后明確各孔深主炮孔的藥量（詳見表1）；而預(yù)裂爆破參數(shù)方面：孔距確定為0.9至1.2米，線裝藥量是150至250g/m。

（4）逐孔精確延期起爆和振動(dòng)特點(diǎn)。此項(xiàng)控制工程的關(guān)鍵在于對(duì)爆破振動(dòng)、飛石實(shí)施控制。在常規(guī)雷管起爆誤差的影響之下，爆破后產(chǎn)生的振動(dòng)波形難以在時(shí)空與爆源間建立精確的關(guān)系，故在分析爆破振動(dòng)特性及其效應(yīng)方面仍存在較大困難。延期時(shí)間起爆技術(shù)能夠?qū)Ρ普駝?dòng)造成的危害進(jìn)行科學(xué)地分析與控制。

孔間干擾減震于上世紀(jì)80年代被提出，一般用于等間隔時(shí)差多孔干擾減震。諾蘭達(dá)公司（加拿大）成功地完成了地下礦山卸壓深孔爆破，在分析礦體環(huán)境的基礎(chǔ)上，將孔間延期確定為20ms，排間延期定為100ms[4]。國(guó)內(nèi)借助深孔控制爆破技術(shù)，達(dá)到精確延時(shí)起爆干擾減振爆破效果，同時(shí)開展了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)兩次爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)爆破振動(dòng)具備以下特性。其一，在同樣的爆破環(huán)境下，受到雷管延期精度的干擾，導(dǎo)爆管雷管具有更大的峰值振速。如測(cè)點(diǎn)1與電子雷管爆源相距80米，振速為1.5cm·s-1，與普通雷管爆源相距70米，振速為3.45cm·s-1；測(cè)點(diǎn)2與電子雷管爆源相距60米，振速為2.5cm·s-1，與普通雷管爆源相距70米，振速為6.53cm·s-1；測(cè)點(diǎn)3與電子雷管爆源相距70米，振速為2.8cm·s-1，與普通雷管爆源相距100米，振速為6.63cm·s-1。其二，應(yīng)用多段精確延期、孔內(nèi)分層裝藥，能使爆破振動(dòng)明顯下降。其三，相對(duì)于普通雷管，電子雷管的主頻更高，同時(shí)前者的頻率范圍更為豐富，優(yōu)化延期時(shí)間之后，電子雷管爆破振動(dòng)可實(shí)施相應(yīng)的調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)高頻低峰值波形均勻的目的，確保保護(hù)物的安全。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于精確延期的深孔控制爆破技術(shù)將有可能科學(xué)控制炸藥爆炸能量、爆破巖效應(yīng)等，故將其與預(yù)裂控制爆破相結(jié)合，將獲得更為顯著的降振效果。由此可見，此項(xiàng)技術(shù)可有效改善保護(hù)物的安全性，并使爆破破巖效果得到提升。

參考文獻(xiàn)

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[4]李龍生.綜放工作面采用深孔爆破過(guò)陷落柱技術(shù)[J].煤礦現(xiàn)代化，2016（01）：68-69.