關(guān)于控制基坑石方爆破對臨近基礎(chǔ)混凝土質(zhì)量安全影響的研究

王智慧

河南省第二建設(shè)集團有限公司 河南 新鄉(xiāng) 453002

正文：

0 概述

某電廠一期2×660MW機組工程項目場地爆破開挖過程中，#1機組基坑開挖已大部分完成，#2機組、附屬工程基坑及區(qū)域外場平正在爆破開挖，而#1鍋爐建筑工程部分基礎(chǔ)已進行了混凝土澆筑作業(yè)，且個別部位有較大的邊坡。后續(xù)爆破震動對低齡期混凝土及邊坡的穩(wěn)定性有一定的影響。為了保證混凝土的質(zhì)量和安全，保證邊坡的穩(wěn)定性，提出了保證混凝土質(zhì)量安全和邊坡穩(wěn)定的措施。 事故技術(shù)人員以爆破試驗為依據(jù)，以爆破監(jiān)測信息為指導，采取合理有效的措施，保證基坑和t的開挖。 基坑的正常施工。在石方開挖過程中，保證了不同齡期混凝土的質(zhì)量和安全性，并取得良好的效果。

1 爆破試驗研究

鑒于場地環(huán)境復(fù)雜，開挖部位分布廣泛。相對于鍋爐、電除塵、煙囪基礎(chǔ)等部位高程，可將現(xiàn)場開挖區(qū)域分為三類：廠區(qū)東南水務(wù)中心部位高邊坡開挖、循環(huán)水及汽機房部位臺階開挖、#2號鍋爐房基坑負開挖、側(cè)煤倉開挖進行了研究。分別引爆?？傮w情況如下：距離及藥量大致相同的條件下，澆筑混凝土不同部位爆破引起的顆粒振動速度比較低?；炷两Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)高度相同，各部位對負開挖爆破響應(yīng)最強。部分爆破試驗，起爆網(wǎng)絡(luò)分段不明顯或未采用微差起爆網(wǎng)絡(luò)。比如，高程為26m的臺階爆破時，采用的單響最大藥量為72kg，在距離其95m、高程為13m的煙囪部位測得最大振速為2.29cm/s，其如典型波形圖1所示。高程為13m的臺階深孔爆破時，采用相同的爆破參數(shù)及爆破總藥量，在距離爆源105m煙囪同一部位處測得最大振速為4.91cm/s，其典型波形如圖2。

圖-1 典型波形圖1

圖-2 典型波形圖2

從典型的波形圖1可以看出，最大振動速度在網(wǎng)絡(luò)的中部，根據(jù)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)連接情況可以判定網(wǎng)絡(luò)中有若干段同時起爆現(xiàn)象。從典型的波形圖2中可以看出，各段的起始順序是清晰的，但仍存在一些疊加現(xiàn)象

綜上所述，爆破震動強烈的主要原因是單次爆破量、爆破中心距離、相對高差及相應(yīng)的地形地質(zhì)條件。

2 爆破震動控制措施

根據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2014），為了防止爆破震動的發(fā)生，必須嚴格控制顆粒的峰值振動速度。 影響混凝土結(jié)構(gòu)。

爆破振動安全允許標準（2014）

電廠的主廠房基礎(chǔ)是現(xiàn)澆鋼筋混凝土的獨立基礎(chǔ)，汽輪發(fā)電機的基礎(chǔ)采用筏形基礎(chǔ)，鍋爐房、側(cè)煤倉間及電除塵采用獨立基礎(chǔ)或局部的聯(lián)合基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土強度等級：C30～C50。

為此，在依據(jù)爆破安全規(guī)程中對大體積混凝土安全振速的基礎(chǔ)上，結(jié)合上述監(jiān)測成果及爆破振動規(guī)律研究，根據(jù)現(xiàn)場地形條件，參考相關(guān)理論研究，提出了該工程爆破震動安全控制標準如下：

2.1 特別控制區(qū)（30 m范圍內(nèi)）

（1）距離混凝土澆筑邊界R＜10m的開挖范圍

對于7天以上齡期混凝土 當爆源位置比保護對象基礎(chǔ)高3m以上時，采用小孔徑（d=45mm）孔深2～4m的淺孔爆破法，單孔藥量控制在（1～1.5）kg內(nèi)，單孔單響；若采用大孔徑（d=110mm），孔深控制應(yīng)在2～3m內(nèi)，裝藥量可控制在（1.5～2.0）kg內(nèi)。

對于3～7天齡期混凝土，應(yīng)采用更小藥量的爆破方案。例如，采用大孔徑（d=110mm）裝藥時，孔深控制在1～1.5m內(nèi)，將單孔藥量控制在0.8～1kg并且要求采用更合理的微差起爆網(wǎng)路。在此范圍，混凝土澆筑后的3天內(nèi)，不得進行鉆爆施工。若該范圍內(nèi)還存在較大方量的巖體需開挖，最好安排在混凝土施工前爆破挖除。

對于該范圍的高差3m以下部位特別是低開挖部位的鉆爆，要特別謹慎施工，視現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果及時進行調(diào)整相應(yīng)參數(shù)，鉆孔深度和單孔藥量減為80%。

（2）距離混凝土澆筑邊界R=10～20m的開挖范圍

對于7d以上齡期混凝土，爆源位置比保護對象基礎(chǔ)高3m以上時，采用小孔徑（d=45mm）孔深3～4m的淺孔爆破法，單孔藥量控制在2～2.5kg內(nèi)，兩孔一響時單孔藥量不得高于2kg；采用大孔徑（d=110mm）時，孔深控制在3m內(nèi)，單孔裝藥量為2.0～3.0kg。對于其他更低部位的爆源，相應(yīng)藥量減為前者的60%～70%。

對于3～7天齡期混凝土，爆源位置比保護對象基礎(chǔ)高3m以上時，采用小孔徑（d=45mm）孔深2～3m的淺孔爆破法，單孔藥量控制在1～1.5kg內(nèi)，單孔單響；采用大孔徑（d=110mm），孔深在1.5～2m內(nèi)，裝藥量可增加至1.5～2.5kg。

1 ～3 天齡期混凝土，建議不要進行此區(qū)域的爆破施工。若必須爆破施工，應(yīng)采用更謹慎的爆破方案，如采用大孔徑（d=110mm）裝藥，將孔深控制在2.0m以下，單孔藥量控制在0.8～1kg內(nèi)。必須結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調(diào)整裝藥量，當開挖成本較高時，建議提前挖除近距離部分。當開挖部位較低或高差較小時，相應(yīng)距離部位藥量減為原來的70%～80%。

（3）距離混凝土澆筑邊界R=20～30m的開挖范圍

可以采用原定爆破施工方案：孔深控制在2～4m內(nèi)，采用小孔徑或大孔徑（d=110mm），單孔裝藥量控制在3kg以內(nèi)。比建筑物基礎(chǔ)高4m以上，可考慮采用兩孔一響或三孔一響的爆破方案。

2.2 嚴格控制區(qū)（30m至70m范圍）

采用孔徑90mm或110mm、臺階高度5～7m的中深孔鉆爆方法。單孔藥量控制在25kg以內(nèi)；隨著距離增加，視實際振動監(jiān)測數(shù)據(jù)情況，經(jīng)衰減規(guī)律預(yù)測，若兩孔或三孔一響滿足振動要求，可以采用。

2.3 一般控制區(qū)（70m以外范圍）

可采用孔徑90mm或110mm、臺階高度8～12m的深孔梯段爆破方法。單孔藥量一般控制在30～60kg。對于深孔爆破，要更加注重起爆網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，盡量增大微差時間，避免不同段間峰值疊加。在振動監(jiān)測數(shù)據(jù)的反饋下，可以逐步采用兩孔一響和更合理精確的微差起爆網(wǎng)路，以實現(xiàn)更高效率的開挖施工。

在主要部位進行混凝土澆筑后，特別控制區(qū)內(nèi)一次淺孔爆破范圍不要過大，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時調(diào)整爆破參數(shù)。對于嚴格控制區(qū)和一般控制區(qū)，依據(jù)現(xiàn)場測得的振動數(shù)據(jù)及中近期振動傳播規(guī)律，對裝藥量進行控制。

3 爆破震動控制效果

通過對爆破震動規(guī)律的研究，及制定合理有效的措施，后續(xù)爆破施工過程取得了良好的效果。重要部位監(jiān)測得的數(shù)據(jù)顯示，爆破振速基本在控制標準范圍內(nèi)。通過3月29日脫硫吸收塔基礎(chǔ)淺孔爆破成果（典型波開圖3），可知通過對單響藥量控制，采用微差起爆網(wǎng)絡(luò)能夠達到振動控制的目的。

圖-3 典型波形3

4 爆破震動控制結(jié)論

場平及基坑開挖過程中，各部位對爆破震動響應(yīng)程度跟爆心距、單響最大藥量、相對高差及地形條件有密切的關(guān)系。依據(jù)爆心距大小，根據(jù)回歸方程大致確定單響藥量，結(jié)合爆源和測點相對位置修正爆破參數(shù)，通過爆破監(jiān)測跟蹤了解爆破震動狀況，及時調(diào)整相關(guān)參數(shù)及方案。通過這種思路和方法，在整個場平開挖過程中，既確保了新澆混凝土質(zhì)量安全，又使爆破施工作業(yè)得到順利進行。