復(fù)雜環(huán)境下土方平整爆破施工安全管理

吳根宏

(彭澤縣公安局治安管理大隊(duì)，江西 彭澤縣 332700)

0 引 言

隨著城市發(fā)展和改擴(kuò)建的需要，原有建(構(gòu))筑物附近的爆破施工越來(lái)越多，這對(duì)爆破振動(dòng)、飛石和沖擊波等的危害控制要求也不斷提高，從而給爆破設(shè)計(jì)施工單位和公安機(jī)關(guān)監(jiān)管帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，本文通過對(duì)爆破工程的安全監(jiān)管實(shí)例，提出了在城鎮(zhèn)敏感地段進(jìn)行爆破需要采取的施工措施及所需提供的安全保障方法，以確保爆破安全。

1 工程概況

彭澤縣磯山生態(tài)工業(yè)園棚改安置房土方平整爆破工程位于彭澤縣城區(qū)，爆破山體上部為覆土，下部為石灰?guī)r，因前期施工已將上部覆土部分清除，形成裸露而極不平整的爆破作業(yè)面，施工區(qū)域分散凌亂，無(wú)正規(guī)的臺(tái)階，并且亂采、亂挖形成的個(gè)別區(qū)域還難以甄別原巖與堆積體范圍，這給爆破施工帶來(lái)很大困難，因此，需要對(duì)現(xiàn)有石方區(qū)域的松石、已爆破地段、松渣厚度、地質(zhì)構(gòu)造等進(jìn)行詳細(xì)勘察和分析，必要時(shí)采用挖機(jī)清理，以確定巖石與堆積體的相關(guān)位置，以對(duì)現(xiàn)有狀況加以正確推測(cè)和判斷，為安全爆破奠定基礎(chǔ)。

2 爆破區(qū)域分析

爆破區(qū)域北邊90 m處為山體，210 m處為鋼混框架結(jié)構(gòu)廠房；東邊26 m處為居民安置小區(qū)，其結(jié)構(gòu)為鋼混結(jié)構(gòu)；東南邊16 m為永嘉職工小區(qū)，其結(jié)構(gòu)為鋼混結(jié)構(gòu)，60 m處為鋼筋混凝土居民樓，96 m處為幼兒園；南邊235 m為鋼筋混凝土居民樓，居民樓北邊緊鄰?fù)ㄍh城道路，西邊8 m為供應(yīng)全縣的液化氣站，設(shè)置有3個(gè)大小不一的煤氣儲(chǔ)存罐；西南邊130 m處為鋼混結(jié)構(gòu)居民樓；西北邊115 m處為糧庫(kù)的鋼混結(jié)構(gòu)辦公樓，70 m和50 m處分別為1#和2#磚混結(jié)構(gòu)居民樓。

分析爆破區(qū)域可知：

(1) 爆區(qū)環(huán)境復(fù)雜，來(lái)往車輛多，挖運(yùn)和建筑施工等交叉作業(yè)，爆破組織協(xié)調(diào)難度大；

(2) 周邊居民樓、辦公樓、幼兒園及液化氣站等眾多，需嚴(yán)格控制爆破危害效應(yīng)，特別是大型液化氣儲(chǔ)存罐體危險(xiǎn)極大，對(duì)爆破振動(dòng)和飛石要求嚴(yán)格；

(3) 附近居民多，學(xué)校和幼兒園上下學(xué)時(shí)間不一，警戒難度大。

3 爆破方案

綜合考慮爆破安全、生產(chǎn)規(guī)模和效率、施工單位裝備等因素，為確保不影響周圍群眾生活、生產(chǎn)，以及保障液化氣儲(chǔ)存罐的安全，采用淺孔臺(tái)階松動(dòng)控制爆破方案。

3.1 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

根據(jù)爆破單位施工經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)具體情況，爆破參數(shù)設(shè)計(jì)孔徑為40 mm，開挖高度為2 m。

(1) 底盤抵抗線：w1=(0.6～0.8)H，式中，H為開挖高度。計(jì)算得出W1=1.2～1.6 m。

(2) 超深：h=(0.1～0.15)H，計(jì)算得h=0.2 m。

(3) 孔距：a=(1～1.2)w1，計(jì)算得a=1.2～1.9 m。

(4) 排距：b=(0.8～1)a，計(jì)算得b=1.0～1.9 m。

(5) 孔深：L=H+h，計(jì)算得L=2.2 m。

(6) 填塞長(zhǎng)度：L1≥1.1w。

(7) 裝藥長(zhǎng)度：l2=L-Ld，計(jì)算得l2=0.8 m。

(8) 第一排孔裝藥量：Q1=aW1Hq，則Q1=0.12～1.6 kg。

(9) 后排孔裝藥量：Q2=(1.0～1.1)Q1，則Q2=0.12～1.8 kg。

3.2 起爆方式

根據(jù)本工程特點(diǎn)，采用排與排之間、孔與孔之間分別延遲起爆技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)逐孔起爆，本工程中孔內(nèi)使用10段非電毫秒雷管，孔間采用MS3段雷管，排與排間采用MS5段雷管接力傳爆。為提高準(zhǔn)爆性，孔內(nèi)外均采用雙發(fā)毫秒非電雷管見圖1。

圖1 起爆網(wǎng)路

注：采用孔外微差起爆，孔與孔之間采用3段；孔內(nèi)采用10段非電雷管；排與排之間采用5段連接。

在靠近液化氣罐區(qū)域部分地段單孔單響仍會(huì)超過爆破振動(dòng)允許值時(shí)，采用以下2種方法：一是減小炮孔深度，縮小孔排間距，減小單孔藥量；二是選擇孔內(nèi)分段，采用一孔雙響或多響，孔下部比上部先起爆。

3.3 炮孔堵塞材料

由于在城區(qū)爆破，為確保炮孔口不出現(xiàn)飛石和滿足設(shè)計(jì)要求的堵塞質(zhì)量，特別制作了堵塞材料：一是不含水的炮孔堵塞材料，采用粘土、黃沙混合物或巖粉。粗沙：粘土(巖粉)=1∶1.5(粗沙粒經(jīng)最大不超過2 cm)，各孔堵塞長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)各孔前排孔邊距及孔口風(fēng)化帶的影響而定，但堵塞長(zhǎng)度不得小于炮孔抵抗線的1.3倍；二是含水的炮孔堵塞材料，采用0.5 cm石粉混合料，以確保炮孔堵塞密實(shí)和取得良好爆破效果。

4 安全設(shè)計(jì)

4.1 爆破振動(dòng)

爆破振動(dòng)按《爆破安全規(guī)程》推薦的公式計(jì)算：

式中，V為被保護(hù)對(duì)象所在地面質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，cm/s；Q為最大同段起爆藥量，kg；R為爆破中心至被保護(hù)物的距離，m；k、α為與爆破點(diǎn)至被保護(hù)物之間的地形，地質(zhì)以及爆破類型等有關(guān)的系數(shù)與指數(shù)，根據(jù)本爆區(qū)地質(zhì)特性，k取200，α取1.8。

本爆破項(xiàng)目周邊有多種類型的建構(gòu)筑物，特別是液化氣罐的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定，為此，對(duì)爆破施工范圍劃分區(qū)域，按照不同區(qū)域周邊的建構(gòu)筑物等級(jí)進(jìn)行分級(jí)和確定振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，再根據(jù)每次施工區(qū)域驗(yàn)算振動(dòng)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，在本項(xiàng)目中采用的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)主要有：

(1) 按照《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2014)的有關(guān)規(guī)定，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的民用建筑其爆破振動(dòng)安全允許值為2.0 cm/s。

(2) 參照工程經(jīng)驗(yàn)和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)及《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2014)等相關(guān)資料分析，液化氣站爆破振動(dòng)安全允許值選取為0.5 cm/s。

按照計(jì)算的不同距離上最大段起爆藥量的80%進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試爆，經(jīng)過檢驗(yàn)滿足要求后，再由小到大逐漸增加爆破規(guī)模，防止出現(xiàn)爆區(qū)地質(zhì)情況不同而引發(fā)爆破事故和居民投訴等不良事件發(fā)生，直到全部掌握該爆區(qū)爆破規(guī)律之后，才可完全根據(jù)被保護(hù)物與爆破點(diǎn)的距離選用爆破用量及同段起爆藥量，保證爆破振動(dòng)不超標(biāo)。

4.2 爆破飛散物的距離計(jì)算

爆破飛散物的距離采用瑞典湯尼克研究基金會(huì)提出的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

Rf=40d/25.4 m

式中,Rf為爆破個(gè)別飛石距離,m;d為炮孔直徑,mm。

代入上式驗(yàn)算得：Rf=63 m。

因在爆破施工中采取了控制炮孔抵抗線、每個(gè)炮孔裝藥量、加強(qiáng)堵塞和覆蓋等多項(xiàng)安全措施，實(shí)際施工中爆破飛石遠(yuǎn)小于此值。但《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2014)中要求“淺孔臺(tái)階爆破個(gè)別飛散物對(duì)人員的安全允許距離為200 m，未形成臺(tái)階工作面時(shí)不小于300 m”，所以在本項(xiàng)目中安全警戒距離為200 m。

4.3 防護(hù)措施

在靠近居民樓或辦公樓地段，為控制爆破飛石，炮孔孔口用砂袋、鋼絲網(wǎng)、竹笆和草袋覆蓋，并且設(shè)置防護(hù)欄，減少出現(xiàn)飛石機(jī)率和阻擋飛石，見圖2。

圖2 炮孔覆蓋防護(hù)

對(duì)液化氣罐的防護(hù)采用搭設(shè)防護(hù)排架，即在液化氣罐體的北面、東面和上面搭設(shè)防護(hù)排架，并在防護(hù)排架上敷設(shè)鋼板、竹芭、草袋及鐵絲網(wǎng)，以防止爆破飛石對(duì)液化氣罐的損傷，因西面和南邊背離爆破方向，不敷設(shè)鋼板、竹芭、草袋及鐵絲網(wǎng)。按圖3設(shè)置防護(hù)排架及減震溝，防護(hù)排架采用Φ100 mm的實(shí)心鋼管或廢舊鐵軌搭建，其間距為1.0 m，每個(gè)立柱埋入地下1.5 m，用鋼筋混凝土固定牢固，防止其倒塌或傾倒，其水平方向間隔1.0 m設(shè)置一個(gè)橫撐，每邊對(duì)角線設(shè)置一個(gè)斜拉撐，以確保其穩(wěn)定，立柱、橫撐和斜拉撐采用扣件固定，保證其不脫落。

圖3防護(hù)排架搭設(shè)

5 結(jié) 論

在城市進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，除嚴(yán)格按照規(guī)范做好爆破設(shè)計(jì)、審批和施工等工作外，還必須仔細(xì)研判爆區(qū)周圍建構(gòu)筑物和重要設(shè)施等，針對(duì)性的作出保護(hù)方案和危害等級(jí)判斷是爆破項(xiàng)目順利進(jìn)行的關(guān)鍵。

城區(qū)爆破周邊居民眾多、人員復(fù)雜，爆破施工開始前要做好相關(guān)取證、溝通和調(diào)查工作，初期爆破規(guī)模應(yīng)適當(dāng)控制，避免施工時(shí)矛盾激化而引起群眾阻工或群體性事件發(fā)生。

對(duì)國(guó)家沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定的爆破危害控制，爆破作業(yè)單位應(yīng)采取與業(yè)主協(xié)商、上級(jí)部門認(rèn)可、政府或居民委員會(huì)同意的辦法確定標(biāo)準(zhǔn)，自行設(shè)置爆破規(guī)模和爆破方式，防止爆破糾紛的發(fā)生。