復(fù)雜環(huán)境下的土石方爆破設(shè)計(jì)

王南焰

(龍巖民化工程爆破有限公司，福建 龍巖 364000)

1 工程概況

1.1 概況

福安市公安局技術(shù)大樓土石方工程，位于福安仙岫片區(qū)南部，東臨富春大道，北臨仙岫片區(qū)陽(yáng)頭街道辦事處安置地工程，地塊面積為17783m2。

1.2 地形、地質(zhì)

工程位于富春溪西岸，東面為福安城區(qū)，西面為仙山里山脈，開(kāi)挖段屬低山丘陵地貌，西高東低，石方爆破從上至下分層開(kāi)挖，最大開(kāi)挖高度為40m。地下水主要賦存于基石裂隙中，富水性差。爆區(qū)內(nèi)巖體較為簡(jiǎn)單，主要分布在晶屑凝灰熔巖及花崗閃長(zhǎng)巖和三長(zhǎng)花崗巖，節(jié)理裂隙主要以東北走向及近東西走向?yàn)橹?，從上到下可分為?1)松散軟弱巖組：由殘坡積粘性土和強(qiáng)風(fēng)化巖組組成，結(jié)構(gòu)松散，力學(xué)強(qiáng)度低；(2)堅(jiān)硬工程地質(zhì)巖組：底層弱風(fēng)化至微風(fēng)化花崗巖，巖性較為堅(jiān)硬，力學(xué)強(qiáng)度較高，穩(wěn)定性好。

1.3 爆區(qū)環(huán)境

經(jīng)勘查，工程項(xiàng)目爆區(qū)周邊環(huán)境如下：爆區(qū)東側(cè)毗鄰在建的富春大道(大道沿富春溪西岸南北走向布設(shè))，富春溪上距離爆破區(qū)域約102m為富陽(yáng)大橋，東面300m外為福安城區(qū)；在爆區(qū)南面約80m處架設(shè)有一條10kV輸電線，南面110m處有富陽(yáng)大橋臨時(shí)使用的10kV高壓輸電線一條；爆區(qū)西北面170m為普濟(jì)宮；其余爆破區(qū)域西側(cè)及西南側(cè)緊靠山體。

2 爆破方案

本工程交通便利，工作面寬，開(kāi)挖高度大，工期要求緊，故采用深孔松動(dòng)爆破自上而下分層開(kāi)挖。嚴(yán)格控制單響最大起爆藥量，從而達(dá)到控制爆破震動(dòng)有害效應(yīng)，防止爆破對(duì)周圍建筑物的損害，并通過(guò)有效的覆蓋將爆破產(chǎn)生的個(gè)別飛石控制在安全范圍內(nèi)。

2.1 爆破參數(shù)

1)鉆孔直徑D=90mm

2)臺(tái)階高度H=9m

3)超深h=(0.1～0.2)超深取1.5m

4)鉆孔深度L=H+h=10.5m

5)底盤抵抗線W=(25～40)d=取2.25～3.6m

6)炮孔間距a指同一排深孔中相鄰兩炮孔中心線的距離，孔距a按下式計(jì)算，

a=m*W；式中m為炮孔密集系數(shù)，一般m=1.2～1.5，取值為2.7～5.4m

7)炮孔排距b是指多排孔爆破時(shí)，相鄰兩排炮孔間的距離，其值依據(jù)下式計(jì)算；b=a/m，取值為2.25～3.6m。

8)炸藥單耗q的影響因素主要有巖石的可爆性、炸藥的特性、自由面條件、起爆方式和塊度要求。取q=0.3計(jì)算。(后通過(guò)試爆與現(xiàn)場(chǎng)積累數(shù)據(jù)調(diào)整)

9)堵塞長(zhǎng)度L2=(30～40)d=2.7～3.6m

10)裝藥長(zhǎng)度L1由單孔裝藥量與線裝藥密度確定。裝藥方法不同會(huì)導(dǎo)致線裝藥密度變化很大。要確保合理的裝藥長(zhǎng)度，以保證足夠的填塞長(zhǎng)度和防止孔口處大塊率超標(biāo)。

11)堵塞長(zhǎng)度：L2=(30～40)d=2.7～3.6m

12)藥卷直徑：d=70mm

13)單孔裝藥量Q：

前排孔單孔裝藥量計(jì)算公式：Q=qaWH(kg)

后排孔單孔裝藥量計(jì)算公式：Q=qabH(kg)

2.2 單次最大爆破規(guī)模

根據(jù)實(shí)際情況以及倉(cāng)庫(kù)庫(kù)容量，本工程一次最大起爆藥量控制在3000kg以內(nèi)。

2.3 裝藥結(jié)構(gòu)

爆破使用Φ70的乳化炸藥，堵塞材料使用鉆屑或砂粘土。采用孔內(nèi)高段、孔外低段接力起爆網(wǎng)路，起爆藥包位于炮孔裝藥底部。

2.4 爆破網(wǎng)絡(luò)

采用毫秒延時(shí)起爆網(wǎng)路，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)踐，采取矩形布孔“V”型起爆網(wǎng)絡(luò)，爆后爆堆集中。

3 爆破安全技術(shù)與預(yù)防措施

本工程為露天爆破，爆區(qū)周邊地形開(kāi)闊且遠(yuǎn)離人口密集區(qū)，爆破沖擊波及有毒氣危害影響微小,重點(diǎn)考慮爆破地震和飛石危害。

3.1 爆破震動(dòng)距離校核

Qmax爆區(qū)允許一次齊爆的最大藥量，kg

R爆點(diǎn)距被保護(hù)物的最近距離，m

為被保護(hù)物允許的震動(dòng)速度

為與爆破點(diǎn)至被保護(hù)對(duì)象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)，按《爆破安全規(guī)程》分別取150，1.5。

根據(jù)爆點(diǎn)距不同被保護(hù)物的不同距離計(jì)算最大單段藥量。

鋼筋混凝土取v=3.0cm/s，一般磚混結(jié)構(gòu)房屋取v=2.0cm/s，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 保護(hù)物與最大單響藥量關(guān)系表

按上述方案施工，控制單段最大起爆藥量在200kg以下，爆破總藥量控在3000kg以內(nèi)，爆破產(chǎn)生的地震不會(huì)對(duì)周邊輸電線、大橋、普濟(jì)宮建筑物產(chǎn)生破壞。

3.2 個(gè)別飛石控制

本工程為深孔臺(tái)階爆破，最小抵抗線朝東北方向。爆破飛石飛散距離依下式計(jì)算：R=(40/2.54)D；

R飛石飛散距離，m

D炮孔直徑，cm

公式計(jì)算，飛散距離約為142m，爆破飛石不會(huì)危及170m處的普濟(jì)宮。貫徹“安全第一”的方針，本工程采取主動(dòng)防護(hù)，在爆區(qū)覆蓋沙袋和廢舊膠帶，孔口部位采用雙層覆蓋。

3.3 意外早爆事故的預(yù)防措施

采用非電塑料導(dǎo)爆管雷管起爆，主要是雷電引起早爆和爆破器材本身質(zhì)量原因引起早爆，主要采取一下措施：

1)爆破前一天，應(yīng)當(dāng)向氣象部門了解天氣變化情況，雷雨天和惡劣天氣不進(jìn)行爆破施工作業(yè)，做好事前預(yù)防；

2)采取非電導(dǎo)爆管雷管和非電起爆網(wǎng)路，防止因高壓線和雜散電流對(duì)爆破施工安全的影響；

3)民爆物品到場(chǎng)前，清除爆破施工現(xiàn)場(chǎng)雜物，進(jìn)行安全警戒，禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入；禁止煙火、產(chǎn)生靜電材料或大功率設(shè)備對(duì)爆區(qū)施工安全威脅；

4)對(duì)民爆物品采取遮陽(yáng)防暴曬，避開(kāi)烈日高溫時(shí)段爆破施工。

4 結(jié) 語(yǔ)

復(fù)雜環(huán)境下深孔爆破設(shè)計(jì)方案孔網(wǎng)參數(shù),藥量控制,延期時(shí)間及起爆順序是否合理，是指導(dǎo)爆破施工的前提；爆破工作，是一項(xiàng)復(fù)雜,系統(tǒng)性的工作，不是看似簡(jiǎn)單的“打孔、裝藥、放炮”在實(shí)際工作中，合理的方案設(shè)計(jì),精心的組織施工,嚴(yán)格科學(xué)的管理制度，才能把爆破工作做的更好。