石方控制爆破施工技術(shù)在非洲的應用探討

桑成娜

（中鐵十四局集團有限公司，濟南250010）

1 項目背景

多哥共和國6號國道是多哥諾策連接鄰國貝寧共和國洛克薩的重要干道，全線碎石用量約為2.0×105m3，碎石用量較大，經(jīng)過綜合方案比選，項目部決定自采加工碎石。經(jīng)過多方調(diào)查，該采石場儲量約有3.5×105m3，石質(zhì)完全滿足設計要求，但采石場南側(cè)約330m處有一村莊，且村中有一百年古樹需要進行保護。在采石場爆破過程中，除了要保證村民及建筑的安全，還需要保護古樹的安全與生長環(huán)境。

2 爆破方案選取

根據(jù)現(xiàn)場實際情況及業(yè)主和監(jiān)理的要求，需要對村莊尤其是古樹進行保護，采石場的石方爆破施工數(shù)量較大，爆破中心離村莊較近，如果采用常用的爆破方案施工，會對建筑物和古樹造成破壞，甚至會威脅到村民的生命安全。因此，項目部決定采用深孔控制爆破技術(shù)來實施爆破施工，降低對村莊環(huán)境的影響。

3 深孔爆破參數(shù)設計

3.1 設計原則

巖石破碎質(zhì)量高，滿足鏟裝設備高效率裝載的要求，大塊率控制在3%以下；降低爆破地震、噪聲、沖擊波和飛石等有害效應，減少后裂；嚴格控制起爆藥量和起爆順序使質(zhì)點振動速度不得大于0.2cm/s；在滿足爆破效果的前提下，盡可能降低炸藥單耗，提高延米爆破量，以獲取最佳經(jīng)濟效益[1]。

3.2 炮孔布置方式

主爆孔采用多排梅花形布孔，預裂孔布置在開挖邊坡線上。炮孔布置示意圖如圖1所示。

圖1 炮孔布置示意圖

3.3 爆破參數(shù)設計與選取

3.3.1 主爆孔爆破參數(shù)設計與選取

主爆孔爆破參數(shù)設計與選取包括：

1）孔徑：d=76mm；

2）炮孔傾角：α=90°（垂直孔）；

3）臺階高度：由地形條件決定，一般取4～8m；

4）底盤抵抗線：W1=2.2m，根據(jù)式（1）計算：式中，d為炮孔直徑，dm；Δ為裝藥密度，kg/dm3取0.9；τ為裝藥系數(shù)，取 0.65；q為單耗，kg/m3，取 0.40（工程類比）；m為炮孔密集系數(shù)，取1.4；

5）炮孔間距：a=mW1=3.0m；

6）排間距：b=W1；

7）炮孔深度：L=H+h；

8）超深：h=（0.1～0.15）H；

9）裝藥長度：L1=Q/每延米裝藥量（每延米裝藥量=ρπd2/4）；

10）填塞長度：L2=30d；

11）單孔裝藥量：第一排Q=qaHW1；

后排Q=kqabH（k為藥量增加系數(shù)，取1.1）。

3.3.2 爆孔孔網(wǎng)參數(shù)和裝藥量

爆孔孔網(wǎng)參數(shù)和裝藥量如表1所示。

表1 爆孔孔網(wǎng)參數(shù)和裝藥量

3.4 起爆網(wǎng)絡設計與起爆網(wǎng)絡圖

為改善爆破效果，減小爆破振動，此項工程主爆孔采用導爆管逐孔起爆網(wǎng)絡，即孔內(nèi)用MS9段雷管，孔間接力用MS3段雷管，排間接力用MS5段雷管；預裂孔采用導爆索起爆網(wǎng)路，超前主爆孔先響，超前時間不宜小于75ms。起爆網(wǎng)絡圖如圖2所示。

圖2 起爆網(wǎng)絡圖

4 深孔爆破施工技術(shù)

深孔爆破施工技術(shù)包括：（1）鉆孔作業(yè)。按照標定的炮孔參數(shù)，用開山KY100J/YC100履帶式潛孔鉆機進行鉆孔作業(yè)。（2）裝藥前準備。裝藥前進行炮孔驗收和起爆網(wǎng)路試驗，根據(jù)設計的起爆網(wǎng)路，進行起爆網(wǎng)路模擬試驗。（3）裝藥與填塞。根據(jù)爆破設計的非電毫秒延期雷管段別，制作起爆藥包，按爆區(qū)分小組裝藥。選用鉆孔產(chǎn)生的巖石碎屑進行炮孔堵塞，炮孔堵塞長度不應小于最小抵抗線W，一般應將整個炮孔堵滿。

5 爆破安全控制與校核

5.1 控制爆破震動

從爆源到被保護物的距離應保證被保護物不受到爆破振動作用的破壞，這段距離稱為爆破地震安全距離。爆破地震安全距離可按式（2）計算：

式中，R為爆破地震安全距離，m；Q為炸藥量，kg，齊發(fā)爆破取總炸藥量，延期爆破取藥量最大一段的炸藥量；V為安全振動速度，cm/s；m為藥量指數(shù)，集中藥包取1/3；K、a為與爆破點地形、地質(zhì)等條件有關的系數(shù)和衰減指數(shù)。

工程實際中，更多的情況是爆源與需要保護的建筑物之間的距離R一定，要求在爆破地震振動速度不超過建筑物的地震安全速度的前提下，求算齊發(fā)爆破允許的最大裝藥量或延期爆破藥量最大一段的允許裝藥量，采用式（3）：

5.2 控制爆破飛石

爆破場地位于山坡上，極易產(chǎn)生爆破飛石，對于飛石距離的計算公式，常用經(jīng)驗公式：

式中，K為安全系數(shù)與地形，風向有關；n為爆破作用指數(shù)；W為抵抗線。

6 控制爆破實施結(jié)果

目前，該項目已經(jīng)結(jié)束，經(jīng)過控制爆破施工，順利地完成了該6號國道碎石供應任務，并且達成了對村莊及古樹的目的，未造成任何重大影響和破壞。

7 結(jié)語

綜上所述，普通石方爆破技術(shù)產(chǎn)生的影響范圍大，且存在不可控性，產(chǎn)生的飛石、振動影響到當?shù)亟ㄖ拔奈铮虼?，對于特殊項目必須采用控制爆破施工技術(shù)，才能有效降低或避免以上影響。