不同環(huán)境條件下爆破作業(yè)控制

胡學(xué)祥

中建二局基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資有限公司華東分公司，中國·江蘇 南京 210008

在進行某場平工程石方爆破施工作業(yè)中，總爆破量約為160萬m3，爆破區(qū)面積約20萬m2，地塊地勢高差較大，東部最高點高程為78m，西部平坦處高程為34 m，東西端最大高差達44m。爆破區(qū)域三面環(huán)山，一面臨村莊，離爆破區(qū)最近的民房約10m左右，周圍爆破環(huán)境較為復(fù)雜。根據(jù)周邊環(huán)境條件不同在臨建、構(gòu)筑物附近需要采取控制爆破，根據(jù)建基面標(biāo)高不同需要采取淺孔爆破及深孔爆破，不同環(huán)境條件下爆破作業(yè)控制一般從爆破參數(shù)設(shè)計、爆破網(wǎng)路連接、爆破控制、爆破安全管理等幾個方面進行控制，以確保爆破效果及爆破作業(yè)。

爆破參數(shù)設(shè)計；爆破網(wǎng)路連接；爆破控制；爆破安全管理

1 爆破參數(shù)設(shè)計

根據(jù)工程特點，采取淺孔控制爆破與復(fù)雜環(huán)境下中深孔微差擠壓控制爆破相結(jié)合的爆破施工方案。開挖深度在1m以下的采用破碎錘鑿除，1m～3m的區(qū)域采用Φ90mm液壓潛孔鉆，開挖深度在3m以上的區(qū)域采用Φ110mm中深孔微差擠壓控制爆破的施工方法。

1.1 淺孔爆破

淺孔爆破是指孔深不超過5m、孔徑在50mm以下的爆破。淺孔爆破設(shè)備簡單，方法靈活，工藝簡單。由于設(shè)備的限制，本工程采用90mm的炮孔直徑進行淺孔爆破作業(yè)。本工程炮孔超深h=（0.1～0.15）H取0.3～0.5m，炮孔間距a=（0.5～1.0）H取3.0～3.5m，排距b=0.866a取2.5～3.0m，本工程主要為石灰?guī)r，單耗藥量約0.3Kg/m3，采用70mm 水膠炸藥，非電導(dǎo)爆管網(wǎng)路起爆，以3m孔深為例計算單孔藥量Q=qabH=6.75Kg，根據(jù)現(xiàn)場測量一卷70藥卷重2Kg裝藥長度為30cm，堵塞長度L2=L-Q×4/（πd2Δ）為2.5m，堵塞長度不小于20d=1.8m 滿足要求。采用連續(xù)裝藥，非電導(dǎo)爆管孔內(nèi)外延期微差擠壓爆破網(wǎng)路。

1.2 深孔爆破

根據(jù)本工程的特點，主體鉆孔采用移動方便靈活的Φ105mm型鉆機鉆孔（炮孔直徑d=110mm），目的是為了進行密鉆孔、少裝藥及控制最大單段起爆安全藥量，進行控制爆破，用來保護邊坡基巖的穩(wěn)定和附近建筑物不受破壞。本工程炮孔超深h=（8～12）d取0.5～1.0m，炮孔間距a=m-Kd=1.2×（30～40）d取4.5～5.5m，排距b=0.866a取3.5～4.0m，本工程主要為石灰?guī)r，單耗藥量約0.3Kg/m3，采用70mm水膠炸藥及袋裝硝銨炸藥，非電導(dǎo)爆管網(wǎng)路起爆，以10m孔深為例計算單孔藥量Q=qabH=47Kg，根據(jù)現(xiàn)場測量一卷70藥卷重2Kg裝藥長度為30cm，堵塞長度L2=L-Q*4/（πd2Δ）為3.0m，根據(jù)散裝炸藥密度0.9g/cm3計算堵塞長度L2=L-Q×4/（πd2Δ）為4.5m，堵塞長度不小于20d=1.8m 滿足要求。采用連續(xù)裝藥，非電導(dǎo)爆管孔內(nèi)外延期微差擠壓爆破網(wǎng)路。

2 爆破網(wǎng)路連接

本工程均采用非電毫秒導(dǎo)爆管爆破網(wǎng)路，導(dǎo)爆管起爆法可以在有電干擾的環(huán)境下進行操作，連網(wǎng)時不會因通訊電網(wǎng)、高壓電網(wǎng)、靜電等雜電的干擾引起早爆、誤爆事故，安全性較高。一般情況下導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路起爆的藥包數(shù)量不受限制，網(wǎng)路也不必要進行復(fù)雜的計算。導(dǎo)爆管起爆方法靈活、形式多樣，可以實現(xiàn)多段延時起爆，且導(dǎo)爆管網(wǎng)路連接操作簡單，檢查方便。導(dǎo)爆管傳爆過程中聲響小，沒有破壞作用。毫秒爆破是相鄰炮孔或排間孔以及深孔內(nèi)以毫秒級的時間間隔順序起爆的一種爆破技術(shù)，毫秒爆破具有能增強輔助破碎作用。炮孔間應(yīng)力迭加作用減弱，防止爆炸氣體過早泄氣，提高炸藥能量利用率，增大爆破漏斗角，形成弧形自由面，為巖石受拉伸破壞創(chuàng)造有利條件的優(yōu)點。

施工中一般采用孔內(nèi)延期排間順序起爆，孔內(nèi)外延期多排微差擠壓爆破，離建筑物較近的采用孔內(nèi)外延期逐孔起爆[1]。

（1）孔內(nèi)延期排間順序起爆適用于一次爆破量不大的情況，采用該技術(shù)爆破時，先爆的前排使巖體明顯脫離產(chǎn)生新的自由面，在后排孔起爆前的某一瞬間，雖然前排炮孔藥包所爆破的巖體已部分破壞，但在巖體中引起的應(yīng)力還未消失，如果此刻起爆后排孔能利用前排炮孔爆破所產(chǎn)生的剩余應(yīng)力進行補充破碎，同時也能利用前排孔爆破的巖體擠壓后排炮孔爆破的巖體，獲得最佳的破碎效果?？變?nèi)延期排間順序起爆單排孔內(nèi)分別采用1、3、5、7、9段，排間采用電雷管接力，因雷管段別過多，操作過程中需專業(yè)技術(shù)人員進行管控，且同排爆破孔過多時振動相對較大，使用電雷管受雷電、通訊電網(wǎng)、高壓電網(wǎng)、靜電等雜電的干擾安全性難以保證，故只在小面積爆破離建筑物一定距離時采用。

（2）孔內(nèi)外延期多排微差擠壓爆破在一次爆破量相對較大且離建筑物較遠時采用，爆破時分別采用了孔內(nèi)7段孔外3段、孔內(nèi)7段孔段3段排間2段接力、內(nèi)9段孔外3段以及孔內(nèi)9段孔外3段排間5段接力起爆網(wǎng)路，起爆時根據(jù)離建筑物距離計算最大段起爆藥量，采用4孔或6孔一把抓連接，在爆破規(guī)模較大時既降低了爆破振動危害，確保了爆破效果，又節(jié)約了工程施工成本，工人操作相對簡單。

（3）孔內(nèi)外延期逐孔起爆技術(shù)孔內(nèi)單排內(nèi)采用1、3、5、6、7、8、9段別雷管，孔外排間采用4段非電雷管接力，最后采用電雷管起爆。采用孔內(nèi)外延期逐孔起爆爆破塊度好，大塊率低，二次爆破量少；底根少，或無底根?？刂坪鬀_或側(cè)沖破壞，便于爆破銜接；控制爆堆移動方向，發(fā)揮鏟裝設(shè)備效率；控制爆破震動、噪聲、飛石。

圖1 孔內(nèi)外延期逐孔起爆技術(shù)

3 爆破控制

爆破控制主要涉及爆破振動、空氣沖出波及噪聲、個別飛散物、爆破粉塵、爆破有害氣體等的措施。在本工程施工中，主要為爆破振動與個別飛散物的控制。

（1）爆破個別飛散物通過孔網(wǎng)參數(shù)、鉆孔角度、單孔裝藥量、堵塞長度、臨空面最小抵抗線、爆破網(wǎng)路延期、爆破孔口防護、爆破警戒等措施基本可以確保施工安全。

（2）爆破振動根據(jù)公式V=K（Q1/3/R）a可知爆破振動主要與一次爆破最大用藥量及建筑物到爆破點的距離有關(guān)，在施工過程中，采用毫秒非電雷管孔內(nèi)外延期排間微間擠差爆破技術(shù)及毫秒非電雷管孔內(nèi)外延期逐孔爆破技術(shù)可有效的控制最大段爆破藥量，同時在施工中使被保護對象位于最小抵抗線的兩側(cè)位置、增加布藥的分散性和臨空面、采用低爆速低密度的炸藥或選擇合理的裝藥結(jié)構(gòu)、設(shè)置單排或雙排防振孔、進行爆破振動監(jiān)測可有效的控制爆破振動危害。

4 爆破安全管理

在爆破施工中，裝藥、填塞和連接爆破網(wǎng)路是施爆階段中的關(guān)鍵作業(yè)，直接影響施爆階段的安全。

4.1 裝藥

在進行裝藥作業(yè)前，爆破技術(shù)人員對參加作業(yè)的爆破員進行技術(shù)交底，明確裝藥方式、裝藥結(jié)構(gòu)和裝藥量，裝藥時應(yīng)使用木質(zhì)或竹制炮棍，在裝藥過程中不應(yīng)拔出或硬拉起爆藥包中的導(dǎo)爆管腳線，爆破技術(shù)人員在現(xiàn)場應(yīng)重點關(guān)注前排抵抗線裝藥量、現(xiàn)場孔網(wǎng)間距不規(guī)則部位的裝藥量、單孔裝藥量與堵塞長度兩方面的相互校核。

4.2 填塞

深孔爆破采用孔邊鉆屑或巖粉填塞，淺孔爆破宜用炮泥或石粉填塞，炮孔填塞時要注意填塞料的干濕度，保證填塞嚴實以免發(fā)生沖炮現(xiàn)象。填塞水孔時，應(yīng)放慢填塞速度，由填塞料將水?dāng)D出孔外。分層間隔裝藥應(yīng)注意間隔填塞段的位置和填塞長度，保證間隔藥包到位。填塞前應(yīng)將導(dǎo)爆管腳線固定以避免填塞過程中導(dǎo)爆管落入孔內(nèi)及造成導(dǎo)爆管的損壞[2]。

4.3 連接爆破網(wǎng)路

導(dǎo)爆管非電雷管起爆網(wǎng)路施工前應(yīng)將導(dǎo)爆管進行外觀檢查，用于連接用的導(dǎo)爆管不允許有破損、拉細、進水、管內(nèi)雜質(zhì)、斷藥、塑化不良、封口不嚴。在連接過程中導(dǎo)爆管不允許打結(jié)，炮孔內(nèi)導(dǎo)爆管不應(yīng)有接頭，孔外相鄰導(dǎo)爆雷管之間應(yīng)留有足夠的距離，以免相互錯爆或切斷網(wǎng)路。起爆導(dǎo)爆管的雷管與導(dǎo)爆管捆扎端端頭的距離應(yīng)不小于15cm，導(dǎo)爆管應(yīng)均勻地敷設(shè)在雷管周圍并用膠布等捆扎牢固，接頭膠布不少于3層。深孔臺階拋擲爆破非電導(dǎo)爆管網(wǎng)路孔間延期時差tK=10～25ms，排間時差tp=75～100ms，本工程孔間多采用3段=50ms，排間多采用5段=100ms 雷管，爆破效果良好。為避免出現(xiàn)盲炮現(xiàn)象的發(fā)生，現(xiàn)場孔內(nèi)、孔外也可采取雙導(dǎo)爆管雷管或復(fù)式導(dǎo)爆管網(wǎng)路。

5 結(jié)語

本工程根據(jù)不同環(huán)境條件下采用不同的爆破技術(shù)進行控制，爆破振動與爆破飛散物得到了有效的控制，確保了爆破施工的質(zhì)量、安全與爆破效果，同時節(jié)約了工程施工成本，為同類型場平石方爆破施工提供了借鑒意義。