關(guān)于控制爆破施工技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐分析

肖力群 珠海市宏安達(dá)華實(shí)爆破技術(shù)有限公司

1 前言

很多時(shí)候爆破區(qū)域建筑環(huán)境相對(duì)復(fù)雜且人口較為密集，因此，需要對(duì)各種因素進(jìn)行分析，來(lái)對(duì)爆破施工進(jìn)行精準(zhǔn)控制?，F(xiàn)階段，爆破技術(shù)越來(lái)越復(fù)雜且控制難度越來(lái)越高。隨著控制爆破施工技術(shù)越發(fā)成熟，控制范圍越來(lái)越大，需要從爆破工程的設(shè)計(jì)施工、爆破施工技術(shù)、爆破效果分析、爆破有害效應(yīng)的控制等多方面進(jìn)行分析，保證爆破施工安全可控。

2 控制爆破的概述及要求

很多人對(duì)控制爆破的認(rèn)知存在一定的局限性，隨著控制爆破不斷發(fā)展其社會(huì)價(jià)值不斷被發(fā)掘，控制爆破在大型建筑物拆除、地震等地質(zhì)災(zāi)害的搶險(xiǎn)救援或者隧道開(kāi)挖等多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。

控制爆破從不同角度分析有著不同的理解，部分學(xué)者認(rèn)為控制爆破是城市拆除類爆破，也有部分認(rèn)為控制爆破是預(yù)裂爆破，針對(duì)控制爆破需要與常規(guī)爆破相區(qū)分，常規(guī)爆破不需要考慮任何爆破因素，而控制爆破需要認(rèn)真分析爆破區(qū)域、爆破的方向，以及有害效應(yīng)達(dá)到的效果等因素?？刂票粕婕凹夹g(shù)層面較為廣泛，需要做好防護(hù)和施工，并對(duì)爆炸釋放的能量進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算，要在能滿足爆破預(yù)期效果的同時(shí)避免產(chǎn)生的有害效應(yīng)。一般控制爆破的有害效應(yīng)有很多種，例如空氣沖擊波、爆破飛石擴(kuò)散范圍以及爆破產(chǎn)生的巨大噪聲等。一般情況下，控制爆破在爆破范圍以及爆破目標(biāo)破碎程度和爆破危害上都有著嚴(yán)格的要求，在控制爆破目標(biāo)的破碎程度上需要保證不出現(xiàn)高拋或者飛散的情況，整體控制爆破的范圍在預(yù)算范圍之內(nèi)，整體的誤差在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍之內(nèi)且爆破方向必須與預(yù)定方向相吻合，同時(shí)對(duì)控制爆破的有害效應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，必須保證控制在可接受范圍之內(nèi)。

3 控制爆破的分類

控制爆破需要保證三定四減的原則，三定分別是控制方向、爆破的距離和炸藥的使用量；而四減主要是針對(duì)控制爆破的有害效應(yīng)提出的原則，要求減少飛石數(shù)量、控制爆破的地震沖擊、空氣沖擊和控制爆破產(chǎn)生的噪聲，具體控制爆破類型分為以下幾類。

3.1 成型控制爆破

在控制爆破施工之后需要保證爆破目標(biāo)的形狀呈現(xiàn)要求以內(nèi)的尺寸和形狀，一般用于礦石開(kāi)采。

3.2 拆除控制爆破

拆除控制爆破主要針對(duì)一些鋼筋混凝土或者金屬結(jié)構(gòu)的建筑物拆除以及大型的樁基塊體或者地坪化工凝結(jié)物的切割爆破等等。

3.3 光穩(wěn)控制爆破

光穩(wěn)控制爆破需要在施工之后保證目標(biāo)的截面或者切割面相對(duì)平整且保證一定的穩(wěn)定性，一般是用于礦坡或者隧道的光面施工。

3.4 聯(lián)合控制爆破

聯(lián)合控制爆破是將多種爆破形式相結(jié)合，以滿足很多復(fù)雜特定的爆破環(huán)境，通過(guò)多種控制爆破形式來(lái)減少爆破有害效應(yīng)。

3.5 特殊控制爆破

醫(yī)療控制爆破、急救控制爆破、疏松控制爆破等控制爆破形式都屬于特殊控制爆破，主要是針對(duì)一些特殊環(huán)境或者地質(zhì)災(zāi)害救援。

4 控制爆破技術(shù)的基本原理及實(shí)踐分析

控制爆破技術(shù)采用等能、微分、失穩(wěn)、緩沖、防護(hù)等多種原理以實(shí)現(xiàn)爆破控制。

4.1 控制爆破等能原理

控制爆破等能原理將爆破目標(biāo)進(jìn)行處理讓其只產(chǎn)生規(guī)定以內(nèi)的縫隙，保證沒(méi)有溢出的能量會(huì)造成額外的安全隱患或者危害風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 控制爆破的微分原理

通過(guò)將控制爆破的炸藥進(jìn)行分散處理，避免炸藥過(guò)于集中產(chǎn)生的能量過(guò)大導(dǎo)致控制性不足，換句話說(shuō)就是在爆破過(guò)程中多打眼，同時(shí)對(duì)藥量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通過(guò)多個(gè)炮孔的分流進(jìn)而有效避免爆破有害效應(yīng)。

4.3 控制爆破的失穩(wěn)原理

控制爆破技術(shù)需要確定爆破目標(biāo)的承重結(jié)構(gòu)，并根據(jù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證關(guān)鍵位置喪失支撐功能導(dǎo)致爆破木匾利用自身重力實(shí)現(xiàn)定向傾倒。一般控制爆破的坍塌方式分為三種，分別是定向、原地、折疊坍塌，都是利用形成傾覆力矩導(dǎo)致爆破目標(biāo)功能性喪失。在施工過(guò)程中必須對(duì)爆破目標(biāo)的整體框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并對(duì)強(qiáng)度較高的支撐部分進(jìn)行粉碎處理，保證在自重的壓力下造成失穩(wěn)狀態(tài)，當(dāng)爆破目標(biāo)的承載結(jié)構(gòu)無(wú)法承受靜壓荷載的情況時(shí)就會(huì)出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。

4.4 緩沖原理

控制爆破的緩沖原理較為復(fù)雜也極為關(guān)鍵，需要對(duì)爆破能源進(jìn)行選擇，對(duì)控制爆破的能量進(jìn)行合理調(diào)配保證充分利用，并將爆破的爆轟波峰值和對(duì)爆破目標(biāo)的沖擊力進(jìn)行緩和，通過(guò)對(duì)爆破壓力進(jìn)行延長(zhǎng)來(lái)保證炮孔內(nèi)部壓力得到控制，降低到一定程度起到緩沖的作用。

4.5 防護(hù)原理

控制爆破的防護(hù)原理就是控制爆破的有害效應(yīng)，并針對(duì)這些有害效應(yīng)進(jìn)行針對(duì)性防護(hù)，通過(guò)分析控制爆破中的地震現(xiàn)象，可以得出爆破地震要比自然地震有著更高的震動(dòng)頻率，大概是自然地震振動(dòng)頻率的5～10倍。但是爆破地震往往持續(xù)時(shí)間可以控制在0.5s以內(nèi)，自然地震則通常在10s以上，且爆破地震是以爆破目標(biāo)為中心向四周遞減，一般受到波及影響的區(qū)域較小，且震源可控。而自然地震則不能人為干預(yù)，一般爆破地震會(huì)根據(jù)地質(zhì)環(huán)境和建筑物類型有不同的震動(dòng)規(guī)律，地質(zhì)越高越容易被爆破地震破壞，建筑物越低矮受到影響越小，且很多深溝斷層和河流都可以起到震蕩隔離的效果。

爆破地震還與裝藥方式有一定的聯(lián)系，分散裝藥要比集中裝藥震動(dòng)頻率低，對(duì)炮孔進(jìn)行中心點(diǎn)連線的方向要比垂直方向震動(dòng)頻率低，且為了降低爆破地震的影響，很多時(shí)候采用微差起爆來(lái)進(jìn)行控制。

5 控制爆破的器材

5.1 工業(yè)炸藥

控制爆破需要工業(yè)炸藥來(lái)進(jìn)行操作，工業(yè)炸藥分為塑性和撓性炸藥兩種，塑性炸藥從名字可以分析在指定的溫度范圍之內(nèi)，塑性炸藥可以對(duì)不同形狀的炸藥進(jìn)行成型，進(jìn)而提升控制爆破炸藥使用的便捷性，對(duì)爆炸效果有積極的影響。而撓性炸藥則是有一定的彈性，可以在特種爆破以及水下切割或者金剛石合成上進(jìn)行使用。還有一種較為少見(jiàn)的炸藥叫耐熱炸藥，一般情況下，都適用于油氣資源開(kāi)采，有著較高的耐熱性，可承受300℃高溫。

5.2 靜爆劑

控制爆破的靜爆劑主要原料是氧化鈣，氧化鈣作為膨脹劑搭配硅酸鹽和其他粉狀添加劑來(lái)實(shí)現(xiàn)城市控制爆破。

5.3 起爆器

一般控制爆破起爆方式分為控制爆破和遙控爆破兩種，控制爆破主要是利用雷管或者導(dǎo)爆索導(dǎo)爆管進(jìn)行起爆，而遙控起爆則是利用超聲波或者電磁波實(shí)現(xiàn)遙控起爆。

6 控制爆破技術(shù)的孔位確定以及爆破參數(shù)調(diào)整

6.1 控制爆破的孔位確定

控制爆破的孔位直接關(guān)系到爆破的可控程度和預(yù)期效果，一般針對(duì)不同位置不同爆破目標(biāo)孔位確定不同，在建筑物梁柱區(qū)域一般都是設(shè)計(jì)垂直炮孔，如果施工限制性較大則采用水平炮孔，在建筑梁區(qū)域沿梁進(jìn)行單排或者雙排炮孔設(shè)計(jì)如果存在斷層則進(jìn)行梅花狀布設(shè)，而控制爆破立柱時(shí)需要考慮立柱的完好性，如果立柱完整則采用水平炮孔，如果不完整則在底部布設(shè)合適數(shù)量的炮孔。

建筑物的承重墻位置一般都是設(shè)計(jì)水平爆破炮孔，具體位置在距離地面半米以上區(qū)域，外部承重墻的炮孔一般設(shè)置在門(mén)窗之間和建筑四角位置，一共布設(shè)2～4排，要保證炮孔高度爆裂位置高于墻體厚度的1.5倍。

路面或者橋墩等基礎(chǔ)建筑在控制爆破時(shí)炮孔選擇垂直炮孔，具體布設(shè)需要根據(jù)控制爆破目標(biāo)的實(shí)際狀態(tài)和體積進(jìn)行分析如果有控制爆破要求，對(duì)爆破模板表進(jìn)行部分保留并預(yù)留爆裂面需要在兩端進(jìn)行導(dǎo)向炮孔設(shè)計(jì)。

6.2 控制爆破的參數(shù)調(diào)整

想要控制爆破達(dá)到預(yù)期效果需要對(duì)網(wǎng)狀爆破孔進(jìn)行參數(shù)分析，主要的參數(shù)包括炮孔的深度、炮孔的垂直距離和水平距離、最小抵抗線三方面。在進(jìn)行控制爆破過(guò)程中，炮孔深度需要根據(jù)爆破目標(biāo)的體積材料和形狀等多種因素分析，一般情況下，為了加強(qiáng)對(duì)爆破的控制都會(huì)深打孔，但是過(guò)深不利于填裝炸藥。所以一般保持在3m左右，當(dāng)對(duì)擋土墻或者地下室的外墻進(jìn)行爆破時(shí)，要保證炮孔深度為墻體厚度的3/4，孔與孔之間的距離要保證在規(guī)定的孔距系數(shù)內(nèi)，一般在拆除起爆的炮孔排數(shù)設(shè)計(jì)上都會(huì)設(shè)計(jì)2～3排。

7 控制爆破的炸藥量計(jì)算

控制爆破的炸藥量設(shè)計(jì)尤為重要直接關(guān)系到控制爆破的效果，一般對(duì)控制爆破炸藥量的影響因素分四種，分別是控制爆破的類型、爆破目標(biāo)的材質(zhì)和體積、爆破器材的選擇和自由面存有數(shù)量和控制爆破的方法。一般控制爆破的炸藥量計(jì)算從三方面著手，分別是工程允許使用的最大炸藥量也就是炸藥量總額，進(jìn)而對(duì)每次起爆使用的炸藥量進(jìn)行控制，并通過(guò)公式進(jìn)行計(jì)算或者對(duì)最小的起爆計(jì)算進(jìn)行校對(duì)。

在進(jìn)行校核和試爆的過(guò)程中需要對(duì)爆破目標(biāo)的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析并借助建筑資料來(lái)調(diào)整核對(duì)炸藥使用量，并進(jìn)行兩次左右的小范圍試爆實(shí)驗(yàn)來(lái)保證炸藥量使用科學(xué)可行。

8 控制爆破的裝藥結(jié)構(gòu)

控制爆破的裝藥結(jié)構(gòu)分為兩種，分別是密實(shí)和空隙裝藥，極少情況下會(huì)選擇分段裝藥，除非在設(shè)計(jì)過(guò)程中炮孔深度過(guò)深才會(huì)采用分段裝藥。密實(shí)裝藥炸藥主要布設(shè)在炮孔的孔底，并保證孔壁和炸藥接觸面接觸，一般情況下密實(shí)裝藥都是針對(duì)松動(dòng)爆破目標(biāo)進(jìn)行，當(dāng)孔深度達(dá)到最小抵抗線的兩倍時(shí)效果最優(yōu)。

空隙裝藥則是借助緩沖原理進(jìn)行裝藥保證對(duì)爆炸進(jìn)行有效控制避免爆炸有害效應(yīng)產(chǎn)生，可以有效對(duì)爆破效果進(jìn)行改善，一般都是用于切割或者預(yù)裂爆破。

9 結(jié)束語(yǔ)

控制爆破隨著建筑密度不斷增加需要不斷優(yōu)化創(chuàng)新，嚴(yán)格對(duì)爆破區(qū)域和方向以及產(chǎn)生的有害效應(yīng)進(jìn)行控制，從爆破原理和爆破材料炮孔布設(shè)多方面著手，保證爆破的可控性和安全性。