淺談狹窄空間復雜環(huán)境高強度爆破施工管理

黃發(fā)榮 袁倞 中交第三航務工程勘察設計院有限公司

1.工程概況

福州港三都澳港區(qū)漳灣作業(yè)區(qū)7號泊位工程開山區(qū)面積為11.34萬m，開山方量約為663萬m3，場區(qū)設計標高為+8.5m，開山高度約為91.5～103.5m。爆破合同工期304日歷天。

爆區(qū)南北長約460 m，東西寬246m，開挖高差達103.5m，爆區(qū)范圍狹小。爆區(qū)周圍緊鄰8號泊位、港務集團大樓、散裝水泥儲存罐，與本工程碼頭主體施工區(qū)域最近距離僅8m，相鄰大洋爆區(qū)也在同步作業(yè)，干擾因素多（見圖1）。同時，在爆破施工期間，陰雨天占爆破施工的62%，連續(xù)降雨最長達18天。

圖1 項目位置及與周邊建（構）筑物關系圖

2.爆破施工管理

2.1 采場布置

為適應工程工期短，日采石強度大的難點，上山道路系統(tǒng)整體形成后，加快采掘進度，縮短平臺之間的開采間隔時間，盡快形成多個平臺同時開采的局面，各采區(qū)獨立作業(yè)，減少相互干擾。上下平臺之間的最小安全水平距離≥35m。

（1）一區(qū)采場布置。根據地形條件，從中間山岙處將采場分為南北兩個采區(qū)。首先在采區(qū)最高處形成開采平臺，由西向東開采處一條雙臂溝，形成南北兩個采區(qū)，雙面開采。

（2）二區(qū)采場布置。首采工作面布置在55m臺階，55m臺階礦量較少和40m臺階合并組合開采。即55m臺階爆破的石料經挖掘機翻轉到40m臺階然后運出。

（3）三區(qū)采場布置。首采工作面布置在70m臺階，70m臺階開段溝由北向南沿70m等高線向前推進，首先在和上山道路的接點處進行爆破作業(yè)，爆破后開始鏟裝石料。開段溝轉向由西向東推進。在向東推進80～100m后，開始擴幫形成工作面，工作線的推進方向由南向北推進至平臺北邊界后回采道路。

2.2 逐孔毫秒級延時爆破[1]

（1）微差間隔時間的選取。為了嚴格控制最大單段起爆藥量，減少爆破震動對爆破作業(yè)點周圍設施的危害和適當加大一次爆破規(guī)模，減少爆破次數(shù)，采用多段毫秒延時逐孔爆破法。

（2）起爆網路設計。本工程采用非電起爆系統(tǒng)。起爆網路采用排間毫秒延時等多種形式，單孔或兩孔一響起爆網路聯(lián)結方法：從前排往后排依次裝入高段位毫秒延期雷管，孔外用低段位毫秒延期雷管接力延時。也可以每排相鄰兩孔用兩發(fā)MS3段雷管聯(lián)接，排與排之間用兩發(fā)MS5段雷管連接。

2.3 壓渣爆破[2]

由于現(xiàn)場近663萬方土石方需在極短的工期內全部出運完成，加之場地狹小、環(huán)境復雜、多雨等不利條件,項目部通過對爆破方案進行多次探討優(yōu)化，確定采用壓渣爆破方式，以降低爆破塊石的大塊率、提高挖裝效率。

2.4 光面爆破

為確保邊坡穩(wěn)定，靠近設計邊坡邊線位置采用光面爆破方式，以減少爆破對邊坡的影響；邊坡自上而下爆破開挖，逐級加固和支護，邊坡臺階高度、平臺標高與采場臺階、平臺規(guī)劃一致，隨整個采場一同下降。光面爆破作業(yè)重點控制：

（1）鉆孔：鉆孔作業(yè)要做到定位準、精度高，孔口必須在孔位線上，孔與孔基本平行，孔深一致，孔底一致。

（2）裝藥結構設計：徑向、縱向不耦合裝藥結構。

（3）裝藥作業(yè)：①光面孔裝藥作業(yè)：裝藥過程中要避免導爆索與孔壁摩擦，藥串不發(fā)生扭曲，確保對心裝藥。斜孔裝藥可在藥串末端縛一定重量的砼預制柱。②輔助孔裝藥、緩沖孔裝藥、減震孔裝藥均采用耦合連續(xù)裝藥結構。

（4）起爆順序及起爆網絡：①起爆順序：按主炮孔→減震孔→緩沖孔→輔助孔→光面孔順序起爆。②起爆網路敷設。光面爆破起爆網路采用非電起爆網路。為保證光面爆破起爆的可靠性應采用復式起爆網路每個光面孔的導爆索用兩個同段導爆管雷管引爆。最后將兩個引爆雷管分別并入主爆區(qū)起爆網路。

2.5 人員設備的管理

（1）技術管理和生產管理選派技術水平高、管理能力強的工程技術人員和管理人員；操作人員選配經過專業(yè)培訓和操作熟練的高級技術工人。同時，制定各項管理制度，以指導和規(guī)范技術、生產管理和操作人員的工作質量、效率，變“人管人”為“制度管人”，做到管理“有章可循”。

（2）合理使用機械設備。在施工中貫徹“人機固定”原則，實行定機、定人、定崗位責任的三定制度。對設備定期維護保養(yǎng)，保持機械使用的正常運轉。特種作業(yè)人員持證上崗，嚴格遵守操作規(guī)程。

圖2 采場運輸?shù)缆芳安蓞^(qū)布置圖

3.裝運管理

3.1 采場運輸?shù)缆凡贾?/h3>

一區(qū)采場主干運輸?shù)缆?，沿山體先向北后折向西北，上升至約+50m標高，設圓曲線，折向西南，繼續(xù)沿山體上升至+95m標高，進入+95m初期鏟裝運輸平臺。公路全長1240米，除少數(shù)局部路段外，絕大多數(shù)路段在場界內挖方修建，平均縱坡6.65%。

開采區(qū)采場主干運輸公路的安全設施：采場主干運輸公路外側用宕碴設置1.5m×1.5m擋車堆，內側設0.6m×0.5m排水溝；每間隔100m設置限速（轉彎）警示標志；在有礙來車通視處設反光鏡；并設置三個車輛緊急避險坑；在+70以下路段鋪設水泥穩(wěn)定層，保證陰雨天氣車輛正常行駛，并落實專人負責養(yǎng)護，車輛運輸，執(zhí)行重車走內側，空車行外側等通行原則。

料場在開采過程中，隨著開采平臺的不斷下降，及時調整重修開采平臺與進場交通主干道的聯(lián)絡通道，以滿足剝離料和有用料開挖后的運輸及設備的行走。

3.2 社會道路的協(xié)同監(jiān)管

由于工作量大，運輸車輛多，爆破單位成立車管隊，在山場各個道路轉彎處安排車管人員，確保運輸安全；在出運疏港道路必經路口設置測速儀，對于超速的車主、車隊予以處罰。

3.3 棄料場地的管理

由于用海政策收緊，本工程水工結構由重力式改為高樁結構碼頭，原本作為重力式結構后方場地回填的開山石料，卻變?yōu)闂壏叫枰M行處理；本工程開山巖體主要為中風化、微風化巖石，質地較好，可進行破碎加工后二次利用；為進一步節(jié)約成本，擴大投資效益，在棄料場的選擇上，充分考慮開山石料二次加工所需的水電條件、運輸成本，以及堆存穩(wěn)定等因素，同時考慮加工完成后，出運條件、運距等，與工程建設單位、當?shù)毓こ探ㄔO指揮部協(xié)調拓展出下塘311場地、門下、東泰船塢、鳥嶼等堆存場地。

4.安全施工管理

4.1 火工品的安全管理

本工程火工品的運輸分場外運輸、場內運輸兩部分。場外運輸由民爆器材專營公司辦理“爆破物品運輸證”后負責運輸，項目部負責庫房到爆破施工現(xiàn)場的場內運輸工作。

（1）運輸火工品運輸車必須符合國家有關運輸規(guī)則的安全要求。每一車次至少1名押運員，負責火工品的看護和周圍環(huán)境的觀察。

（2）雷管、炸藥分兩輛車進行運輸。

（3）每次先清點然后在開始卸炸藥、雷管，清點時要錄制視頻。

（4）雷管未使用時放置雷管箱內，使用由保管員發(fā)放。

（5）安全員負責對使用現(xiàn)場的安全巡視，發(fā)現(xiàn)違章作業(yè)立即制止并有權作出處罰決定。

4.2 爆破振動的控制

（1）先期進行試爆,優(yōu)化爆破設計方案,合理選取爆破參數(shù)和單位炸藥消耗量,減小爆破振動的強度。

（2）采用毫秒級多段微差起爆，嚴格控制一次齊爆藥量。

（3）充分考慮爆破振動對周邊相鄰作業(yè)單位的影響，盡可能避開本工程水工碼頭混凝土形成結構強度的時間段。無法避開時,進一步降低單段齊爆藥量,把振動降低到最小。

（4）委托第三方監(jiān)測單位對爆區(qū)周邊辦公樓、水泥儲罐以及碼頭主體結構等重點建筑，通過獲取爆破引起的地面質點振動數(shù)據，進行爆破振動安全評價；確保爆破振動對周邊建筑影響可控。

4.3 爆破飛石的控制

（1）采用低爆速炸藥，間隔裝藥結構、毫秒毫秒延時起爆等；多排爆破時要選擇合理的延遲時間、起爆順序（采用斜線或V形起爆），防止因前排帶炮（后沖），造成后排最小抵抗線大小與方向失控。

（2）避免藥包位于巖石軟弱夾層面，以免從薄弱面沖出飛散物；張開裂隙、成組發(fā)育的節(jié)理、溶洞等地質構造，采取間隔堵塞、避免過量裝藥等措施。

（3）選擇合理的爆破方向，臨近邊界時，適當加大臨路側的最小抵抗線，使爆破石料少向道路一側坍塌。

（4）裝藥前應檢查和校核最小抵抗線，如發(fā)現(xiàn)和設計不符合的應及時更正。

（5）為防止炮口部位產生飛石，在炮孔裝藥段上方堵塞段用巖粉填塞炮孔，并用橡膠編織片和草墊薄弱部位進行多層覆蓋。

（6）采用松動爆破，盡量減小爆破作用的指數(shù)，并選用最佳的最小抵抗線，控制最小抵抗線方向。

（7）大塊解小采用機械破碎，嚴禁爆破解小。

4.4 重點建構筑物的保護

由于爆破現(xiàn)場地質條件的復雜性，又臨近工業(yè)臨時建筑，即使采用了控制孔網參數(shù)和爆破藥量等爆破方法，爆破時仍有可能產生爆破飛石、滾石、滑石，特別是一些特殊炮孔，因鉆孔偏差造成抵抗線變化、抵抗線量測不準、爆體含軟硬夾層、堵塞不良等原因極易造成飛石危害。對爆體采用強度、彈性和柔性較好的輪胎膠皮覆蓋和鋼管加竹片簾防護排架阻擋是確保安全的必要的和有效的防護措施。

5.社會效益

本工程施工過程中，充分運用量化設計、精確施工和科學管理，解決了爆破施工及土石方出運作業(yè)工程中的各種難題。本工程施工強度高、管理難度大、技術要求精，爆破技術和施工組織管理為同類工程爆破施工作業(yè)提供了經驗和樣板；2019年，本工程后方陸域爆破項目獲得中國爆破行業(yè)協(xié)會頒發(fā)的“部級樣板工程”證書。