玻璃幕墻鄰近區(qū)域淺孔控制爆破安全技術(shù)*

薛永利，孫 飛，顧 云，李 飛，劉勤杰，劉 迪

(核工業(yè)南京建設(shè)集團(tuán)有限公司，南京 211002)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，爆破作為一種快速高效的手段，在基礎(chǔ)建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，與此同時(shí)，隨著國(guó)民維權(quán)意識(shí)的提高，對(duì)精細(xì)化爆破提出了更高的要求，精細(xì)化爆破效果主要衡量指標(biāo)是爆破危害效應(yīng)的精確控制，經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)[1-10]，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在爆破安全防護(hù)措施方面做了大量的試驗(yàn)研究工作，取得了豐富的成果。爆破危害效應(yīng)的控制程度主要取決于工程環(huán)境，本文針對(duì)某基坑爆破開(kāi)挖建設(shè)項(xiàng)目，在保證爆破質(zhì)量的前提下，通過(guò)采取爆破參數(shù)優(yōu)化、安全防護(hù)設(shè)計(jì)等一系列手段[6-8]，確保鄰近玻璃幕墻的安全。

1 工程概況

1.1 基本情況

擬建項(xiàng)目位于河北省淶水縣，總占地面積約1000畝，其中一期工程建筑面積為29.5萬(wàn)m2，按使用功能其劃分為A、B、C、D、E五個(gè)區(qū)。A區(qū)在建辦公主樓北側(cè)鄰近北環(huán)路(原始道路)需降方處理，根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告顯示，該區(qū)域主要為中風(fēng)化白云巖，采用機(jī)械開(kāi)挖不能滿(mǎn)足施工進(jìn)度要求，故決定采用控制爆破法進(jìn)行場(chǎng)地開(kāi)挖[5-10]。

1.2 項(xiàng)目特征

爆破區(qū)域?yàn)锳區(qū)北環(huán)路，長(zhǎng)度約60 m，寬度約14 m，需爆破降方深度在1.1～4.5 m。待爆巖體為中風(fēng)化白云巖，因北環(huán)路原始道路依山而建，路面浮土較薄，擬直接對(duì)降方區(qū)域進(jìn)行淺孔控制爆破。

1.3 周?chē)h(huán)境

爆區(qū)南側(cè)距離在建辦公主樓幕墻結(jié)構(gòu)最近約20 m，需要重點(diǎn)保護(hù)；東側(cè)、西側(cè)和北側(cè)為自然山林，無(wú)保護(hù)目標(biāo)，詳見(jiàn)圖1、圖2。

圖 1 周?chē)h(huán)境示意圖Fig. 1 Sketch map of surrounding environment

圖 2 爆區(qū)與在建辦公主樓相對(duì)位置示意圖Fig. 2 Schematic diagram of relative position between blasting area and Princess building under construction

1.4 爆破重難點(diǎn)分析

本工程為北環(huán)路原始道路淺孔控制爆破，周?chē)诮?xiàng)目多，環(huán)境復(fù)雜，尤其距在建辦公主樓玻璃幕墻僅有20m，為確保玻璃幕墻的安全，需對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)，嚴(yán)格控制單孔裝藥量，并采取安全有效的防護(hù)措施，防止爆破飛石對(duì)玻璃幕墻的損壞。

2 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

2.1 炮孔布置

結(jié)合北環(huán)路路基設(shè)計(jì)標(biāo)高與室外地面標(biāo)高，標(biāo)定設(shè)計(jì)各孔孔深，采用φ90 mm高風(fēng)壓鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)。鉆孔角度為90°，為后期安全防護(hù)便捷，呈矩形布置。為保證北環(huán)路路基一次性爆破到位，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況，孔距×排距為2.5 m×2.2 m，布孔7排，共計(jì)245個(gè)，見(jiàn)圖3。

圖 3 炮孔布孔平面示意圖(單位：m)Fig. 3 Layout plan of blasting holes(unit:m)

2.2 孔網(wǎng)參數(shù)設(shè)計(jì)

本次爆破主要是淺孔控制爆破，根據(jù)體積平衡法計(jì)算公式

Q=q×a×L×W

式中：Q為單孔藥量,kg；q為炸藥的單耗,kg/m3，因本次爆破為掏槽爆破，中間孔單耗取0.42 kg/m3，邊孔單耗取0.38 kg/m3；L為炮孔深度,m；W為最小抵抗線(xiàn),m；a為孔距。爆破參數(shù)見(jiàn)表1。

表 1 爆破參數(shù)表

2.3 起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)

本次爆破共有245個(gè)孔，為減少爆破過(guò)程中邊緣炮孔的夾制作用，確保爆破效果，有效控制爆破振動(dòng)，采取掏槽爆破形式，選用導(dǎo)爆管雷管起爆網(wǎng)路，雙孔一響，每14孔為一個(gè)起爆單元，共分18個(gè)起爆單元，為確保前一單元起爆后下一單元才引爆，不產(chǎn)生重疊起爆現(xiàn)象，各相鄰單元之間采用10段孔外毫秒延期雷管(延期時(shí)間380 ms)聯(lián)接，總爆破時(shí)差為18 ms×380 ms=6840 ms=6.84 s，爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)見(jiàn)圖4。

圖 4 起爆網(wǎng)路示意圖Fig. 4 Schematic diagram of initiation network

3 安全防護(hù)技術(shù)

3.1 常規(guī)安全防護(hù)技術(shù)

在復(fù)雜環(huán)境下爆破，為避免爆破飛石對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，通常采用由廢舊輪胎編制而成的炮被對(duì)炮孔覆蓋的防護(hù)措施，見(jiàn)圖5。由于炮被具有重量大、透氣、柔性好等特點(diǎn)，在工程應(yīng)用中可有效地避免爆破飛石對(duì)保護(hù)目標(biāo)的損害。但炮被單價(jià)高、覆蓋過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，為提高爆破施工效率，節(jié)省成本，急需一種更加安全、便捷的防護(hù)方法。

3.2 防護(hù)材料選取

綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)工況及現(xiàn)有材料，擬采用密目網(wǎng)加壓炮被的防護(hù)措施，相比于常規(guī)炮被防護(hù)，該防護(hù)措施主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)節(jié)省勞動(dòng)力。全炮被防護(hù)是將聯(lián)網(wǎng)完畢后的每個(gè)炮孔均使用炮被覆蓋，炮被是使用廢舊輪胎編制而成，覆蓋時(shí)需四個(gè)人逐孔覆蓋，勞動(dòng)強(qiáng)度較大；而炮被加密目網(wǎng)式防護(hù)，將密目網(wǎng)(8層)逐排覆蓋好炮孔后，每間隔5個(gè)炮孔使用炮被加壓在密目網(wǎng)上，大大節(jié)約勞動(dòng)力。

圖 5 常規(guī)炮被防護(hù)示意圖Fig. 5 Schematic diagram of conventional tyres quilt protection

(2)節(jié)省時(shí)間。密目網(wǎng)防護(hù)采用雙人操作，整排覆蓋，密目網(wǎng)首尾重疊不小于3 m，重疊處使用炮被壓蓋，有效節(jié)省了覆蓋防護(hù)的時(shí)間。

(3)節(jié)省成本。單卷密目網(wǎng)20 m，單價(jià)約15元，可覆蓋8個(gè)孔左右，平均每卷密目網(wǎng)可節(jié)省6張炮被，炮被單價(jià)約130元/張，平均每孔可節(jié)約成本78元。

(4)安全簡(jiǎn)便。使用全炮被覆蓋時(shí)，四人抬炮被，在炮區(qū)行走過(guò)程中，由于視線(xiàn)問(wèn)題，腳極易觸碰已經(jīng)聯(lián)好的網(wǎng)路，不僅容易工作人員絆倒摔傷，更增加了發(fā)生盲炮的風(fēng)險(xiǎn)。

(5)有效防護(hù)爆破飛石。全炮被覆蓋防護(hù)措施，在爆破時(shí)只能防止孔口周?chē)采w區(qū)域的飛石，而采用8層密目網(wǎng)加炮被防護(hù)措施，可有效防止孔間的飛石，增加了防護(hù)的范圍，提高了安全性。

4 爆破效果

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)爆破效果的觀察，見(jiàn)圖6。密目網(wǎng)與炮被移位較小，部分炮被被掀翻，密目網(wǎng)無(wú)破損現(xiàn)象。鄰近玻璃幕墻未出現(xiàn)破損現(xiàn)象，爆破整體效果良好。

圖 6 爆后效果Fig. 6 Effect of blasting

5 結(jié)論與展望

(1)將改進(jìn)后的爆破安全防護(hù)措施應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)施工，未對(duì)鄰近玻璃幕墻造成損壞，且大大提高了工作效率，降低了防護(hù)成本，取得了顯著效果，因此該防護(hù)措施在該工程中具有可行性，同時(shí)可在一定程度上為類(lèi)似工況的爆破工程提供參考。

(2)通過(guò)爆破觀察，部分炮被被掀翻，說(shuō)明該處裝藥、填塞中，作業(yè)人員未按設(shè)計(jì)要求施工，導(dǎo)致單孔裝藥量偏大或填塞質(zhì)量差。后續(xù)施工中應(yīng)加強(qiáng)作業(yè)人員技術(shù)宣貫及安全意識(shí)。

(3)后續(xù)擬進(jìn)行爆區(qū)密目網(wǎng)全覆蓋，四周加壓炮被的防護(hù)措施，進(jìn)一步提高爆破施工安全。