中深孔爆破在仁懷茅臺機場石方爆破中的應用

肖 兵

(山西機械化建設集團，山西太原 030009)

1 茅臺機場及李家溝試驗段挖方區地質條件描述

1)貴州仁懷茅臺民用機場場平工程位于貴州省仁懷市高大坪鄉銀水村，總體上交通較為便利。本期機場規模為4C，跑道長度為2 600 m，寬度為45 m;2)茅臺機場李家溝地基處理及土石方工程試驗段，挖方工程量50萬m3，挖方最大深度45 m。挖方區從上往下依次為植物土、硬塑紅粘土，可塑紅粘土、強～中風化白云巖，其中覆蓋層厚一般在2 m以內。

2 茅臺機場李家溝試驗段挖方區石方爆破的技術要求

1)開挖爆破應按圖紙設計輪廓尺寸進行控制，爆破后石料粒徑要滿足石方填筑要求及最大粒徑不大于80 cm，爆堆要求集中，便于裝運。2)由于工程規模大，在良好的爆破施工環境下對于爆破安全依然需要嚴格保證，確保爆破產生的震動強度不超過國家允許的爆破震動范圍，爆破飛石必須控制在安全范圍內，不傷及周邊施工人員和機械設備。3)爆破工作要保證設計標高以下巖石不受擾動，結構完整。

3 李家溝試驗段挖方區采用中深孔石方爆破的施工工藝

首先對爆破區域表面植被進行清表和挖土，露出石方后再進行爆破開挖，根據工程的實際情況，石方的開挖采取中深孔臺階微差爆破為主，淺孔爆破、二次解炮為輔的方法。

3.1 中深孔爆破施工工藝

清理表土→標定孔位→鉆孔→炮孔檢查→爆破器材準備→裝藥→炮孔堵塞→連接爆破網絡→布設安全崗哨→起爆信號→起爆→消除瞎炮、清理危石→解除警戒→爆破效果分析及資料記錄。

3.2 中深孔爆破參數

3.2.1 鑿巖設備選擇

潛孔鉆機主要由鉆機及空壓機組成，我國潛孔鉆機市場產品種類繁多，國內主要以河北宣化鉆機為主，空壓機常用的主要有阿特拉斯、美國壽力及英格索蘭。下面就本工程中采用的兩種常用鉆機作簡單介紹。

1)JK580履帶式液壓潛孔鉆機技術參數:鉆孔直徑:90 mm～165 mm;鉆孔深度:40 m;最大換桿長度:3.5 m;工作風壓:0.7 MPa～2.4 MPa;耗風量:孔徑不大于 115 為 11.3 m3/min(1.4 MPa);孔徑不大于140為13 m3/min(1.4 MPa);孔徑不大于165為17 m3/min(1.4 MPa)。2)HD680潛孔鉆機技術參數:鉆孔直徑 100 mm～180 mm;鉆孔深度 0 m～136 m;爬坡度30°(無牽引)，24°(牽引一臺空壓機);外型尺寸 7 278 ×2 180(帶除塵 2 330)×2 580(最大 2 730);沖擊風壓 1.05 MPa～2.46 MPa;耗風量 11 m3/min ～14 m3/min;重量 8.2 t(含除塵系統)。本工程鉆孔深度均采用10 m～12 m。JK580主要優點為油耗較少，對于白云巖平均鉆每米需要1.5 min，1 h可鉆40 m左右。HD680效率優于JK580，平均鉆10延米要比JK580快5 min～10 min，并且增加了除塵系統。JK580和HD680潛孔鉆機見圖1。

圖1 JK580和HD680潛孔鉆機

3.2.2 炮孔布置方式

炮孔采用梅花形布置方式布置。炮孔的孔距、排距可根據巖石的硬度不同進行調整，當巖石硬度系數比較小時，即巖石經過風化，在表1中選擇較大參數值;但巖石硬度系數較大時，即巖石保存比較完整，未經風化，在表1中選擇較小參數值。采用140 mm孔徑炮孔時，建議采用孔距為5 m，排距為4.5 m的孔網參數;采用90 mm孔徑炮孔時，建議采用孔距為3 m，排距為2.5 m的炮孔，具體爆破參數通過現場試爆確認。

表1 茅臺機場中深孔臺階爆破設計參數

3.2.3 爆破器材的選用

1)炸藥:現場采用混裝銨油炸藥。BC-8型銨油炸藥現場混裝車是車載專業硝銨和油相材料運至作業現場后，用車載輸送機和高壓泵將原材料混合形成炸藥后送至炮孔口進行裝藥。工業炸藥現場混裝技術具有較強的適應性和優越性，它不僅能滿足大型石方爆破的要求，同時經濟效益和社會效益可觀，生產使用方便，不用外購及儲存成品炸藥。2)雷管:非電延期導爆管雷管:14段、10段、5段和3段8號;瞬發電雷管。3)乳化炸藥:直徑32 mm;直徑70 mm。

3.2.4 起爆方式

采用塑料導爆管微差起爆。孔內采用雙發15段導爆管雷管延時，孔間采用雙發3段導爆管雷管延時，延時時間為50 ms，排間采用雙發5段導爆管雷管延時，延時時間為110 ms。

3.2.5 警戒范圍

根據GB 6722-2003爆破安全規程，中深孔臺階爆破安全警戒范圍為200 m。

3.3 爆破作業

爆破施工作業主要有三個階段:

1)工程準備與爆破設計階段:具體內容為工程資料的收集、爆破技術設計方案的確定、審查、批準，同時著手該工程的施工組織設計和施工準備。2)施工階段:按照爆破方案制定的施工方法、技術安全交底，是施工進度、安全、質量保障體系組織的活動體現。3)爆破實施階段:包括裝藥、填塞、聯網、覆蓋、警戒、起爆、爆后檢查、事故處理、爆后總結等。4)爆破安全警戒:防止爆破飛石及爆破震動引起的滾石，爆破安全警戒范圍為200 m。

3.4 爆破質量控制措施

1)在施工全過程，爆破工程技術人員要嚴把“三關”，即:圖紙關、測量關、試驗關。開工前即組織技術人員、管理人員熟悉該工程的圖紙設計標準和相關技術規范，施工測量應為爆破設計提供必要的和準確的技術圖紙。2)日常爆破作業過程中，在設計孔網參數、技術交底的同時加強執行力度。3)嚴格在鉆爆三個環節的質量監控，提高工序質量。a.鉆孔階段合理統籌安排挖方區的施工次序，鉆孔工作完畢后及時裝藥爆破，并采取有效的措施加強對驗收合格成品孔的保護，避免在裝藥時出現漏孔、廢孔。b.裝藥聯管時，加強爆破操作人員的規范操作。c.回填時，根據孔徑大小要求用一定級配粒度的渣石填塞，回填操作要求規范，防止卡孔、扯脫起爆藥管而出現拒爆和沖炮現象。

4 李家溝試驗段挖方區采用中深孔石方爆破的安全措施

4.1 安全管理制度

1)成立爆破安全領導小組，由爆破施工負責人擔任組長，負責進行安全技術教育，明確人員、分工、定崗，制定安全職責;2)爆破作業人員須嚴格按照《爆破安全規程》和《爆破技術設計書》及《爆破安全措施》進行施工，作業人員必須經過安全培訓和相關專業知識培訓并考核合格;3)經常對全體施工及管理人員進行安全教育，提高全員安全意識，爆破員必須擁有有效證件上崗，杜絕無證爆破作業;4)做好周圍居民的宣傳教育工作;5)爆破作業過程中，必須配備專職安全員一名，爆破員不少于兩名，在施工期間，各作業人員必須嚴格按照各自崗位的職責作業，不許離崗、串崗;6)嚴格遵守安全文明生產紀律，進入施工現場須佩戴好安全防護用品，禁止違章作業，爆破施工區域設置警示牌，禁止無關人員進入。

4.2 爆破器材安全管理措施

4.2.1 爆破器材運輸的安全管理措施

運輸爆破器材要使用專用運輸工具，在公安部門的押運下進行，并應避開人員密集地段，中途不得停留。

4.2.2 爆破器材施工現場存放及使用的安全管理措施

1)爆破炸藥、雷管、導火索應根據當天爆破計劃用量組織進場，作業地點只準存放當班使用的爆破器材，并應有專人警衛保管;2)爆破器材應按規定要求進行檢驗，對失效和不符合技術要求的不得使用，使用前后還應對數量進行盤點;3)炸藥與雷管等爆破材料領用后應輕拿輕放，不得有摩擦、震動、撞擊或墜落等情況發生;4)在保管、加工、運輸爆破器材過程中，嚴禁人員穿著化纖服裝，禁止在衣帶中隨身攜帶爆破危險物或火柴及打火機等物，所有爆破人員禁止吸煙。

4.3 電爆網路安全措施

1)起爆電源及起爆器材應有專人嚴格管理;2)應使用同廠、同批、同牌號的雷管，各雷管的電阻誤差應控制在±0.2 Ω之內;先將電雷管的腳線連成短路，連接母線時解開，連接母線應從藥包開始向電源方向敷設，主線末端連接電源前應先用膠布包好，防止誤觸電源;3)雷雨天氣不得進行露天電力爆破，施工中途遇雷電時，應迅速將雷管的腳線、電線主線短接。

4.4 警戒

施工起爆前，必須做好警戒范圍內的人員、設備清場和警戒，未做好警戒工作，不準實施爆破。

4.5 爆破安全檢查

1)爆破后，從最后炮響算起的等待時間不少于5 min后，檢查人員方可進入爆破地點檢查有無盲炮和其他不安全因素;2)每次爆破后，爆破員應認真填寫爆破記錄;3)爆破結束后，爆破員應將剩余爆破器材仔細清點，如數及時直接交回規定的爆破器材倉庫;4)嚴格執行火工品材料領退手續，嚴防丟失，工地禁止存放爆破器材。