攀枝花徐家溝鐵礦與麗攀高速公路爆破開采限界距離論證研究

胡士克

摘 要：攀枝花徐家溝鐵礦旁有麗攀高速拖路灣隧道、徐家溝大橋和雙梁子隧道穿越。《公路安全保護條例》規定：“公路周圍一定范圍內禁止進行爆破作業”。通過研究，對徐家溝鐵礦爆破開采進行限界分區，使禁采區大大突破了條例規定的范圍，礦產資源得到了合理的開發和利用，解決了礦山與新建麗攀高速“爆破開采限界與安全營運”的突出矛盾，達到“共存共贏”的目的。

關鍵詞：鐵礦；公路；爆破；距離

中圖分類號：TV542 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）13-0121-02

隨著西部大開發進程的不斷加快，高速公路建設和礦產資源開發也飛速發展，但高速公路壓覆礦產資源的現象也越來越突出，在二者之間尋求一個最佳平衡點，既保證高速公路的安全營運，又使礦產資源得到最大程度的開采和利用，是當前面臨的一個棘手問題。本文以攀枝花徐家溝鐵礦爆破開采與麗攀高速建設為背景，就麗攀高速公路與徐家溝鐵礦爆破開采限界距離這一問題展開論述，實現鐵礦開采與高速公路營運的“共存共贏”。

1 工程概況

徐家溝鐵礦位于攀枝花市金沙江邊，北有麗攀高速拖路灣隧道、徐家溝大橋、雙梁子隧道穿越通過，穿越礦區段全長約970 m（按照《公路安全保護條例》規定：“公路渡口和中型以上公路橋梁周圍200 m、公路隧道上方和洞口外100 m范圍內禁止爆破作業。”）；南有金江支線鐵路線臨近通過，再往南有國道、民房等，開采環境極其復雜。

2 礦山爆破開采對麗攀高速影響分析

2.1 影響爆破地震效應的因素

爆破地震通過建筑物地基傳遞和轉化，激起建筑物振動，當礦山爆破產生的振動達到一定強度時，就可能對毗鄰的橋隧、公路等設施造成一定程度的破壞。為了確保礦區開采爆破時麗攀高速公路橋梁和隧道的安全營運，按照《爆破安全規程》確定的振動安全允許標準，確定徐家溝鐵礦開采爆破區域邊界與麗攀高速公路拖路灣隧道、徐家溝大橋、雙梁子隧道的臨近安全距離和爆破振動影響，是礦區開采爆破設計和施工必須考慮的重要內容。

2.2 影響公路邊坡穩定性的因素

礦山采礦后，公路邊坡定的巖土被挖除了一部分，打破了巖體原有的平衡狀態，在一定范圍內可能會對橋墩、隧道周圍的巖體產生影響，造成基礎開裂、滑坡、不均勻沉降等災害，從而喪失穩定性和承載力，導致結構局部損傷，嚴重時甚至會出現整體傾斜、拉裂、倒塌和解體。

3 爆破開采界限臨近距離論證研究

3.1 爆破開采振動監測分析和安全距離論證

3.1.1 爆破開采實時監測和數據分析

課題組通過對多次爆破試驗振動檢測數據進行統計回歸分析，確定徐家溝鐵礦與麗攀高速之間巖土爆破作用系數K=115.58、衰減系數α=1.37.

3.1.2 爆破振動安全允許振速核定

針對公路橋梁和隧道的結構特征，同時考慮礦區頻繁爆破作業的長期擾動和結構累積損傷，確定公路橋梁的安全允許質點峰值振動速度[Vmax]B=8 cm/s，即在大體積混凝土安全允許振速（V=12 cm/s）的基礎上，賦予2/3的安全系數（《爆破安全規程》中未對高墩橋梁的安全允許振速作出規定，這里暫按類似橋梁承臺結構的大體積砼的安全允許振速的一定比例進行取值）。

確定公路隧道的安全允許質點峰值振動速度[Vmax]T=10 cm/s，即取交通隧道安全允許振速（10～20 cm/s）的下限值（《爆破安全規程》中確定的隧道安全允許振速是基于未襯砌隧道作出的規定，而麗攀高速拖路灣隧道和雙梁子隧道設計上都是有襯砌的并已實現，所以此處隧道安全允許振速的選值是偏于保守的），以此峰值振速計算安全允許距離和最大單響藥量。

《爆破安全規程》（2011征求意見稿）中對永久邊坡安全允許振速作了相關規定，針對露天爆破的振動頻率范圍，規定永久邊坡的安全允許振速為8～15 cm/s。從安全角度出發，對永久邊坡的安全允許振速取中間值12 cm/s，此振速遠遠小于礦山部門對邊坡安全允許的質點振動速度。礦山部門邊坡安全振速標準見表1.

4 爆破開采區域界限劃分和安全生產要求

4.1 爆破開采區域限界劃分

為了保證麗攀高速的安全運營與徐家溝鐵礦爆破開采“共存共贏”，課題組經研究決定對采區劃定5個不同爆破作業區域，不同爆破作業區域采取不同程度的控制爆破作業方式，滿足礦山開采不影響高速公路正常營運的目的。

4.1.1 禁采區

禁采區距離被保護建（構）筑物R≤RI=40 m，禁止以任何形式開采。

4.1.2 謹慎控制爆破開采區

謹慎控制爆破開采區距離被保護建（構）筑物RI=40 m

4.1.3 嚴格控制爆破開采區

嚴格控制爆破開采區距離被保護建（構）筑物RⅡ=70 m

4.1.4 加強控制爆破開采區

加強控制爆破開采區距離被保護建（構）筑物RⅢ=90 m

4.1.5 常規控制爆破開采區

常規控制爆破開采區距離被保護建（構）筑物R≥RⅣ（200 m），按理論計算礦區每次爆破作業總裝藥量可達23 000 kg，但在實際施工時，綜合考慮現場作業場地條件、臺階寬度、使用雷管精度等因素，限制每次起爆總裝藥量不得超過8 000 kg，最大單響藥量不得超過250 kg。

以上分區不同距離的單響藥量計算完全滿足《爆破安全規程》（GB 6722—2003）對大體積混凝土（類似橋梁承臺結構）峰值振速的安全性要求，也充分滿足對公路隧道峰值振速的安全性要求。本文中提出的爆破開采區域劃分限界距離，同時也能滿足橋梁（21.2 m）和隧道（17.8 m）對邊坡穩定性計算的要求。

4.2 爆破開采意見

開挖前，應先沿限界線打兩排隔振空孔，可以有效降低爆破振動的傳播，減少爆破振動對邊坡、橋梁和隧道的影響。

開挖順序應自南向北依次推進，待開采到謹慎控制爆破開采區時，采取預裂爆破、單孔單響、限制單響藥量和一次起爆總藥量等措施，減少爆破振動對殘留邊坡和形成的永久邊坡的影響。

在實際施工時，應請有資質的礦山設計部門對礦山開采進行整體規劃設計，并按各區域內建議的爆破開采設計參數意見作出詳細的施工組織設計，在謹慎控制爆破開采區和嚴格控制爆破開采區實時監測爆破地震效應，并根據爆破振動監測數據和巖體變化及時調整、完善爆破參數。

4.3 限界區域開采安全生產要求

限界區域開采安全生產的要求主要有以下幾點：①在限界區域內進行爆破開采時，應加強邊坡坡體的變形觀測和橋梁隧道基礎的爆破振動監測，發現異常情況及時報告；②礦山邊坡高陡，開挖后巖體會產生卸荷松弛，應請具備資質的邊坡設計單位對限界區域高邊坡進行詳細設計，并按設計方案或可采用預應力錨桿或錨索對高邊坡進行安全加固處理，以防止邊坡產生卸荷變形，確保橋梁和隧道安全運行不受任何影響；③嚴格按照《金屬非金屬礦山安全規程》設置限界區域最終邊坡角，且不得大于60°；④限界區域邊坡應按永久邊坡進行設計，設計年限應與高速公路的年限相同。

5 結束語

本文通過對礦山進行爆破開采限界分區，采取一系列的措施對礦山爆破開采加以控制，使得禁采區大大突破了《公路安全保護條例》對高速公路邊界爆破作業距離的限制，使礦山開采和公路營運達到了“和諧共贏”的目的，具有一定的實用和工程指導價值，可為爆破界同仁和類似工程提供參考和借鑒。

參考文獻

[1]汪旭光，于亞倫，劉殿中.爆破安全規程實施手冊[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]國家技術監督局.GB 16423—2006.金屬非金屬礦山安全規程[S].北京：中國標準出版社，2010.

[3]陳洪凱，易麗云，唐紅梅，等.開挖巖體邊坡卸荷帶寬度的計算方法[J].防災減災工程學報，2011（04）.

〔編輯：李玨〕

Abstract： Panzhihua Xujiagou Iron next to Lijiang to Panzhihua highway Tuoluwan tunnel， Xujiagou bridge and Shuangliangzi tunnel crossing.“Highway Safety Protection Regulations”provides that：“within a certain range around the highway blasting operations are prohibited.”Through research， Xujiagou Iron blasting delimiting partition， so no-take zone greatly exceeded the scope of the provisions of the regulations， mineral resources have been reasonable development and utilization， to solve the mine and the new Lijiang to Panzhihua highway climb speed“blasting and mining clearance safe Operation”prominent contradictions， to“coexistence and win-win”objective.

Key words： iron； road； blasting； distanceendprint

以上分區不同距離的單響藥量計算完全滿足《爆破安全規程》（GB 6722—2003）對大體積混凝土（類似橋梁承臺結構）峰值振速的安全性要求，也充分滿足對公路隧道峰值振速的安全性要求。本文中提出的爆破開采區域劃分限界距離，同時也能滿足橋梁（21.2 m）和隧道（17.8 m）對邊坡穩定性計算的要求。

4.2 爆破開采意見

開挖前，應先沿限界線打兩排隔振空孔，可以有效降低爆破振動的傳播，減少爆破振動對邊坡、橋梁和隧道的影響。

開挖順序應自南向北依次推進，待開采到謹慎控制爆破開采區時，采取預裂爆破、單孔單響、限制單響藥量和一次起爆總藥量等措施，減少爆破振動對殘留邊坡和形成的永久邊坡的影響。

在實際施工時，應請有資質的礦山設計部門對礦山開采進行整體規劃設計，并按各區域內建議的爆破開采設計參數意見作出詳細的施工組織設計，在謹慎控制爆破開采區和嚴格控制爆破開采區實時監測爆破地震效應，并根據爆破振動監測數據和巖體變化及時調整、完善爆破參數。

4.3 限界區域開采安全生產要求

限界區域開采安全生產的要求主要有以下幾點：①在限界區域內進行爆破開采時，應加強邊坡坡體的變形觀測和橋梁隧道基礎的爆破振動監測，發現異常情況及時報告；②礦山邊坡高陡，開挖后巖體會產生卸荷松弛，應請具備資質的邊坡設計單位對限界區域高邊坡進行詳細設計，并按設計方案或可采用預應力錨桿或錨索對高邊坡進行安全加固處理，以防止邊坡產生卸荷變形，確保橋梁和隧道安全運行不受任何影響；③嚴格按照《金屬非金屬礦山安全規程》設置限界區域最終邊坡角，且不得大于60°；④限界區域邊坡應按永久邊坡進行設計，設計年限應與高速公路的年限相同。

5 結束語

本文通過對礦山進行爆破開采限界分區，采取一系列的措施對礦山爆破開采加以控制，使得禁采區大大突破了《公路安全保護條例》對高速公路邊界爆破作業距離的限制，使礦山開采和公路營運達到了“和諧共贏”的目的，具有一定的實用和工程指導價值，可為爆破界同仁和類似工程提供參考和借鑒。

參考文獻

[1]汪旭光，于亞倫，劉殿中.爆破安全規程實施手冊[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]國家技術監督局.GB 16423—2006.金屬非金屬礦山安全規程[S].北京：中國標準出版社，2010.

[3]陳洪凱，易麗云，唐紅梅，等.開挖巖體邊坡卸荷帶寬度的計算方法[J].防災減災工程學報，2011（04）.

〔編輯：李玨〕

Abstract： Panzhihua Xujiagou Iron next to Lijiang to Panzhihua highway Tuoluwan tunnel， Xujiagou bridge and Shuangliangzi tunnel crossing.“Highway Safety Protection Regulations”provides that：“within a certain range around the highway blasting operations are prohibited.”Through research， Xujiagou Iron blasting delimiting partition， so no-take zone greatly exceeded the scope of the provisions of the regulations， mineral resources have been reasonable development and utilization， to solve the mine and the new Lijiang to Panzhihua highway climb speed“blasting and mining clearance safe Operation”prominent contradictions， to“coexistence and win-win”objective.

Key words： iron； road； blasting； distanceendprint

以上分區不同距離的單響藥量計算完全滿足《爆破安全規程》（GB 6722—2003）對大體積混凝土（類似橋梁承臺結構）峰值振速的安全性要求，也充分滿足對公路隧道峰值振速的安全性要求。本文中提出的爆破開采區域劃分限界距離，同時也能滿足橋梁（21.2 m）和隧道（17.8 m）對邊坡穩定性計算的要求。

4.2 爆破開采意見

開挖前，應先沿限界線打兩排隔振空孔，可以有效降低爆破振動的傳播，減少爆破振動對邊坡、橋梁和隧道的影響。

開挖順序應自南向北依次推進，待開采到謹慎控制爆破開采區時，采取預裂爆破、單孔單響、限制單響藥量和一次起爆總藥量等措施，減少爆破振動對殘留邊坡和形成的永久邊坡的影響。

在實際施工時，應請有資質的礦山設計部門對礦山開采進行整體規劃設計，并按各區域內建議的爆破開采設計參數意見作出詳細的施工組織設計，在謹慎控制爆破開采區和嚴格控制爆破開采區實時監測爆破地震效應，并根據爆破振動監測數據和巖體變化及時調整、完善爆破參數。

4.3 限界區域開采安全生產要求

限界區域開采安全生產的要求主要有以下幾點：①在限界區域內進行爆破開采時，應加強邊坡坡體的變形觀測和橋梁隧道基礎的爆破振動監測，發現異常情況及時報告；②礦山邊坡高陡，開挖后巖體會產生卸荷松弛，應請具備資質的邊坡設計單位對限界區域高邊坡進行詳細設計，并按設計方案或可采用預應力錨桿或錨索對高邊坡進行安全加固處理，以防止邊坡產生卸荷變形，確保橋梁和隧道安全運行不受任何影響；③嚴格按照《金屬非金屬礦山安全規程》設置限界區域最終邊坡角，且不得大于60°；④限界區域邊坡應按永久邊坡進行設計，設計年限應與高速公路的年限相同。

5 結束語

本文通過對礦山進行爆破開采限界分區，采取一系列的措施對礦山爆破開采加以控制，使得禁采區大大突破了《公路安全保護條例》對高速公路邊界爆破作業距離的限制，使礦山開采和公路營運達到了“和諧共贏”的目的，具有一定的實用和工程指導價值，可為爆破界同仁和類似工程提供參考和借鑒。

參考文獻

[1]汪旭光，于亞倫，劉殿中.爆破安全規程實施手冊[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]國家技術監督局.GB 16423—2006.金屬非金屬礦山安全規程[S].北京：中國標準出版社，2010.

[3]陳洪凱，易麗云，唐紅梅，等.開挖巖體邊坡卸荷帶寬度的計算方法[J].防災減災工程學報，2011（04）.

〔編輯：李玨〕

Abstract： Panzhihua Xujiagou Iron next to Lijiang to Panzhihua highway Tuoluwan tunnel， Xujiagou bridge and Shuangliangzi tunnel crossing.“Highway Safety Protection Regulations”provides that：“within a certain range around the highway blasting operations are prohibited.”Through research， Xujiagou Iron blasting delimiting partition， so no-take zone greatly exceeded the scope of the provisions of the regulations， mineral resources have been reasonable development and utilization， to solve the mine and the new Lijiang to Panzhihua highway climb speed“blasting and mining clearance safe Operation”prominent contradictions， to“coexistence and win-win”objective.

Key words： iron； road； blasting； distanceendprint