復雜環境下土方平整爆破施工安全管理

吳根宏

(彭澤縣公安局治安管理大隊，江西 彭澤縣 332700)

0 引 言

隨著城市發展和改擴建的需要，原有建(構)筑物附近的爆破施工越來越多，這對爆破振動、飛石和沖擊波等的危害控制要求也不斷提高，從而給爆破設計施工單位和公安機關監管帶來新的挑戰，本文通過對爆破工程的安全監管實例，提出了在城鎮敏感地段進行爆破需要采取的施工措施及所需提供的安全保障方法，以確保爆破安全。

1 工程概況

彭澤縣磯山生態工業園棚改安置房土方平整爆破工程位于彭澤縣城區，爆破山體上部為覆土，下部為石灰巖，因前期施工已將上部覆土部分清除，形成裸露而極不平整的爆破作業面，施工區域分散凌亂，無正規的臺階，并且亂采、亂挖形成的個別區域還難以甄別原巖與堆積體范圍，這給爆破施工帶來很大困難，因此，需要對現有石方區域的松石、已爆破地段、松渣厚度、地質構造等進行詳細勘察和分析，必要時采用挖機清理，以確定巖石與堆積體的相關位置，以對現有狀況加以正確推測和判斷，為安全爆破奠定基礎。

2 爆破區域分析

爆破區域北邊90 m處為山體，210 m處為鋼混框架結構廠房；東邊26 m處為居民安置小區，其結構為鋼混結構；東南邊16 m為永嘉職工小區，其結構為鋼混結構，60 m處為鋼筋混凝土居民樓，96 m處為幼兒園；南邊235 m為鋼筋混凝土居民樓，居民樓北邊緊鄰通往縣城道路，西邊8 m為供應全縣的液化氣站，設置有3個大小不一的煤氣儲存罐；西南邊130 m處為鋼混結構居民樓；西北邊115 m處為糧庫的鋼混結構辦公樓，70 m和50 m處分別為1#和2#磚混結構居民樓。

分析爆破區域可知：

(1) 爆區環境復雜，來往車輛多，挖運和建筑施工等交叉作業，爆破組織協調難度大；

(2) 周邊居民樓、辦公樓、幼兒園及液化氣站等眾多，需嚴格控制爆破危害效應，特別是大型液化氣儲存罐體危險極大，對爆破振動和飛石要求嚴格；

(3) 附近居民多，學校和幼兒園上下學時間不一，警戒難度大。

3 爆破方案

綜合考慮爆破安全、生產規模和效率、施工單位裝備等因素，為確保不影響周圍群眾生活、生產，以及保障液化氣儲存罐的安全，采用淺孔臺階松動控制爆破方案。

3.1 爆破參數設計

根據爆破單位施工經驗和現場具體情況，爆破參數設計孔徑為40 mm，開挖高度為2 m。

(1) 底盤抵抗線：w1=(0.6～0.8)H，式中，H為開挖高度。計算得出W1=1.2～1.6 m。

(2) 超深：h=(0.1～0.15)H，計算得h=0.2 m。

(3) 孔距：a=(1～1.2)w1，計算得a=1.2～1.9 m。

(4) 排距：b=(0.8～1)a，計算得b=1.0～1.9 m。

(5) 孔深：L=H+h，計算得L=2.2 m。

(6) 填塞長度：L1≥1.1w。

(7) 裝藥長度：l2=L-Ld，計算得l2=0.8 m。

(8) 第一排孔裝藥量：Q1=aW1Hq，則Q1=0.12～1.6 kg。

(9) 后排孔裝藥量：Q2=(1.0～1.1)Q1，則Q2=0.12～1.8 kg。

3.2 起爆方式

根據本工程特點，采用排與排之間、孔與孔之間分別延遲起爆技術，以實現逐孔起爆，本工程中孔內使用10段非電毫秒雷管，孔間采用MS3段雷管，排與排間采用MS5段雷管接力傳爆。為提高準爆性，孔內外均采用雙發毫秒非電雷管見圖1。

圖1 起爆網路

注：采用孔外微差起爆，孔與孔之間采用3段；孔內采用10段非電雷管；排與排之間采用5段連接。

在靠近液化氣罐區域部分地段單孔單響仍會超過爆破振動允許值時，采用以下2種方法：一是減小炮孔深度，縮小孔排間距，減小單孔藥量；二是選擇孔內分段，采用一孔雙響或多響，孔下部比上部先起爆。

3.3 炮孔堵塞材料

由于在城區爆破，為確保炮孔口不出現飛石和滿足設計要求的堵塞質量，特別制作了堵塞材料：一是不含水的炮孔堵塞材料，采用粘土、黃沙混合物或巖粉。粗沙：粘土(巖粉)=1∶1.5(粗沙粒經最大不超過2 cm)，各孔堵塞長度應根據各孔前排孔邊距及孔口風化帶的影響而定，但堵塞長度不得小于炮孔抵抗線的1.3倍；二是含水的炮孔堵塞材料，采用0.5 cm石粉混合料，以確保炮孔堵塞密實和取得良好爆破效果。

4 安全設計

4.1 爆破振動

爆破振動按《爆破安全規程》推薦的公式計算：

式中，V為被保護對象所在地面質點振動速度，cm/s；Q為最大同段起爆藥量，kg；R為爆破中心至被保護物的距離，m；k、α為與爆破點至被保護物之間的地形，地質以及爆破類型等有關的系數與指數，根據本爆區地質特性，k取200，α取1.8。

本爆破項目周邊有多種類型的建構筑物，特別是液化氣罐的振動標準沒有規定，為此，對爆破施工范圍劃分區域，按照不同區域周邊的建構筑物等級進行分級和確定振動標準，再根據每次施工區域驗算振動是否符合標準，在本項目中采用的振動標準主要有：

(1) 按照《爆破安全規程》(GB6722-2014)的有關規定，鋼筋混凝土結構的民用建筑其爆破振動安全允許值為2.0 cm/s。

(2) 參照工程經驗和《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)及《爆破安全規程》(GB6722-2014)等相關資料分析，液化氣站爆破振動安全允許值選取為0.5 cm/s。

按照計算的不同距離上最大段起爆藥量的80%進行現場試爆，經過檢驗滿足要求后，再由小到大逐漸增加爆破規模，防止出現爆區地質情況不同而引發爆破事故和居民投訴等不良事件發生，直到全部掌握該爆區爆破規律之后，才可完全根據被保護物與爆破點的距離選用爆破用量及同段起爆藥量，保證爆破振動不超標。

4.2 爆破飛散物的距離計算

爆破飛散物的距離采用瑞典湯尼克研究基金會提出的經驗公式計算：

Rf=40d/25.4 m

式中,Rf為爆破個別飛石距離,m;d為炮孔直徑,mm。

代入上式驗算得：Rf=63 m。

因在爆破施工中采取了控制炮孔抵抗線、每個炮孔裝藥量、加強堵塞和覆蓋等多項安全措施，實際施工中爆破飛石遠小于此值。但《爆破安全規程》(GB6722-2014)中要求“淺孔臺階爆破個別飛散物對人員的安全允許距離為200 m，未形成臺階工作面時不小于300 m”，所以在本項目中安全警戒距離為200 m。

4.3 防護措施

在靠近居民樓或辦公樓地段，為控制爆破飛石，炮孔孔口用砂袋、鋼絲網、竹笆和草袋覆蓋，并且設置防護欄，減少出現飛石機率和阻擋飛石，見圖2。

圖2 炮孔覆蓋防護

對液化氣罐的防護采用搭設防護排架，即在液化氣罐體的北面、東面和上面搭設防護排架，并在防護排架上敷設鋼板、竹芭、草袋及鐵絲網，以防止爆破飛石對液化氣罐的損傷，因西面和南邊背離爆破方向，不敷設鋼板、竹芭、草袋及鐵絲網。按圖3設置防護排架及減震溝，防護排架采用Φ100 mm的實心鋼管或廢舊鐵軌搭建，其間距為1.0 m，每個立柱埋入地下1.5 m，用鋼筋混凝土固定牢固，防止其倒塌或傾倒，其水平方向間隔1.0 m設置一個橫撐，每邊對角線設置一個斜拉撐，以確保其穩定，立柱、橫撐和斜拉撐采用扣件固定，保證其不脫落。

圖3防護排架搭設

5 結 論

在城市進行爆破作業時，除嚴格按照規范做好爆破設計、審批和施工等工作外，還必須仔細研判爆區周圍建構筑物和重要設施等，針對性的作出保護方案和危害等級判斷是爆破項目順利進行的關鍵。

城區爆破周邊居民眾多、人員復雜，爆破施工開始前要做好相關取證、溝通和調查工作，初期爆破規模應適當控制，避免施工時矛盾激化而引起群眾阻工或群體性事件發生。

對國家沒有相關標準和規定的爆破危害控制，爆破作業單位應采取與業主協商、上級部門認可、政府或居民委員會同意的辦法確定標準，自行設置爆破規模和爆破方式，防止爆破糾紛的發生。