復雜環境下的土石方爆破設計

王南焰

(龍巖民化工程爆破有限公司，福建 龍巖 364000)

1 工程概況

1.1 概況

福安市公安局技術大樓土石方工程，位于福安仙岫片區南部，東臨富春大道，北臨仙岫片區陽頭街道辦事處安置地工程，地塊面積為17783m2。

1.2 地形、地質

工程位于富春溪西岸，東面為福安城區，西面為仙山里山脈，開挖段屬低山丘陵地貌，西高東低，石方爆破從上至下分層開挖，最大開挖高度為40m。地下水主要賦存于基石裂隙中，富水性差。爆區內巖體較為簡單，主要分布在晶屑凝灰熔巖及花崗閃長巖和三長花崗巖，節理裂隙主要以東北走向及近東西走向為主，從上到下可分為：(1)松散軟弱巖組：由殘坡積粘性土和強風化巖組組成，結構松散，力學強度低；(2)堅硬工程地質巖組：底層弱風化至微風化花崗巖，巖性較為堅硬，力學強度較高，穩定性好。

1.3 爆區環境

經勘查，工程項目爆區周邊環境如下：爆區東側毗鄰在建的富春大道(大道沿富春溪西岸南北走向布設)，富春溪上距離爆破區域約102m為富陽大橋，東面300m外為福安城區；在爆區南面約80m處架設有一條10kV輸電線，南面110m處有富陽大橋臨時使用的10kV高壓輸電線一條；爆區西北面170m為普濟宮；其余爆破區域西側及西南側緊靠山體。

2 爆破方案

本工程交通便利，工作面寬，開挖高度大，工期要求緊，故采用深孔松動爆破自上而下分層開挖。嚴格控制單響最大起爆藥量，從而達到控制爆破震動有害效應，防止爆破對周圍建筑物的損害，并通過有效的覆蓋將爆破產生的個別飛石控制在安全范圍內。

2.1 爆破參數

1)鉆孔直徑D=90mm

2)臺階高度H=9m

3)超深h=(0.1～0.2)超深取1.5m

4)鉆孔深度L=H+h=10.5m

5)底盤抵抗線W=(25～40)d=取2.25～3.6m

6)炮孔間距a指同一排深孔中相鄰兩炮孔中心線的距離，孔距a按下式計算，

a=m*W；式中m為炮孔密集系數，一般m=1.2～1.5，取值為2.7～5.4m

7)炮孔排距b是指多排孔爆破時，相鄰兩排炮孔間的距離，其值依據下式計算；b=a/m，取值為2.25～3.6m。

8)炸藥單耗q的影響因素主要有巖石的可爆性、炸藥的特性、自由面條件、起爆方式和塊度要求。取q=0.3計算。(后通過試爆與現場積累數據調整)

9)堵塞長度L2=(30～40)d=2.7～3.6m

10)裝藥長度L1由單孔裝藥量與線裝藥密度確定。裝藥方法不同會導致線裝藥密度變化很大。要確保合理的裝藥長度，以保證足夠的填塞長度和防止孔口處大塊率超標。

11)堵塞長度：L2=(30～40)d=2.7～3.6m

12)藥卷直徑：d=70mm

13)單孔裝藥量Q：

前排孔單孔裝藥量計算公式：Q=qaWH(kg)

后排孔單孔裝藥量計算公式：Q=qabH(kg)

2.2 單次最大爆破規模

根據實際情況以及倉庫庫容量，本工程一次最大起爆藥量控制在3000kg以內。

2.3 裝藥結構

爆破使用Φ70的乳化炸藥，堵塞材料使用鉆屑或砂粘土。采用孔內高段、孔外低段接力起爆網路，起爆藥包位于炮孔裝藥底部。

2.4 爆破網絡

采用毫秒延時起爆網路，根據實驗數據和實踐，采取矩形布孔“V”型起爆網絡，爆后爆堆集中。

3 爆破安全技術與預防措施

本工程為露天爆破，爆區周邊地形開闊且遠離人口密集區，爆破沖擊波及有毒氣危害影響微小,重點考慮爆破地震和飛石危害。

3.1 爆破震動距離校核

Qmax爆區允許一次齊爆的最大藥量，kg

R爆點距被保護物的最近距離，m

為被保護物允許的震動速度

為與爆破點至被保護對象間的地形、地質條件有關的系數和衰減指數，按《爆破安全規程》分別取150，1.5。

根據爆點距不同被保護物的不同距離計算最大單段藥量。

鋼筋混凝土取v=3.0cm/s，一般磚混結構房屋取v=2.0cm/s，計算結果見表1。

表1 保護物與最大單響藥量關系表

按上述方案施工，控制單段最大起爆藥量在200kg以下，爆破總藥量控在3000kg以內，爆破產生的地震不會對周邊輸電線、大橋、普濟宮建筑物產生破壞。

3.2 個別飛石控制

本工程為深孔臺階爆破，最小抵抗線朝東北方向。爆破飛石飛散距離依下式計算：R=(40/2.54)D；

R飛石飛散距離，m

D炮孔直徑，cm

公式計算，飛散距離約為142m，爆破飛石不會危及170m處的普濟宮。貫徹“安全第一”的方針，本工程采取主動防護，在爆區覆蓋沙袋和廢舊膠帶，孔口部位采用雙層覆蓋。

3.3 意外早爆事故的預防措施

采用非電塑料導爆管雷管起爆，主要是雷電引起早爆和爆破器材本身質量原因引起早爆，主要采取一下措施：

1)爆破前一天，應當向氣象部門了解天氣變化情況，雷雨天和惡劣天氣不進行爆破施工作業，做好事前預防；

2)采取非電導爆管雷管和非電起爆網路，防止因高壓線和雜散電流對爆破施工安全的影響；

3)民爆物品到場前，清除爆破施工現場雜物，進行安全警戒，禁止無關人員進入；禁止煙火、產生靜電材料或大功率設備對爆區施工安全威脅；

4)對民爆物品采取遮陽防暴曬，避開烈日高溫時段爆破施工。

4 結 語

復雜環境下深孔爆破設計方案孔網參數,藥量控制,延期時間及起爆順序是否合理，是指導爆破施工的前提；爆破工作，是一項復雜,系統性的工作，不是看似簡單的“打孔、裝藥、放炮”在實際工作中，合理的方案設計,精心的組織施工,嚴格科學的管理制度，才能把爆破工作做的更好。