石方控制爆破施工技術(shù)在非洲的應(yīng)用探討

桑成娜

（中鐵十四局集團(tuán)有限公司，濟(jì)南250010）

1 項(xiàng)目背景

多哥共和國(guó)6號(hào)國(guó)道是多哥諾策連接鄰國(guó)貝寧共和國(guó)洛克薩的重要干道，全線碎石用量約為2.0×105m3，碎石用量較大，經(jīng)過(guò)綜合方案比選，項(xiàng)目部決定自采加工碎石。經(jīng)過(guò)多方調(diào)查，該采石場(chǎng)儲(chǔ)量約有3.5×105m3，石質(zhì)完全滿足設(shè)計(jì)要求，但采石場(chǎng)南側(cè)約330m處有一村莊，且村中有一百年古樹需要進(jìn)行保護(hù)。在采石場(chǎng)爆破過(guò)程中，除了要保證村民及建筑的安全，還需要保護(hù)古樹的安全與生長(zhǎng)環(huán)境。

2 爆破方案選取

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及業(yè)主和監(jiān)理的要求，需要對(duì)村莊尤其是古樹進(jìn)行保護(hù)，采石場(chǎng)的石方爆破施工數(shù)量較大，爆破中心離村莊較近，如果采用常用的爆破方案施工，會(huì)對(duì)建筑物和古樹造成破壞，甚至?xí){到村民的生命安全。因此，項(xiàng)目部決定采用深孔控制爆破技術(shù)來(lái)實(shí)施爆破施工，降低對(duì)村莊環(huán)境的影響。

3 深孔爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)原則

巖石破碎質(zhì)量高，滿足鏟裝設(shè)備高效率裝載的要求，大塊率控制在3%以下；降低爆破地震、噪聲、沖擊波和飛石等有害效應(yīng)，減少后裂；嚴(yán)格控制起爆藥量和起爆順序使質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度不得大于0.2cm/s；在滿足爆破效果的前提下，盡可能降低炸藥單耗，提高延米爆破量，以獲取最佳經(jīng)濟(jì)效益[1]。

3.2 炮孔布置方式

主爆孔采用多排梅花形布孔，預(yù)裂孔布置在開挖邊坡線上。炮孔布置示意圖如圖1所示。

圖1 炮孔布置示意圖

3.3 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)與選取

3.3.1 主爆孔爆破參數(shù)設(shè)計(jì)與選取

主爆孔爆破參數(shù)設(shè)計(jì)與選取包括：

1）孔徑：d=76mm；

2）炮孔傾角：α=90°（垂直孔）；

3）臺(tái)階高度：由地形條件決定，一般取4～8m；

4）底盤抵抗線：W1=2.2m，根據(jù)式（1）計(jì)算：式中，d為炮孔直徑，dm；Δ為裝藥密度，kg/dm3取0.9；τ為裝藥系數(shù)，取 0.65；q為單耗，kg/m3，取 0.40（工程類比）；m為炮孔密集系數(shù)，取1.4；

5）炮孔間距：a=mW1=3.0m；

6）排間距：b=W1；

7）炮孔深度：L=H+h；

8）超深：h=（0.1～0.15）H；

9）裝藥長(zhǎng)度：L1=Q/每延米裝藥量（每延米裝藥量=ρπd2/4）；

10）填塞長(zhǎng)度：L2=30d；

11）單孔裝藥量：第一排Q=qaHW1；

后排Q=kqabH（k為藥量增加系數(shù)，取1.1）。

3.3.2 爆孔孔網(wǎng)參數(shù)和裝藥量

爆孔孔網(wǎng)參數(shù)和裝藥量如表1所示。

表1 爆孔孔網(wǎng)參數(shù)和裝藥量

3.4 起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與起爆網(wǎng)絡(luò)圖

為改善爆破效果，減小爆破振動(dòng)，此項(xiàng)工程主爆孔采用導(dǎo)爆管逐孔起爆網(wǎng)絡(luò)，即孔內(nèi)用MS9段雷管，孔間接力用MS3段雷管，排間接力用MS5段雷管；預(yù)裂孔采用導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)路，超前主爆孔先響，超前時(shí)間不宜小于75ms。起爆網(wǎng)絡(luò)圖如圖2所示。

圖2 起爆網(wǎng)絡(luò)圖

4 深孔爆破施工技術(shù)

深孔爆破施工技術(shù)包括：（1）鉆孔作業(yè)。按照標(biāo)定的炮孔參數(shù)，用開山KY100J/YC100履帶式潛孔鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)。（2）裝藥前準(zhǔn)備。裝藥前進(jìn)行炮孔驗(yàn)收和起爆網(wǎng)路試驗(yàn)，根據(jù)設(shè)計(jì)的起爆網(wǎng)路，進(jìn)行起爆網(wǎng)路模擬試驗(yàn)。（3）裝藥與填塞。根據(jù)爆破設(shè)計(jì)的非電毫秒延期雷管段別，制作起爆藥包，按爆區(qū)分小組裝藥。選用鉆孔產(chǎn)生的巖石碎屑進(jìn)行炮孔堵塞，炮孔堵塞長(zhǎng)度不應(yīng)小于最小抵抗線W，一般應(yīng)將整個(gè)炮孔堵滿。

5 爆破安全控制與校核

5.1 控制爆破震動(dòng)

從爆源到被保護(hù)物的距離應(yīng)保證被保護(hù)物不受到爆破振動(dòng)作用的破壞，這段距離稱為爆破地震安全距離。爆破地震安全距離可按式（2）計(jì)算：

式中，R為爆破地震安全距離，m；Q為炸藥量，kg，齊發(fā)爆破取總炸藥量，延期爆破取藥量最大一段的炸藥量；V為安全振動(dòng)速度，cm/s；m為藥量指數(shù)，集中藥包取1/3；K、a為與爆破點(diǎn)地形、地質(zhì)等條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)。

工程實(shí)際中，更多的情況是爆源與需要保護(hù)的建筑物之間的距離R一定，要求在爆破地震振動(dòng)速度不超過(guò)建筑物的地震安全速度的前提下，求算齊發(fā)爆破允許的最大裝藥量或延期爆破藥量最大一段的允許裝藥量，采用式（3）：

5.2 控制爆破飛石

爆破場(chǎng)地位于山坡上，極易產(chǎn)生爆破飛石，對(duì)于飛石距離的計(jì)算公式，常用經(jīng)驗(yàn)公式：

式中，K為安全系數(shù)與地形，風(fēng)向有關(guān)；n為爆破作用指數(shù)；W為抵抗線。

6 控制爆破實(shí)施結(jié)果

目前，該項(xiàng)目已經(jīng)結(jié)束，經(jīng)過(guò)控制爆破施工，順利地完成了該6號(hào)國(guó)道碎石供應(yīng)任務(wù)，并且達(dá)成了對(duì)村莊及古樹的目的，未造成任何重大影響和破壞。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，普通石方爆破技術(shù)產(chǎn)生的影響范圍大，且存在不可控性，產(chǎn)生的飛石、振動(dòng)影響到當(dāng)?shù)亟ㄖ拔奈铮虼耍瑢?duì)于特殊項(xiàng)目必須采用控制爆破施工技術(shù)，才能有效降低或避免以上影響。