臨近高層建筑場平爆破控制技術(shù)微探

顧云

【摘 要】本文通過實(shí)際案例對高層建筑場平爆破控制技術(shù)進(jìn)行了分析和論述，希望對相關(guān)人員有所幫助，從而更好的加強(qiáng)場平爆破的效果，增大安全系數(shù)，保證爆破作業(yè)的順利進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；場平爆破控制技術(shù)；安全系數(shù)

一、項目簡介

某城市在被部分平場后的原山體上建立了兩棟高層建筑，兩棟建筑之間的高度相差10米左右，地下工一層。后因建設(shè)需要，將剩余山體也實(shí)施平整作業(yè)，以作為功能區(qū)的設(shè)計。平整后的場地高度要求與建筑高度平齊。在平整過程中，由于山體東北方向下游圓形匝道、東南側(cè)坡腳位置有民房及廠房，所以在平整過程中禁止有滾石下落?？傮w的平整面積約17萬立方米，工期定為1年，爆破施工的安全要求相對較高。

二、爆破方案

由于該爆破區(qū)域周邊圍繞著公路、高層建筑及民房、廠房等設(shè)施，所以需要加強(qiáng)建筑的保護(hù)，避免爆破作業(yè)對周邊環(huán)境的影響。通過現(xiàn)場勘察結(jié)果得知，爆破區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)以中硬度石灰?guī)r為主，含有少量較為堅硬的石灰?guī)r，巖層結(jié)構(gòu)風(fēng)化現(xiàn)象較為嚴(yán)重，不過斷裂構(gòu)造不發(fā)育，相應(yīng)的穩(wěn)定性較好。在具體施工中，為了保證施工質(zhì)量，提升施工效率，采用了分區(qū)爆破的方式，利用淺孔和深孔松動爆破相結(jié)合，來提高爆破作業(yè)質(zhì)量。并在施工過程中，對建筑實(shí)行振動測試，減輕爆破的影響。

（一）爆破孔網(wǎng)參數(shù)設(shè)計

爆破中，淺孔孔徑設(shè)置在φ40毫米左右，深孔孔徑設(shè)置在φ90毫米左右，炮孔角度以垂直距離為主。在孔洞中分別裝入藥卷直徑為32和70毫米的巖石乳化炸藥，并保證裝藥結(jié)構(gòu)的不耦合性。其中淺孔炸藥的單耗控制在每立方米0.4千克左右，深孔的爆破炸藥單耗控制在每立方米0.3千克左右，填塞長度分別控制在1.3米和3米以上。

（二）最大單段藥量

按照相關(guān)規(guī)定要求，最大單段藥量的計算公式以薩道夫斯基計算公式為主：

在該公式中，Q是最大單段藥量；R為爆破振動的安全距離；v為保護(hù)物做出的安全質(zhì)點(diǎn)振速，是固定值，每秒在20-25厘米左右；K和α是保護(hù)物到爆點(diǎn)之間的地形、地質(zhì)系數(shù)和衰減指數(shù)。本工程中，v、K、α的取值分別為20、200和18。利用上述公式，得出的最終計算結(jié)果。

由于爆破環(huán)境的復(fù)雜性，所以采用了分區(qū)爆破的方式，一區(qū)因受高層建筑和民房的影響，所以采用深孔爆破；二區(qū)由于高度與建筑水平高度一致，所以又將其劃分成3個區(qū)域開展爆破作業(yè)，且每個區(qū)域選擇的爆破方式存在差異。在距離高層建筑10米范圍內(nèi)采用機(jī)械爆破；距離建筑20米范圍內(nèi)采用淺孔爆破，孔深控制在2.5米以內(nèi)；距離建筑20米以外的區(qū)域采用的是垂直大直徑淺孔爆破，按照多打孔少裝藥的原則，將炸藥均勻分布在該區(qū)域內(nèi)，確保爆破的安全性。

（三）爆破網(wǎng)絡(luò)

爆破網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置會隨著方式的不同而有所改變，一區(qū)和二區(qū)的垂直大直徑淺孔爆破區(qū)域主要采用逐孔起爆網(wǎng)絡(luò)方式；而二區(qū)中淺孔爆破區(qū)域內(nèi)采用的是串、并聯(lián)的延時起爆網(wǎng)絡(luò)，且最大的藥量不得超過1.5千克。

三、爆破安全技術(shù)措施

（一）飛石控制

一區(qū)采用了由北向南多臺階推進(jìn)的方式來進(jìn)行飛石控制。在初期平臺開口方向與建筑孔底之間，通過V形起爆網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，實(shí)行爆破作業(yè)的推進(jìn)，當(dāng)平臺與公路在百米距離內(nèi)時，可自由變換推進(jìn)方向，通過一字型的逐孔爆破網(wǎng)絡(luò)，開展爆破作業(yè)，以此來避免落石的產(chǎn)生。同時，在推進(jìn)到平房區(qū)域內(nèi)時，需要在邊坡上設(shè)置3米左右后的隔離墻，防止?jié)L石下落。二區(qū)淺孔爆破區(qū)內(nèi)，主要利用炮被覆蓋自由面和孔口的方式來控制飛石，并在推進(jìn)到深孔爆破區(qū)域內(nèi)后，設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)層。在爆破作業(yè)開展中，需要嚴(yán)格把控炸藥量，以免因抵抗線失控導(dǎo)致爆破速度的加快，振動波頻率增大，影響周邊環(huán)境質(zhì)量。

（二）爆破振動控制

爆破產(chǎn)生的地震效應(yīng)對建筑物的影響存在一定的復(fù)雜性。在實(shí)際控制中，需要通過振動頻率、振幅、地質(zhì)、爆破方式等多方面進(jìn)行綜合考量，制定合理的控制措施，以減輕震動波的影響，控制主頻率，避免共振效應(yīng)的產(chǎn)生。在本工程中，對于爆破振動的控制除了采用逐孔延時起爆和不耦合裝藥結(jié)構(gòu)外，還在靠近建筑和民房的區(qū)域內(nèi)，設(shè)置了底部空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)，且通過臺階方向的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)震動波的有效擴(kuò)散，降低其對建筑的影響。同時在爆破過程中，選用了較為專業(yè)的爆破測振儀器，對各振點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時檢測，以便及時處理振動帶來的影響。

四、爆破效果和討論

本工程中，在控制爆破飛石時，鉆孔方面的選擇是最小抵抗線，在松動漏斗理論基礎(chǔ)上進(jìn)行了孔洞設(shè)置。同時在實(shí)際作業(yè)中，對于存在的溶洞和裂隙結(jié)構(gòu)，工作人員均實(shí)行了詳細(xì)記錄和標(biāo)記，確保爆破安全性；在裝藥過程中，先對現(xiàn)場實(shí)際情況予以細(xì)致勘察，分析存在的不安全因素，并制定了合理的解決措施，降低飛石影響；合理控制填塞質(zhì)量和長度；根據(jù)環(huán)境變化設(shè)置不同的起爆網(wǎng)絡(luò)，避免滾石的產(chǎn)生；在隔離墻爆破中，通過緩沖爆破的方式防止了山坡上滾石的下落，保證了下方建筑和人民的安全。

在爆破振動控制上，主要以逐孔起爆技術(shù)來降低振動影響，大大提升了爆破作業(yè)的安全性。具體來說，該技術(shù)應(yīng)用的特征有：首先，當(dāng)起爆點(diǎn)與建筑之間存在高差時，通過該技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)⒄駝宇l率從上到下逐漸弱化；其次，在一區(qū)開挖作業(yè)深入過程中，震動波的衰減頻率也會隨著作業(yè)環(huán)境而發(fā)生一定改變。當(dāng)建筑與孔底高差在10米左右時，地震波的傳播將由水平距離決定，地勢高差不會起到任何影響；最后，本工程中，當(dāng)爆區(qū)孔底與建筑高差在10米以內(nèi)，與民房地面高差在25035米之間時，建筑質(zhì)點(diǎn)的振速會處在安全值范圍內(nèi)，民房的質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)速會逐漸增加。為了保證爆破的安全性，在實(shí)際操作中，需將臺階高度調(diào)制4米，單孔裝藥量控制在4-8千克，確保質(zhì)點(diǎn)振速在安全范圍內(nèi)。

五、結(jié)語

綜上所述，若想有效加強(qiáng)高層建筑場平爆破控制技術(shù)應(yīng)用的合理性，需要從多角度綜合考量，并加大對飛石和振動的控制力度，最大程度的增大爆破安全系數(shù)。

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