復雜環境場平控制爆破技術及振動監測

張新雨 肖 健 許永志 楊 帆

（安徽江南爆破工程有限公司）

1 工程概況

某水泥窯綜合利用固廢項目位于水泥廠廠區西側，毗鄰砂巖、斑粉儲料庫，北側距離儲料庫8 m，東北方向77 m有一座煙囪，北側有1條東西走向的運輸皮帶，最近處距離15 m，距離處理廠房最近處54 m；東南方向110 m有一座110 kV高壓線塔，高壓線塔下方10 m處為110 kV變電站，爆區南側247 m處也有一座110 kV高壓線塔，其他建筑物均超過300 m范圍；西側為山林，西北側有礦山道路，西南側500 m處是黃洼水庫，無其他重要建筑物。

2 爆破設計及振動監測

2.1 爆破方案選擇

選擇合理的爆破方案，須從該開采區域的實際出發，結合實際施工環境及工程特點，選擇合理的爆破方案。本著“以人為本，安全第一”的原則，本方案設計采取中深孔松動爆破，采用非電毫秒微差延期起爆技術，做到單孔單響［1-3］。結合工程特點，本方案做到以下幾點。

（1）爆破區域周邊100 m范圍內有多處重要建筑，其中主機對允許的安全爆破振動值為不大于7 mm/s。應秉著多打孔少裝藥的原則，減少單孔藥量，即控制最大段齊爆藥量，盡可能降低爆破振動影響。

（2）結合水泥尾氣處理廠、煙囪、原料粉磨、儲料庫位置實際，調整爆破炮口朝向，不正對（避免飛石影響）、不正背對（降低震動傳播強度），是控制爆破區域作業的重點，是對這幾處建（構）筑物的有效保護措施。

（3）采取有效的控制、防護措施。通過安全校核，驗算爆破振動、飛石、沖擊波等有害效應的控制度，保證爆破警戒。

（4）按圖1進行爆破分區。靠近儲料庫區域西南側、高程只需要降到+64.0 m水平區域為機械處理區，使用機械搗除；靠近儲料庫區域東南側，高程需要降到+54.32 m水平區域為謹慎爆破區域，采用孔內微差技術、分層小臺階技術，控制單響藥量，從而減小爆破振動有害效應；距廠房邊界大于24 m區域為中深孔臺階松動爆破區域。具體參數見表1。

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2.2 中深孔爆破區域

炮孔直徑為90 mm；主爆孔采用梅花形布孔方式；臺階高度H為5~6 m，炮孔超深h為1 m，炮孔深度L為6~7 m；底盤抵抗線為3.0 m，孔距為3.5 m，排距為3.0 m，單孔裝藥量為18 kg，堵塞為4.0 m。連續裝藥，單孔用2發高段別高精度導爆管雷管，保證傳爆。具體參數見表1。

2.3 謹慎爆破

謹慎爆破采用孔內微差技術結合分層小臺階爆破技術或者小直徑淺孔爆破技術，以減小單響藥量，控制爆破振動［4-5］。

分層小臺階爆破炮孔直徑為90 mm，臺階高度為3.5 m，超深為0.5 m，孔深為4.0 m，分層裝藥，底部裝1.5 kg直徑70 mm乳化炸藥，采用MS-5段高精度導爆管雷管延期，中間填塞1 m，中部裝1.5 kg直徑70 mm乳化炸藥，采用MS-4段高精度導爆管雷管延期，上部堵塞2.4 m。

小直徑淺孔爆破炮孔直徑為42 mm，臺階高度為4.0 m，超深為0.7 m，孔深為4.7 m，分層裝藥，底部裝0.8 kg乳化炸藥（直徑為32 mm、質量為200 g），采用MS-5段高精度導爆管雷管延期，中間填塞1 m，中部裝0.8 kg乳化炸藥（直徑為32 mm、質量為200 g），采用MS-4段高精度導爆管雷管延期，上部堵塞2.1 m。孔距為0.75 m，排距為0.75 m，具體布孔方式見圖2。

2.4 起爆網絡設計

中深孔臺階松動爆破:起爆網絡采用非電毫秒延期導爆管起爆網絡，孔外延期，炮孔內使用精度為400 ms的導爆管雷管，孔間使用25/42 ms的導爆管雷管延期，排間使用65 ms的延期導爆管雷管，控制單段最大起爆藥量Qmax不超過18.0 kg。每個炮孔采用2發雷管，1個起爆藥包組網，逐孔起爆。

謹慎爆破多采用孔內微差延期、再逐孔起爆網路，底部采用MS-5段高精度延期導爆管雷管，上部采用MS-4段高精度延期導爆管雷管［6］。

2.5 爆破振動驗算

根據國標《爆破安全規程》的規定，一般民用建筑物最大允許安全振速取2.0～2.5 cm/s，工業與商業建筑物最大允許安全振速取3.5～4.5 cm/s。本工程工業與商業建筑物最大允許安全振速取3.5 cm/s。按此允許振速條件計算最大允許段起爆藥量。根據計算公式:

式中，V為爆破振動速度，cm/s；K、a分別為與爆破點至計算保護對象間的地形、地質條件等有關的參數和衰減指數，K=250～350，a=1.8～2.0；Q為最大段藥量，kg；R為傳播距離，m。

根據巖石地質情況，本工程設計K取250，a取2.0。

本項目爆破振動速度校核參數見表2，從表2數據可以看出，該爆破設計滿足安全要求。

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2.6 爆破效果分析

（1）爆破振動監測結果。本次爆破振動監測采用四川拓普公司生產的8016機型3臺，考慮到水泥廠主機安全允許振動7 mm/s，故設置觸發振動為2 mm/s。從表3可以看出，依照本設計施工爆破振動滿足安全要求。

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（2）爆破飛石控制。由于爆破周圍環境較復雜，為了控制爆破飛石，本次爆破采取了增加填塞長度、減小孔網參數、增大前排抵抗線長度等措施。從爆破效果（圖3）來看，爆破區域隆起較小，基本無飛石，但挖機能挖開已爆破的區域，且爆破塊度較小。

3 結論

（1）根據受保護建筑物最大允許安全振動速度測算爆區最大單響藥量，在受建筑設計要求無法進行預裂爆破的情況下，通過分區塊劃分爆區，采用中深孔爆破結合謹慎爆破等技術，控制爆破振動，通過增加填塞長度、減小孔網參數、增加前排抵抗線長度等措施控制爆破飛石，從而控制爆破的有害效應，達到爆破施工的目的。

（2）通過振動測試儀器測定爆破振動，根據實際振動數據優化爆破設計，在保證被保護建筑物安全的前提下，使爆破工程能更安全高效。