淺析石方管溝爆破施工技術

孫宏召，齊化冰

（河北華北石油工程建設有限公司，河北 任丘 062552）

長輸管道施工中，對于無法進行機械開挖地段需采用爆破施工。開挖管溝以風槍淺眼爆破為主，管溝的側面輪廓采用光面爆破的方法形成，采用松動爆破、光面爆破后，機械加人工清理成溝，溝底深度加深0.2m。

1 管溝爆破

管溝爆破采用風槍淺眼爆破為主，管溝兩側邊坡輪廓線采用光面爆破技術，以開挖3m深度管溝為例，其炮孔布置及設計參數如下。

（1）炮孔布置，見圖1，兩側沿邊坡的鉆孔為光爆孔，中部兩排炮孔為主炮孔。（2）炮孔超鉆深度h，按0.1倍的溝槽開挖深度計算，h=0.3m。（3）炮孔間距、排距，炮孔間距a上部為1.2m，下部為0.6m；炮孔排距b=0.8m。（4）炮孔單孔裝藥量Q，Q=KabL，式中K為單位巖石耗藥量，取K=0.8～1.0kg/m3，可根據巖石實際爆破效果進行調整。（5）邊坡光爆孔線裝藥密度q，取q=150～200g/m，可根據實際爆破效果進行調整。（6）堵塞長度L，L≥b。（7）裝藥結構。主炮孔采用連續裝藥結構，每孔裝兩發非電毫秒雷管。邊坡光爆孔采用間隔裝藥，可將藥量分成2～3段，中間用堵塞材料間隔堵塞，每個間隔裝藥段均裝單發非電毫秒雷管。（8）爆破網路。采用塑料導爆管非電微差爆破網路，同一斷面上，主炮孔要先于光爆孔1～2個段別起爆，以便為光爆孔創造臨空面，各排炮孔按起爆先后順序從臨空面方向向后依次微差分段起爆，使前排起爆炮孔為后排起爆炮孔創造臨空面，以提高溝槽開挖爆破效果。當溝槽開挖深度大于3m時，可采用分層爆破方法，上層爆破開挖完成后，再進行下一層的爆破開挖。

圖1

2 爆破安全驗算

2.1 爆破振動檢算

根據被保護建筑物允許振動速度值來控制最大分組藥量。根據《爆破安全規程》（GB6722-2014）的有關規定，最大同時起爆藥量的計算公式為：

式中，K、α為與地形、地質等條件有關的系數和衰減指數；本工程爆破取K=200，α=1.75。

式中，Qmax為分段起爆最大藥量，kg；R為爆破中心至建筑物的距離，m；v為被保護建筑物的地面質點振動速度，cm/s

2.2 個別飛石距離驗算

式中，L為爆破飛石距離，m；KA為安全系數，斜坡地形取1.5；n為爆破作用指數，松動爆破取n=0.75；w為最小抵抗線，m。

3 爆破危害控制

3.1 優選爆破參數

為控制爆破飛石，應設法降低炸藥單耗，認真校核最小抵抗線的大小、方向，裝藥量及堵塞長度等爆破參數。

3.2 慎重選擇炮孔位置

避免把炮孔布置在軟弱松散夾層，斷層、裂隙、破碎帶部位。

3.3 采用微差爆破

采用微差爆破不僅可以提高巖石破碎度，還可以降低爆破震動、空氣沖擊波和噪音。

3.4 采用預裂爆破或開挖防震溝

采用預裂爆破或開挖防震溝，可以降低爆源與被保護建筑物之間的地震波的傳播，達到減震的目的。

3.5 加強覆蓋和遮擋

在環境復雜的地段，如民房、公路、通訊線纜等地段附近爆破時，要對爆破部位進行覆蓋防護、遮擋防護，對重要目標進行保護性防護等措施。

4 特殊地段的石方開挖方法

（1）與地下管道、光纜或民房等設施距離小于16m。對于這些地段若仍采用爆破方法開挖容易對光纜和民房產生破壞，因此對近距離的作業帶和管溝開挖采用破碎劑漲裂法或液壓破碎錘開挖。破碎劑漲裂法鉆孔間距、排距一般取0.2～0.3m，鉆孔應布置在巖石整體性好、裂隙較少的巖石上，若巖石有較多的裂隙，則應先用風鎬清理。

（2）與地下管道、光纜或民房等設施中等距離16～50m范圍內，為了保證爆破對其周圍設施的安全，必須控制炸藥單耗，以控制飛石。①采取預裂爆破進行減震，在被保護的目標與震源間形成裂縫，以此來提高震源波傳播阻尼。②預爆破技術參數通常采用不耦合連續裝藥或分段不連續裝藥，孔距α為5D～8D，D是孔徑；填塞長度大于0.4m；裝藥密度q按下式計算，然后根據爆破效果適當調整。

式中，σc為巖石抗壓強度；α為孔徑/m。

③采用微差爆破方法，減少爆破振動；加密鉆孔，使每孔炸藥較集中于孔底部，以增加堵塞長度減少飛石。④采取對爆破部位進行覆蓋防護、遮擋防護，對重要目標進行保護性防護等措施，如局部地段用沙袋或鐵板覆蓋。

5 Q/HSE管理措施

5.1 成立爆破組織指揮系統

成立爆破組織指揮系統，設總指揮、副總指揮各一名，下設四個組，施工組、技術組、安全警戒組、群眾工作組。施工組負責施工人員的調配、施工程序的安排；技術組負責爆破工作的各項技術工作，如裝藥、堵塞、起爆網路連接、起爆、爆后檢查及瞎炮處理等各項技術指導工作；安全警戒組的任務是進行爆破作業過程中的安全警戒，起爆前人員和機械車輛的清理；群眾工作組負責同周圍村莊、單位、居民的聯系、通知工作，以及應急救援和處理工作。

5.2 爆炸物品的運輸、儲存和使用的安全規定

爆炸物品的運輸、儲存和使用必須嚴格遵守《爆破安全規程》的有關規定，爆炸物品必須嚴格管理，防止丟失，確保安全。

（1）爆破器材的運輸。運輸爆破器材必須事先向當地的公安局辦理《爆炸物品運輸證》。運輸時應使用符合安全要求的運載工具。性質相抵觸的爆破器材不準同車運輸。運輸應由熟悉爆破器材性能與安全運輸規定的人員負責押運，無關人員嚴禁搭乘。雷雨時或暴雨時，停止裝運爆破器材。運輸時應控制車速不超過每小時40km，兩車間距為：平坦路不小于50m，上下坡時不小于300m。

（2）爆破器材的儲存。炸藥庫的建立必須滿足要求并征得當地公安部門的同意，庫房要符合安全規定，應嚴格管理，設專職保管人員。建立出入庫登記制度和安全制度，爆破材料應按其出廠時間與有效期的先后順序發放，爆破材料不準在庫房儲存間拆包。爆破器材應按要求堆放、防潮。

5.3 爆破安全警戒

（1）爆破工作開始前，在危險區邊界設置明顯標志并設置崗哨，其位置應能監視所有通往爆破區的道路，相鄰崗哨可以通視。爆破警戒時，在警戒范圍內的人員、牲畜、車輛等必須撤離。（2）爆破音響信號按如下三個階段進行發布：①爆破前20min預告信號；②起爆前1min起爆信號；③爆破后的解除信號。（3）每次都必須同時發出音響和視覺信號，使危險區內的人員都能清楚地聽到或看到。這些信號應事先讓工地與周圍居民了解。（4）大規模石方爆破開挖管溝前，為了驗證技術方案的正確性，進行試爆，根據試爆結果調整技術參數。

6 結語

長輸管道施工中對于機械開挖困難，耗時耗力的山區、丘陵地段采用爆破技術松動石方再輔以機械和人工清理成溝，可以大大提高施工效率，保證工期。對山區、石方地段管線施工有一定指導意義。