舟山魚山島魚山末站場平工程爆破施工安全管理

李海洋 陳鵬 葉立安

浙江浙石油儲運有限公司 浙江 杭州 310000

引言

隨著社會經濟快速發展，爆破技術應用場景越來越廣泛，包括城市樓房改建拆除爆破、礦山巖土爆破、場地平整巖石爆破及水下炸清礁爆破等。但隨之而來引發一系列安全問題，因為爆破屬于高危行業，從爆破器材到操作行為等各個方面都具備很強的危險性及專業性，而且爆破過程中產生的爆破震動、飛石和沖擊波等有害效應對周邊環境也會帶來一定的影響。本文通過工程案例，從設計和施工兩個方面入手，介紹了爆破實施過程中的具體安全管理技術措施。

1 工程概況

舟山魚山島魚山末站場平工程位于舟山市魚山島，該工程是黃澤山-魚山原油管道項目配套工程，場地平整爆破開挖后高程為7.9m，開挖前邊坡最高高程約為47.5m，最大開挖高度約39.6m。本項目總挖方量約為23.7萬方。

2 周邊環境狀況

項目附近分布有供水管線、自來水廠、電力設施、污水處理設施等；周邊交通路網發達，且附近有2條10kV高壓線經過，總體環境十分復雜。周邊環境情況如圖1，具體如下：

①施工區東側：東側毗連海域，300m范圍內無重要保護設施，但時常有施工船舶停靠或經過，爆破時需同時做好海上安全警戒。②施工區南側：南側分布有自來水廠、沿海公路及管道設施。施工區距自來水廠最近距離240m；距沿海公路最近距離110m。③施工區西側：西側環境最為復雜，分布有石化基地污水處理廠、10kV高壓電線及簡易臨建房屋等。污水處理廠內變配電間及廠房建（構）筑物，與施工區最近距離55m；簡易房屋（后續需拆除）與施工區最近距離58m。高壓電力設施與施工區最近距離約60m。④施工區北側：北側為原始保留山體。

3 爆破施工方案

綜合考慮工程特點、周邊環境、爆破安全及工期等因素，根據爆區與保護對象不同距離，采用復雜環境深孔爆破及淺孔爆破，并結合機械破碎方式開采，對于不合格大塊石采用液壓破碎錘進行二次解小。

3.1 爆破參數設計

3.1.1 復雜環境深孔爆破。參數要素包括底盤抵抗線、孔徑、孔深、孔距、排距和單耗等。

①孔徑d：參照類似工程經驗，選擇90mm。②布孔方式：常見的布孔方式有梅花形布孔、矩形布孔、方形布孔，根據類似工程施工經驗，結合本工程特點，綜合考慮起爆網路和爆破質量，采用梅花形布孔。③鉆孔傾角β：考慮施工便捷性、操作性和施工安全要求，采用傾斜炮孔和垂直鉆孔相結合的方式，傾角β＝75～90°。④臺階高度H：按正常生產臺階8m設計，實際施工時按實際臺階高度細化。⑤超深h1及孔深L：參照類似工程經驗和巖石性質，超深1m，實際施工過程中，根據爆破后的效果適時優化調整。孔深L=H/sinβ+h1=9～9.3m。⑥底盤抵抗線Wm：根據經驗公式：Wm=（25～45）d，不小于3.0m。⑦孔距a和排距b：根據類似工程經驗，孔距a取4m，排距b取2.5m。⑧填塞長度h0：一般h0=（20～30）d，本區域爆破堵塞長度取4.0m。⑨單位炸藥消耗量q：根據巖石性質、爆破石料使用要求及工期要求，選取q=0.30kg/m3，后續將通過爆破試驗和生產實踐適時調整單位炸藥消耗量。⑩單孔最大裝藥量

Q∶Q=qabH=0.30×4×2.5×8=24kg。

3.1.2 光面一次成型爆破。根據設計要求，二級及以上邊坡坡面采用1∶0.5坡度放坡。本工程邊坡主要采用光面爆破，形成完整、美觀的邊坡坡面。局部地質條件較差或鉆孔難以實施采用機械輔助修坡。

3.1.2.1 爆破參數設計。光面爆破主要參數有最小抵抗線、炮孔間距、炮孔直徑及線裝藥密度等。①炮孔直徑d：采用孔徑90mm，炸藥選用乳化炸藥直徑32mm。②光爆孔最小抵抗線：根據公式Wmin=（10～20）d，結合類似工程經驗，取1.5m。③炮孔間距a：根據公式a=（0.6～0.8）Wmin，結合類似工程經驗，取1.1m。④單位炸藥消耗量q：一般取0.15～0.25kg/m3，軟巖取小值，硬巖取大值。本工程取0.20kg/m3。⑤線裝藥密度Q線：根據公式Q線=qaWmin。經計算Q線=0.33kg/m。⑥炮孔長度L：最終邊坡臺階坡面角約63.5°。考慮超深0.5m，炮孔長度L=9.4m。⑦填塞長度L2：根據類似工程經驗，填塞長度取1.5m。

3.1.2.2 裝藥結構。采用竹片、導爆索串聯間隔不耦合裝藥，將φ32mm（0.2kg、20cm）乳化炸藥用電工絕緣膠布綁在導爆索上，再與竹片連接，裝藥時放在孔的中間或竹片內帖靠保留巖壁一側。

為克服孔底巖石夾制作用，炮孔分為底部加強裝藥段、正常裝藥段和上部減弱裝藥段，可將減弱裝藥段減少的藥量和孔口填塞段應設計的藥量移至加強裝藥段，底部1.5～2.0m按線裝藥密度的4～5倍裝藥，減弱裝藥段長度宜為加強裝藥段長度的1～4倍。裝藥結構示意圖如圖1。

圖1 裝藥結構示意圖

3.1.2.3 起爆網路設計。光面爆破起爆網路采用導爆索連接，組成同時起爆或多組接力分段起爆網路，孔外接力分段雷管可選用MS2。起爆網路如圖2所示。

圖2 起爆網路示意圖

3.2 爆破安全設計

爆破震動依據下面公式進行設計和校核：

式中：

R-爆源至保護物距離，m；

Q-炸藥量，齊發爆破為總藥量，采取分段延期爆破，表示最大單段裝藥量，kg；

V-保護對象的安全振速標準值，cm/s；

K，α-與爆破相關系數，結合巖性取值K=200，α=1.65。

本工程周邊分布的建（構）筑物設施和保護對象主要為污水處理廠房、污水池等、配電間及10kV高壓輸電線路。參照《爆破安全規程》[1]，按照不同區域周邊的建構筑物等級進行分級和確定振動標準，再根據每次施工區域驗算振動是否符合標準[2]，保護對象的安全振速標準值：

①自來水廠、污水處理廠建（構）筑物：V=2cm/s。②參照工程經驗等資料分析，污水處理廠內的配電間、變電所：V=1cm/s。③參照工程經驗等資料分析，10kV高壓線桿：V=3cm/s。

爆破實施過程中采取延期逐孔起爆，Q=24kg，爆破震動安全校核結果如表1所示。

表1 爆破震動安全校核表

3.3 爆破安全管理措施

3.3.1 爆破震動安全防護措施。

3.3.1.1 采用毫秒延期爆破，嚴格控制最大單段藥量：采用毫秒延期逐孔爆破技術，減少甚至避免爆炮孔間振動波的疊加，導致爆破產生的最大峰值減小。

3.3.1.2 使用工業電子雷管：工業電子雷管與傳統非電雷管相比具有更加精準的延時性和更高的安全性、可靠性，可對爆破震動實現有效的干擾降震，對周邊環境的保護十分有利。

3.3.1.3 選擇不同施工方法：根據安全距離要求，采用不同的施工方法。綜合考慮爆區與保護對象的距離、保護對象的安全要求及工程地質條件等因素，分別擇優選擇復雜環境深孔爆破、淺孔爆破及機械處理等施工方法。

3.3.2 爆破飛石安全防護措施。依據相關規范，普通深孔爆破的安全警戒距離不小于200m，未形成臺階的深孔爆破和淺孔爆破警戒范圍為300m。本工程采取的安全防護措施有：①爆破實施過程中，應觀察保護對象方位，調整爆破臨空面，不要正對保護對象。②當存在破碎帶時，應適當調整鉆孔及裝藥位置，通過填塞炮孔某區段越過破碎帶。③加強炮孔及爆區覆蓋。覆蓋材料一般選擇強度高、韌性好的材料。

3.3.3 爆破器材安全管控。爆破作業單位“一人三員”各司其職，做好爆破器材的流向監管工作；爆破完成后，“一人三員”共同清點、核對、記錄剩余爆破器材，保管員及時確認，存檔備查[3]。

3.3.4 爆破作業現場安全措施。

3.3.4.1 裝藥安全措施：清理孔位及檢查炮孔；裝起爆藥包，同時保護好起爆網路；應使用木質或竹制炮棍裝藥；卡孔時，若發生在導爆管和起爆藥包裝入之前，可用木桿處理，一旦起爆藥包裝入后，不可以野蠻處理，應按處理盲炮有關規定處理。

3.3.4.2 填塞安全措施。采用巖粉進行堵孔，堵孔人員應進行交底，明確堵孔長度，并不得堵入大塊，砸斷腳線，造成啞炮、盲炮。

3.3.4.3 爆破警戒安全措施。爆破作業時發出三種不同的爆破警報器等明顯的爆破信號。第一次信號，預警信號：代表警戒工作開始，警戒人員開始清理警戒范圍內的人員設備；第二次信號，起爆信號：應在確認警戒區域內所有人員設備已被清除，警戒人員到位，起爆時機成熟。爆破員應在得到起爆信號后進行起爆；第三次信號，解除信號：露天爆破等候15分鐘后，“一人三員”須正確佩戴防護用品后入爆區檢查，未接到安全指令后不得接觸警戒。

4 結束語

針對復雜環境爆破施工項目，前期應充分進行實地調查，對周邊建筑物的狀況、保護對象的特征等詳細摸排，并提出針對性的保護方案，采取必要措施控制爆破有害效應是爆破項成功的前提。爆破施工開始前要與周邊各方，包括居民或其他單位建立良好溝通機制，正式爆破前應組織爆破作業人員進行試爆，進一步了解地質及巖石狀況，并根據爆破有害效應監測情況及時優化調整爆破方案，盡量減少最大單段藥量，避免不必要的民事糾紛。