控制爆破技术在穿黄北区工程中的应用

2010-03-10孙富通赵亮亮段文君

海河水利 2010年3期

孙富通，赵亮亮，段文君

（1.天津市水利工程有限公司，天津 300222；2.水利部海河水利委员会，天津 300170）

1 前言

控制爆破技术是根据工程要求或爆破的具体条件，通过精心设计、施工、防护等技术措施，严格控制爆炸能释放过程和介质破坏过程，既达到预期的爆破效果，又要将爆破范围、破坏程度等控制在规定范围之内的一种爆破方法。该技术现在已在水电、交通、城市建筑物拆除等领域中得到较广泛的应用。

2 工程概况

南水北调东线第一期穿黄工程北区滩地埋管工程坐落于山东省东平县斑鸠店镇解山村，设计桩号为4+934.807-6+534.807，全长1 600 m。该段工程为南水北调东线第一期引东平湖湖水穿黄河滩地部分，全部现浇混凝土埋管坐落于黄河大堤内侧的滩地上。与穿黄隧洞竖井相接，桩号为6+444.807-6+534.807段为石方开挖段，长90 m。石方开挖断面如图1所示。

穿黄竖井附近场地狭小。据现场测量，渠道左侧征地线以外民房距离爆破点最小距离为135 m，渠道右侧征地线以外简易民房距离爆破点最小距离为50 m。爆破施工时，必须采用控制爆破的方式进行，以保证民房在施工期间的安全。

3 爆破方案设计

渠道石方最大开挖深度14 m，坡比为1∶0.2渐变至垂直面，一级马道以上坡比1∶2。本区石方主要为薄板状灰岩夹页岩，薄层灰岩与页岩互层。岩体裂隙发育较为破碎，呈强风化状。

为了避免爆破过程中产生飞石，工程以松动爆破为主，采用分梯段开挖方式。根据开挖断面形式，在一级马道以上高程36～42 m处，采用浅孔爆破开挖；一级马道至建基面高程26～36 m、开挖深度10 m处，采用浅孔预裂爆破、底部保护层爆破。

3.1 爆破材料

炸药：选用2号岩石乳化炸药，其主要技术指标见表1。

表1 2号岩石乳化炸药主要技术指标

雷管：选用电雷管。

3.2 浅孔爆破

浅孔爆破采用手风钻，每3 m为1个梯段，孔径42 mm，预定孔网参数为：孔距1.2 m，排距0.8 m，梅花形布孔，岩石单位耗药量为0.35 kg/m3，堵塞长度为0.8 m。单孔装药量为1.01 kg。

3.3 预裂爆破

边坡开挖采用预裂爆破，梯段与主爆破孔相同，沿边坡坡比钻孔，钻孔直径为100 mm，药卷直径32 mm，炮孔间距为0.8 m，采用粘土砂进行堵塞，堵塞长度为0.8 m，线装药量为400 g/m。以上参数为初步估算，开工后进行试验校核，并在实际操作中进行调整。

3.4 保护层开挖爆破

基底的开挖是通过保护层爆破开挖法来完成的。施工爆破时，在经过爆破试验后采取保护层一次爆破方法。初步确定预留保护层2.0 m，钻孔孔径42 mm，初步预定孔网参数为：孔距1.2 m，排距0.8 m，梅花形布孔，药卷直径32 mm，岩石单位耗药量为0.35 kg/m3，堵塞长度为1 m。单孔装药量为0.67 kg。底部设20 cm撬挖层，保护底部基岩不破坏。钻孔布置如图2所示。

3.5 爆破参数

3种类型爆破参数，见表2。

表2 爆破参数

3.6 爆破网络连接

炮孔呈梅花形布置，采用导爆管连接各个炮孔中的起爆雷管，根据现场条件采用孔内、孔外微差爆破，如图3所示。

3.7 爆破安全计算及措施

随着药包埋深的增加，空气冲击波的效应迅速减弱。此时，对人和其他保护对象的防护首先考虑飞石和地震安全距离。

由于附近民房为泥浆砌块石结构，抗振动性能较差，加上渠道石方主要为中硬度，按照国家爆破安全规程规定，最大允许振动速度取0.5 cm/s。考虑渠道爆破区中心线至附近民房最小保护距离50 m，根据本地岩石性质，k值取150，衰减系数值（a）取1.5。根据国家爆破安全规程要求，单孔装药量可取1.39 kg。

经计算，最大允许单响药量按照1.3kg进行控制。在施工中，严格进行控制，同时采用微差爆破，以降低振动对附近民房等保护物的影响。