浅谈近距离条件下的浅孔控制爆破与安全防护

蒋文龙

（浙江省第一水电建设集团有限公司 杭州 310051）

1 工程概况

丽水市城乡供水玉溪引水工程，属于浙江省重点水利工程。该标为丽水市城乡供水玉溪引水工程土建Ⅴ标，包括从松坑口—上沙溪隧洞14+155桩号至上沙溪—里坑口隧洞18+355.88桩号之间的全部工程。其中，上沙溪埋管长190m，进口底高程61.16m，出口底高程58.11m，纵坡分别为 i=0.0005855、i=0.1、i=0.0002611。埋管为C25W8钢筋混凝土结构，过水断面尺寸为2.1m×2.1m（宽×高），壁厚50cm。

基岩为白垩系下统馆头组（K1g）紫红色泥质粉砂岩、粉砂岩夹砂岩，岩性较软。强风化带厚度0～2.0m，弱风化带厚度0～3.5m。埋管沿线未见区域性断层通过，节理较发育，一般为陡倾角节理，节理面多为方解石细脉、薄膜，铁锰质充填。埋管沿线地基为弱—微风化基岩，工程地质条件较好。

通过对上沙溪埋管段基础揭示性开挖发现，在桩号16+430～16+463范围内，自表面覆盖层（约71.0m高程左右）开始，开挖料为泥砾石和粉质粘土夹碎石，下部含砂量较高，厚约2.0～4.60m。63.0～66.0m高程为基岩面，埋管段设计开挖底部高程为58.0m，需开挖深度5～8m。

上沙溪埋管段进口段东西方向均分布有民房、道路、明渠、220V照明线路及通讯线路设施。其中，直接影响到埋管明挖和洞脸开挖的障碍设施主要为民房和照明及通讯线路，民房为2幢3层半砖混结构房及1幢土坯房，2幢砖混结构民房距离埋管段石方浅孔爆破边线7～8m，幢土坯房距离埋管段石方浅孔爆破边线5.5m。主洞进洞口正面为毛竹林和空地，左右两侧民房距离洞口60～70m左右，爆破环境较为复杂。因当地拆迁存在困难，故需在爆破施工中进行爆破震动控制和飞石控制。

上沙溪埋管段基础浅孔控制爆破环境见图1。

图1 埋管段基础浅孔控制爆破环境示意图

2 浅孔控爆设计

岩层开挖厚度较小，环境复杂，总体方案采用浅眼控制爆破法实施。即在爆区内离开房屋近端预先实施预裂爆破，而后在离开房屋远端开设沟槽，松动爆破区域逐排实施毫秒微差间隔爆破。逐排进行震动计算，严格控制一次齐爆药量，尽量做到由小加大，甚至可以一孔一响。

2.1 预裂爆破

预裂爆破参数见表1。

考虑实际效果，也可采用两排预裂孔，梅花形布设。孔口及导爆索用土袋掩压。

表1 预裂孔爆破参数

2.2 沟槽爆破

沟槽爆破参数见表2。

2.3 浅孔爆破

浅孔爆破参数见表3。

表2 沟槽孔爆破参数

表3 浅孔爆破参数

2.4 起爆网络设计

2.4.1 起爆器材选择

针对此次爆破,为避免杂散电流、射频电流和感应电流以及雷电对爆破网络的影响，爆破中使用安全可靠的非电塑料导爆管，起爆多段延时的网络系统。

2.4.2 起爆网络连接方法

导爆管雷管用导爆管连成复式网络或网格式起爆网络，最后用电雷管或击发器击发，具体连接见图2。

图2 导爆管起爆网络示意图

2.4.3 延期时间设计

延期时间的设计，主要考虑两个因素：ⓐ爆破后产生的震动对周围建筑物的影响；ⓑ延期雷管的种类和段别。针对此次爆破特点，拟采用毫秒延期（采用孔内孔外延期相结合）分段起爆的延期方法。孔内采用ms-5，孔外采用ms-3。

2.4.4 起爆顺序

沟槽部分采用沿沟槽轴线方向，松动爆破区域采用向沟槽临空面方向。起爆顺序见图3。

2.5 爆破安全设计

安全是爆破工程的关键环节，对爆破的不安全因素必须进行有效的控制。特别是在离建筑物较近的地方进行爆破，施工安全较为突出。根据现场的具体情况，爆破时重点保护目标为邻近的民房建筑，根据安全要求和国家爆破安全的有关规定，设计如下。

2.5.1 爆破震动控制

a.为避免能量集中，采用多打孔、少装药和微差延期起爆技术，将能量均衡，合理利用，减少一次起爆药量。

图3 埋管段基础开挖浅孔控制爆破起爆顺序

b.计算、校核一次起爆的最大药量。一次起爆的最大药量根据环境的具体要求按下式确定：

式中Q齐——一次齐爆的最大药量，kg；

R——保护目标到爆点之间的距离，m；爆区边缘距民房8m，爆区中心距民房17m；

V——质点震动速度，cm/s；对一般砖房取2.5cm/s；

K——与地形地质有关的系数，取150；

a——地震波衰减指数，取1.8；

按照上式计算，得出的爆区边缘一次齐爆最大药量为0.56kg，爆区中心一次齐爆最大药量为5.3kg。

c.结论。实际爆破时一孔一响，严格控制一次齐爆药量，确保了附近民房建筑物的安全。

2.5.2 爆破飞石控制

a.优化设计。最大程度地利用炸药的能量，使其用于破碎介质，减少飞石。

b.飞石的控制措施：ⓐ合理布孔、适量装药、多段延时、间隔起爆；ⓑ浅孔爆破，严格控制爆破药量，加强填塞，可以用土包压实防护；ⓒ根据需要，加大警戒范围，增加安全距离，确保人员安全，浅孔爆破的安全距离在300m以上。

3 爆破防护措施

3.1 采用降振爆破技术

a.微差爆破。根据岩石条件尽可能在开挖边界进行预裂爆破；选择降振效果好的起爆间隔时间；采用不耦合装药、间隔装药等方式，或应用低威力炸药进行爆破。

b.限制装药量。浅孔梯段爆破及预留保护层等，在距离设计开挖面30cm左右时，停止放炮，利用人工、风镐等进行撬挖，确保建基面不被破坏。

c.当分层开挖有困难时，应先开挖先锋槽创造梯段爆破临空面，然后向两侧扩大开挖。爆破参数和最大一段起爆药量的选择，应通过试验确定。

d.为预防飞石，应根据现场实际岩质合理布置孔网参数，并尽量在爆破工作面掩盖柴枕、砂包等，加强对每个炮孔的覆盖保护。

e.在靠近2幢3层半砖混结构民房的埋管段施工时，根据实际情况决定采用浅孔松动控制爆破，并在施工过程中控制最大单响药量以减少爆破地震波，主要以弱爆方式，通过确保炮眼堵塞质量、采用毛竹片及沙袋覆盖来控制飞石。

f.为明确判断爆破震动能否造成损坏，可以采取爆破监测、对房屋进行预先勘查等措施。

3.2 采用隔离防护技术

在临近2幢民房约50m长度范围处，距离埋管段下游侧开挖边线外3m处搭建双排9m高的毛竹架围护带，及上游侧靠康庄大道的50m长度范围处，在距开挖边线外5m处搭建一排3m高的毛竹架围护带，毛竹间距为1m，并挂设毛竹片严防飞石破坏；在延康庄大道外侧1m处搭设一排3m高的毛竹架围护带并挂设毛竹片，严防围观村民靠近开挖区引起伤亡事故，同时起到防止飞石破坏的作用。

3.3 加强安全警戒管理

爆破实施期间，严格按照控制爆破的要求做到“事先预防、事中控制、事后检查”，爆前发布爆破通告，明确起爆时间、部位、警戒距离，安排专人在爆破前疏散人群，要求警戒范围不小于300m，在各路口和人群容易集中的地段设立警戒岗哨，统一指挥爆破。

4 结语

从上沙溪埋管段基础浅孔控制爆破的效果来看，爆破飞石、爆破震动均控制在设计要求以内，对该村庄的人员、住房及照明与通讯线路设施未造成任何破坏，达到了预期的安全目标。实践证明：在环境复杂和近距离条件下，上沙溪埋管段基础所采取的近距离控制爆破技术是成熟、可靠、安全和有保障的，对类似的浅孔控制爆破工程具有良好的借鉴作用。