复杂环境下高边坡爆破施工安全控制实践

刘凤钱，池恩安，2，3，耿贵刚

(1.贵州新联爆破工程有限公司， 贵州贵阳 550002;2.武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉 430070;3.贵州大学矿业学院， 贵州贵阳 550003)

复杂环境下高边坡爆破施工安全控制实践

刘凤钱1，池恩安1，2，3，耿贵刚1

(1.贵州新联爆破工程有限公司， 贵州贵阳 550002;2.武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉 430070;3.贵州大学矿业学院， 贵州贵阳 550003)

针对某路堑开挖周边环境复杂的情况，采用不耦合装药结构爆破技术，控制最小抵抗线的大小与方向，同时在爆破部位采用封闭柔性防护、沿山体双层排架分层防护、建筑物附近排架防护、边坡脚堆石坝等安全技术措施，确保了施工的安全。采用的安全技术措施合理、实用、有效，以供同类工程借鉴。

路堑开挖;高边坡;爆破施工;不耦合装药;安全措施

1 工程概况

在某城市中心区拟建1条东西向的市政道路以连接开发区，该道路为双向6车道，单幅路车行道宽12.0 m，人行道宽6.5 m。路基施工沿着山体走向，该山体地形左低右高、坡面陡峭，自然坡度63.4°，石方爆破开挖方量约30万m3。施工区及其周围均为依山搭建的密集建筑物，部分民房为居民自行临时搭建，无构造柱和圈梁。拟建道路施工区东面是繁华的三叉路口，在路基K0+30M～K0+712M处左侧存在多栋未纳入拆迁范围的老旧高层砖混、砖砌结构住宅楼、办公楼，距离爆破开挖区边线最近距离为5 m;在K0+60M～K0+413M处右侧开挖边坡外侧有多栋依山而建且抗震性很差的1～4层民房，距离爆破开挖区边线的最近距离不到2.0 m;在K0+422M处有高位水塔，距离开挖坡顶线5.5 m;在K0+460M～K0+546M处外侧有肿瘤医院，开挖边线离肿瘤医院最近处只有4 m，且在开挖区有多条需要保护的管线。

2 工程特点及难点

工程起点段沿线属居民密集区，且临近施工边线，路基石方钻爆施工对周边居民干扰大，需进行全封闭施工。沿线管线众多且多为市政主要枢纽管线，管线迁改、保护难度大。路基施工沿着山体走向，地形左低右高、坡面陡峭，线路右侧边坡开挖高度最高处达53 m。左侧民房众多，贴着线路边缘有部分高层建筑物将暂不在拆迁考虑之列，因此石方控制性爆破施工技术要求较高，施工安全防护量大，安全措施要求严格，必须采取特殊的控制爆破方案及相应的降噪、降尘等环保措施。

3 安全技术措施

石方爆破施工中产生的有害效应众多，但对于不同的施工环境其控制的重点有别。本工程为高边坡爆破作业，正前方(南面)全为密集建筑物，北面有民房、水塔、医院、高压线以及通讯、自来水、煤气管道，施工环境极其复杂，不允许产生直接的危害效应，因此本工程的东面和南面要重点控制边坡塌方飞石、滚石、噪音危害，北面重点控制爆破震动、噪音、飞石危害。控制爆破危害的技术措施主要有三种:一是主动的技术措施，即优化爆破技术方案，控制能量源的释放和作用过程;二是被动的防护技术措施，即对已经产生的爆破危害效应或趋势通过一定的防护措施控制其危害程度、危害区域、危害时间，使其不对周围环境构成危害;三是加强监控周围建筑物对爆破震动的响应程度，进一步优化施工方案和安全防护措施，使建筑物的地基、墙体等结构不能有任何损伤。

3.1 采用不耦合装药

根据现有的施工设备(孔径90 mm，药卷直径为32 mm)，确定不耦合系数为2.8125。填塞深度1.2 m，装药深度1.8 m，连续装药，孔距 a=1.5 m，排距b=1.2 m，台阶深度 3 m，炸药单耗 q=0.35 kg/m。为了减少爆破抛掷石头滚落量，降低对正面建筑物的伤害风险，通过新创临空面以调整最小抵抗线的方向，面向保护体方向的最小抵抗线是新创临空面最小抵抗线的1.5倍。

3.2 覆盖防护

在特殊地段进行爆破施工，为防止飞石的出现，爆破时岩体表面及上空采取炮口覆盖柔性防护层的方式进行防护，即在爆区爆破体上设置一道由橡胶皮网、钢丝网、绳网组合而成的封闭柔性防护体系，覆盖范围比爆破面每边宽1 m，两侧采用0.5 m锚杆进行固定。该体系简单、安全，防护强度高，由于覆盖层是全封闭的一次性防护，既解决了侧向覆盖又解决了地表覆盖。为加强覆盖效果，在每个炮口上采用砂袋覆盖，爆破面层柔性防护体系见图1。

图1 爆破部位封闭柔性防护体系

3.3 排架防护

对每一施工平台，为控制滚石和飞石危害，搭设防护排架，见图2所示。

图2 高边坡分层爆破防护示意

钢架排架防护主要用于阻挡飞石、保护和隔离邻近的建筑物，主要适应于2种地段:一是高边坡开挖分级防护;二是邻近爆破地段的周边建筑物的防护。防护排架采用Φ 50 mm钢管以1.5 m×1.5 m间距搭设骨架，外加斜撑拉索等确保。

其稳定性和抗倾覆性，排架里外两侧分别铺设竹跳板，采用钢丝捆扎牢固。如在高边坡上采用，施工前根据地形采用机械、局部可采用松动支防护根据具体施工情况设置，高度不低于2.5 m，底部宽度不小于2 m。

3.4 堆石坝防护

为防止高位爆破滚石高处冲击，保护在施工通道流动的自身施工人员、设备的安全，在爆破抛掷正面、爆堆在高边坡堆积面、高边坡开挖正面的坡面设置堆石坝进行防护。设立位置在边不小于0.6 m，排架上部每隔3 m用锚杆、拉索都锚入地面一定深度，岩基不小于0.2 m，土基拉固定在起爆体外的山体岩石或防爆隔墙内，锚入深度不小于2 m，保证骨架的防冲击、防倾倒架，架高度比爆破面标高高出4～6 m，骨架离坡脚10 m宽。堆石坝立平台，爆破施工前沿台阶逐层搭设好防护排骨，爆破从上而下开挖分级台阶作为防护结构。

3.5 隔离防护

在爆破源采用全屏防护屏障用以降低爆破飞石和施工噪音、粉尘等对居民的危害，见图3。

图3 建筑物附近防护排架示意

3.6 加强监控

在施工前对邻近的多栋建筑物进行监控，一是在靠近爆破点的基础上用震动测试仪对每次的爆破进行检测，看震动值是否超过了《爆破安全规程》(GB6722—2003)，以及业主根据建筑物的实际情况要求控制的数据;二是在基础设置监测点，用全站仪定期检测看基础是否发生了断裂、沉降、移位、变形，墙体是否新增开裂、粉刷层脱落，门窗关闭不实，对墙体已有裂纹用贴纸方式设施观测点，在施工过程中随时监控这些观测点有无变化，完毕后通过具有专业技术能力及资质的危房鉴定机构对施工沿线所有的建(构)筑物的结构、外观进行检查、测试，并与施工前对建筑物作的录像资料、原始数据进行对比分析。没有发现建筑物的基础沉降、墙体受损和裂纹扩大现象，没有影响肿瘤医院的正常工作。

4 施工效果

本次爆破计划工期160 d，实际工期145 d，爆破粒径比较小，表面第一轮表面剥离外因孤石、泥夹石爆破块度较大，后续爆破大块率(＞30 cm)只有2.4%，最大粒径在0.45 m，不用二次解炮。所有爆破都进行了震动监测，靠近爆破开挖边线上的肿瘤医院的基础上测得的最大震动速度为1.24 cm/s，其它建筑物靠近爆破点测得的震动速度小于1.5 cm/s。在整个施工阶段边坡稳定，爆破技术和安全防护措施有效，没有产生滚石、飞石危害，也没有对附近的建(构)筑物、管网造成震动破坏效应，没有影响肿瘤医院的正常工作，病人情绪稳定。

5 结论

在城市中心区进行大方量高边坡爆破作业，安全是衡量施工质量的一个重要考核指标，不能出现山体滑坡、滚石、飞石、爆破震动等危害，施工难度极大。本工程是优化爆破施工技术，采用不耦合系数为2.8125的装药结构和合理调整最小抵抗线的大小和方向;在爆破部位采用封闭柔性防护体系;在沿边坡创造台阶搭设双层防护排架;在坡脚砌筑堆石坝;在建筑物附近搭设隔离防护排架;并加强对被保护的建筑物的观察和检测。这6项技术和安全措施确保了工程的安全、顺利实施，提高了工效，还完全杜绝了爆破危害效应，创造了一个和谐的施工环境。

[1] 刘清荣.控制爆破[M].武汉:武汉工业大学出版社，1988.

[2] 钟冬望，林大泽，肖邵清.爆炸安全技术[M].武汉:武汉工业大学出版社，1991.

[3] 王会平.高陡边坡的减震爆破措施[J].采矿技术，2004，4(2):88－89.

[4] 陈德志，徐顺香.减少路堑开挖爆破对邻近民房影响的控制技术[J].工程爆破，2001，7(3):60 －63.

[5] 郭学彬，张继春，刘 泉，等.爆破振动对顺层岩质边坡稳定性影响[J].矿业研究与开发，2006，26(2):77 －80.

2011－04－11)

刘凤钱(1964－)，男，工程师，主要从事爆破技术研究和指导工作。