浅析爆破在城市基坑中的应用

章林

摘要：城区岩性基坑爆破产生爆破震动、噪音、粉尘污染都深深地影响周边居民生活，是城市项目建设过程的建设单位与社会的主要矛盾之一。需要通过有效的措施、合理的方案来解决爆破的矛盾。本文从爆破设计、爆破施工采取的减震、降尘等方面浅析爆破在城市基坑的应用。

关键词：城区；基坑爆破；数码雷管；设计施工

中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：

引言：我国自改革开放以来，城市化进程的也不断推进。根据2011年12月，中国社会蓝皮书发布，我国城镇人口占总人口的比重将首次超过50%，标志着我国城市化率首次突破50%。不断涌入城市的外来居民所带来的住房刚性需求为房地产的蓬勃发展带来契机，掀起房地产开发热潮。现行开发项目需科学管理、有效组织、借力高科技手段来减少拆迁矛盾，施工扰民等不利于我国社会和谐稳定发展的现象。做为房地产项目如何做好岩性基坑的爆破工程将是项目成败的关键。爆破不当将可能造成局部社会不稳、甚至造成严重的安全事故，致使项目建设失败。因此在开发过程应注重基坑爆破方案的设计、优化，保证安全完成爆破任务。

1、项目概况

该项目为某市城区高层楼群的基础开挖工程。根据地质勘探报告项目所处位置表层为杂填土，再下为强风化岩，再往下为中风化岩。楼层高有33层，建成后为该城区最高楼层。根据设计资料爆破深度为5m-10m，土方开挖6万m3，石方爆破20万m3。项目实施范围北侧、东侧、西侧已有砌筑实体围墙，东西方向较为狭长。北侧5m为公园，东西两侧各20m范围内为城区道路，50m范围内为高层建筑，南侧为居民住宅，居民住宅最近离基坑距离约30m。

2、爆破方案设计

2.1 近住宅区爆破设计

爆破区域附近多为楼房，根据《爆破安全规程》（GB6722-2003）要求并结合南侧居民住宅房屋结构，爆破安全允许震速控制在2.0cm/s以内。

靠住宅区最大单孔装药量计算如下：

V=K（Q1/3/R）α。

式中：

V——保护对象所在地质点震动安全允许速度，单位cm/s;

Q——炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，单位为kg；

R——爆破震动安全允许距离，单位m；

K、α——与震动点至计算保护对象间地形、地震条件有关的系数和衰减指数。

V为爆破震动速度单位cm/s；

方案设计根据《爆破安全规程》初定K=200，α=1.7，R=30m。经计算靠近住宅段单孔药量不超过8kg。K、α实际值以试爆破委托专业测量单位计算后确定。

靠近住宅区钻孔直径及孔距布置设计如下：

多排孔第一排单孔药量为：

Q=qawh；

第二排单孔药量为：

Q=kqabh；

式中：q为单位炸药消耗量，根据地勘资料初定q=0.25kg/m3;

w为底盘抵抗线，一般20d-50d，取30d，d取0.1m，；

a为孔距，a=mw，m为密集系数，选m=1.；

b为排距距离，布孔方式为梅花形，故b=0.866a；

h为爆破深度，单位m，按照分成爆破控制爆破深度5m；

k取1.2。

根据上诉公式则：Q=h*q*（30d）2。

则d=0.084m，取直径0.08m，则孔距为2.4，排距离为2.1m，可爆破最大深度为5.5m，单位深度装药量控制在1.44kg以内。

2.2 常规爆破设计

正常范围内钻孔机具选用0.1m孔径的潜孔钻。按照q=0.25kg/m3做为单孔装药量。每次爆破深度取8m做为平均值。根据0.1直径，则爆破单位深度药量为Q1= q*（30d）2=0.25*9=2.25kg。当选择8m时则装药量为18kg。

常规爆破范围安全距离:R=Q1/3/(V/K)1/r=181/3/(2/200)(1/1.7)=39.34m。取40m。即南侧外边线向内10m范围内采用0.08m的钻具，布设4排，其余均可用钻头直径0.1m的潜孔钻进行钻孔布设。

3、雷管选用

传统雷管减震主要采用振动波错峰方式。因雷管加工精度较低同时错峰时间长按照50ms微差则起爆40发雷管持续时间接近2s，震动时间长，周围居民接受度差。因前期施工采用普通微差雷管，常有居民阻扰现象。经研究决定采用电子数码雷管。该雷管减震原理为振动波半波迭加原理有别于传统的振动波错峰原理，有效减小爆破速度，提高爆破效

根据电子数码雷管的减震原理及雷管供应方多次现场经验现场拟定爆破分段延迟时间分别采用10ms（A组）、17ms（B组）、25ms（C组），每组分别为2孔，3孔，4孔，并在孔间设置300ms的间隔段，以利于对震动数据进行区分。经过测定及分析现场决定采用17ms做为最优的爆破延迟时间。

4、施工组织

鉴于爆破属于高危作业，为尽可能降低爆破对居民生活的影响，需合理施工方可保证施工安全及施工质量。

4.1开槽及施工顺序

根据整个外围建筑物的布置，将开槽位置选择位于外围建筑围合范围的中央，确保整个开槽过程影响最小。开槽的同时也做为测量衰减系数及其他相关数据。开槽结束后由中间向外侧扩散，先行对扩大短边的基坑即先向南北方向扩爆，后沿着东西方向爆破。

4.2 测量及超爆控制

根据业主给定基准点在爆破外围设置控制点，对现场进行高程测量，将信息准确反馈作业人员。整个项目超爆量控制在0.5m。

4.3 安全文明施工

（1）严格按照《爆破安全规程》要求组织施工，爆破人员均持证上岗。做到雷管与炸药分开管理，及时登记台账。

（2）爆破前20分钟对公园的散步人员进行及时疏散，确保安全控制范围内无人员滞留。

（3）严格按照设计单位深度装药量进行填装炸药。按照设计要求选择钻孔机具及进行钻孔。

（4）选择带吸尘功能的履带式潜孔钻进行钻孔作业，有效减少粉尘污染。

5、总结

5.1 科学、稳定的设计方案，周密、严格、成熟的施工组织是确保城市石方爆破的顺利完成的保障。

5.2 数码电子数码雷管的应用能够大幅降低振动速度、提高石方破碎度、节约药量，减少城市石方爆破的外部干扰，综合经济效益高。

5.3 数码电子雷管具有抗电子辐射、起爆精确等特点，同时电子雷管起爆需要密文设置方可使用，在安全使用上较一般雷管更具安全性，符合安全生产需求。

参考文献：

1、《爆破安全规程》（GB6722-2003）

2、郑炳旭 《城镇石方爆破》.冶金工业出版社，2004

3、张乐、颜景龙、李风国 隆芯I号数码电子雷管在露天采矿中的应用.工程爆破，2010

4、方桂富、方春 电子雷管在城市岩土深孔爆破的应用 工程爆破，2011