紧邻高压线塔的岩土控制爆破设计

杨通国，赵明生

(贵州新联爆破集团工程有限公司， 贵州 贵阳 550002)

毕节市梨新大道3标段位于毕节市梨树镇甘河村，该道路穿过甘河村，因爆破开挖区紧邻一座高压线塔，常规爆破很难保证高压线塔的安全，加之高压线塔与塔之间跨距长，稳定性不良，而距离爆破开挖区又较近，如不采取控制爆破振动、爆破飞石等危害的措施[1]，无法保证施工过程中高压线塔的安全。根据爆破开挖区域周边的环境复杂程度，靠近高压线塔爆破开挖区域距离民房100 m左右，根据《爆破工程消耗量定额》(GYD-102-2008)规定，该区域的爆破环境部分应划分为B级复杂环境(见图1)。

图1 施工现场环境

1 工程特点及爆破要求

(1) 因施工工程量大、环境复杂，本工程的开展需要大量设备及技术人员，在技术及管理上需要企业具有较高的水平。

(2) 开挖爆破应按图纸设计轮廓尺寸进行控制，边坡按照设计要求进行放坡；爆破后岩石块度满足工程要求，爆堆集中，便于装运。

(3) 由于工程规模大、环境复杂，必须保证爆破安全，爆破振动务必控制在国家允许范围之内，尽量减少飞石的产生或采取有效防护措施将飞石控制在警戒范围内。

(4) 爆破工作要保证设计标高以下岩石不受扰动，结构完整。

2 爆破施工方案及参数设计

结合爆区的环境和工期要求，经过对爆破开挖区域多次实地踏勘，为保证爆破施工安全和尽可能减少对高压线塔的影响，爆破技术人员拟定对靠近高压线塔的爆破开挖区域采取城镇控制爆破法。主要方法包括：浅孔小台阶爆破和机械破碎相结合的综合技术方案，采用机械破碎的方法对大块进行二次破碎，边坡也采用机械破碎法修平；合理选择开挖方案-从两边向中间开挖，爆破临空面、最小抵抗线方向与需保护建筑物方向错开；严格控制孔深、单孔药量、一次起爆的总药量；采用微差爆破法，实现逐孔起爆，优化爆破效果；在靠近被保护边坡处先进行预裂爆破，形成预裂缝后进行主爆区爆破。

凿岩设备选择：由于施工工期紧，同时为了加快施工进度，确保工期，本工程采用液压钻凿岩设备，孔径为40 mm与90 mm两种。

Φ40 mm孔最佳效果孔深为3 m，主要用于表层泥夹石槽、孤石及大块的解炮和深孔台阶爆破后的根底、门坎的处理。

国产脉冲水表的优势在于：（1）到货周期快，国产脉冲水表的到货周期一般是2～3d，定做周期一般是7d，相比于进口脉冲水表的到货周期（约56d）要短得多；（2）价格实惠，国产脉冲水表的价格约为500元，而进口脉冲水表的价格约为10 000元。同时在产品质量和运行稳定性方面差异并不大。

Φ90 mm孔最佳效果孔深为3～5 m，在表层厚土揭露出平整的石质地形，形成规范的台阶和掌子面后进行台阶爆破。

(1) 台阶高度Φ40 mm孔时H=3m，Φ90 mm孔时H=5 m，分多个台阶。

(2) 底盘抵抗线：爆破断面内的最大抵抗线W≥ (32～34) d，且W≤ (0.5～0.58)H。

(3) 炮孔底部超钻值：h1=(0.2～0.3)W。

(4) 炮孔深度L=H+h1。

(5) 堵塞长度h2：h2=(30～40)d，采用粘土和细砂的混合物堵塞。

(7) 单位体积耗药量q=0.30～0.35 kg/m3，本工程中取0.3 kg/m3。

(8) 炮孔间距a与排距b：b=1.0a～1.5a，Φ40 mm孔时为1.2～1.5 m,Φ90 mm孔时为1.5～2.0 m。

当岩石硬度系数较大时，即岩石保存比较完整，未经风化，选择较小参数值。采用40 mm孔径炮孔时，建议采用孔距为1.2 m，排距为1.5 m的孔网参数；采用90 mm孔径炮孔时，建议采用孔距为1.5 m，排距为1.8 m的炮孔，

(9)起爆方式：采用塑料导爆管微差起爆，实现逐排、逐孔起爆，能够控制飞石的方向、改善爆破质量、提高爆破能量的利用率。起爆方式见图2。

图2 浅孔爆破网路连接

3 爆破安全设计

3.1 爆破飞石

根据《爆破安全规程》的有关规定，爆破个别飞散物的计算基于以下公式：

L=20Kn2w

(1)

式中：L—个别飞石的最远距离，m；

n—爆破作用指数，松动爆破时取n=1；

k—安全系数，一般取k=1～1.5，本工程取k=1.5；

w—最小抵抗线，w=5.0 m。

计算可得：L≈150 m。

为确保爆破安全，爆破安全警戒距离至少为200 m。为避免爆破飞散物的影响破坏，在施工中应遵循以下原则及措施：

(1) 爆破飞石可能的影响范围主要受最小抵抗线的影响，在施工过程中应当根据实际情况控制最小抵抗线方向。由于是多个爆破区域共同施工，当爆区间距离较近时应当控制最小抵抗线方向，避免相邻爆区受到爆破飞石的影响；

(2) 保证良好的堵塞质量，避免软弱面等地质条件的不良影响；

(3) 若在爆区周边存在距离较近的保护对象时,可采取胶皮网、沙袋、竹排等覆盖炮孔控制爆破飞石的产生[2]；

(4) 在保护对象前建造防护墙进行防护。

3.2 爆破振动验算

依据我国《爆破安全规程》的规定，爆破安全许用药量及安全允许距离的计算基于萨道夫斯基公式,K，α的取值根据《爆破安全规程》按表2选取。

表2 不同岩性条件的K，α取值

现场爆破岩石主要为中等硬度的石灰岩，根据现场爆破经验，经过类比，取K=200、a=1.8。

本设计采用单孔单响的逐孔微差起爆方式，最大起爆药量Q等于单孔药量为5 kg。逐孔起爆由于最大起爆药量较小，根据经验一般爆破振动频率基本处于10～50 Hz之内，因此一般房屋的安全允许振速可根据《爆破安全规程》的有关规定取下限值为2.3 cm/s；根据以上参数计算可得爆破振动安全允许距离约为52 m。

4 结 语

经过3个月的施工，整个过程兼顾了爆破效果和爆破安全，爆破危害都控制在允许范围内，爆破块度满足挖运要求。工程进展过程中，高压线塔正常传输送电，达到了经济、高效、安全的目的。

参考文献：

[1]GB6722-2003.爆破安全规程[S].

[2]王永星，贾思源，徐晓磊.行车状态下的既有公路线扩堑控制爆破[J]. 爆破，2007，24(1)：26-29.

[3]王公忠, 王玉杰, 黄平路. 中深孔爆破技术的实践[J]. 爆破, 2005(02): 47-49..