复杂环境城镇浅孔控制爆破技术研究

刘保阳，马元军

(葛洲坝易普力四川爆破工程有限公司， 四川 成都 610000)

复杂环境城镇浅孔控制爆破技术研究

刘保阳，马元军

(葛洲坝易普力四川爆破工程有限公司， 四川 成都 610000)

针对攀枝花市区某土石方开挖工程复杂的周围环境，为了安全高效完成开挖任务，采用浅孔控制爆破技术，控制台阶高度为2，3，4，5 m，炸药单耗为0.3 kg/m3，对不同区域采用合理的爆破参数，严格控制单响药量，多孔延时起爆和逐孔起爆相结合，最危险区最大单段起爆药量控制在2.7 kg，并通过对爆破网路、重要设备、建筑物等进行有效覆盖防护控制爆破振动、爆破飞石等灾害，达到了预期的效果，确保了150000 m3土石方开挖顺利完工。

城镇复杂环境；浅孔；控制爆破

0 前 言

该工程位于攀枝花市区，场地原始地貌属中山区斜坡和沟谷剥蚀地貌，经整平后现平台处以堆积碎石、渣土为主，东、西、北三侧为堡坎，场地地层从上而下分别为第四系全新统人工素填土(Q4ml)和大槽子花岗岩(T1D)地层，其中素填土(Q4ml)主要由碎石、块石、砾石及黏质土、砂质土等岩屑混合组成，粗粒成份为强～中风化花岗岩，挖方区填土揭露厚度为0.00～6.43 m。花岗岩(T1D)地层分为强风化和中风化花岗岩，强风化花岗岩具铁质氧化物浸染，岩体破碎，锤击易碎，层厚在1～4 m之间；中风化花岗岩主要为石英、正长石、角闪石、绿泥石及云母等，可见石英、长石沿脉穿入，粗细粒结构，岩体节理裂隙较发育，岩体呈岩块状，裂面见铁锰质渲染及绿泥石薄片，最大层厚为29.1 m，爆破方量约150000 m3。

爆破施工区域位于攀枝花市区，周边环境极其复杂，四面均有高层住宅小区，东临主公路，距住宅楼最小距离30 m，东南方向距住宅楼，最小距离100 m，南部距住宅楼最小距离22 m，西临在建基桩，最小距离80 m，西北方向为两栋在建住宅楼，最小距离60 m，正北方向下方120 m为住宅楼(见图1)，爆区对爆破振动及爆破飞石控制要求极其严格。

1 爆破方案设计

1.1 爆破参数设计

本工程由于周围环境复杂，爆破振动控制要求严格，采用中深孔爆破孔内分段要求高，且装药量小，爆破效果不好，因此采用浅孔控制爆破技术，根据爆区地质条件，孔深控制在2，3，4，5 m，钻孔直径76 mm，3 m以内低台阶高度使用Ф32 mm二号岩石乳化炸药，4～5 m台阶使用Ф50 mm二号岩石乳化炸药，相关参数计算如下[1￣8]计算(见表1)：

(1) 炸药单耗q：根据各方面影响因素的分析以及松动爆破经验，再结合理论，确定爆区设计单耗取0.3 kg/m3。

(2) 孔深L：L=H+h，式中H为台阶高度，m。

(3) 超深h：h=(0.1～0.15)H。

(4) 底盘抵抗线Wd:Wd=(0.4～1.0)H。

(5) 孔距a:a=(1～2)Wd。

(6) 排距b:b=(0.5～1)Wd。

(7) 单孔装药量Q1：Q1=qabH。

台阶高度H/m孔深L/m底盘抵抗线Wd/m孔距a/m排距b/m单孔装药量Q1/kg22．21．01．10．80．5333．31．51．61．21．7344．422．21．64．2255．52．52．728．10

1.2 装药结构及起爆网络

爆区采用毫秒延期起爆网路，孔内延时，孔内采用10 m脚线普通毫秒非电导爆管雷管(MS3、MS4、MS5……)，孔外两发MS2段作为激发雷管。根据爆破区域的地质情况及周边建筑物分布情况设计合理的台阶高度和装药结构，为确保雷管起爆可靠性，一个8#雷管起爆导爆管的最大数量取10根(见表2)。

表2 装药结构及起爆网络方案

根据单响药量确定起爆网络采用多孔延时起爆或逐孔起爆，采用多孔延时起爆网络时，排间采用MS3雷管连接，孔间用MS2雷管连接，孔内采用MS8雷管。采用逐孔起爆网络时，为确保起爆网络的可靠性，每排孔内采用不同段普通非电导爆管雷管，孔间和排间采用MS2雷管连接(见图2～图3)。

2 爆破安全与防护

2.1爆破振动控制[4￣8]

岩石与边坡爆破地震质点速度表达式为：

V=K(Q1/3/R)a

式中，V为质点震动速度值，cm/s；Q为最大单响药量(齐发爆破时为总药量)，kg；R为爆源距建筑物、保护对象的距离，m；K、a为与爆破点地形、地质等有关的系数和衰减指数，根据实际地形地貌，以及风化程度取K=150，a=1.5。

图2 多孔延时起爆网络

图3 逐孔起爆网络

与建筑物距离R/m允许最大单响药量Q/kg100．54204．363014．74034．845068．06

由表3的计算结果可知，不同台阶设计单响药量均小于允许最大单响药量，符合爆破振动要求。

2.2 爆破飞石计算

根据相关经验公式[9￣10]:

Rf=20K1n2W

式中，K1为与地形，风向有关的影响系数，取1；n为爆破作用指数，取0.5。

计算Rf=5 m，爆区采取胶皮、沙袋覆盖后，个别飞石安全允许距离可以控制在3 m范围内。

2.3 安全防护措施

网路连接完成后要用稻草编织袋进行线路覆盖，防止飞石损伤地表雷管，对于工房等重要部位或附近无法移动的设备也要进行必要的防护，在离建筑物22 m范围内的爆区采取铺胶皮、压沙袋、木板遮挡等防护。

3 结 论

(1) 针对性设计多种台阶高度爆破参数、装药结构、起爆网络，根据现场复杂的周边环境选取合理的爆破参数，辅以适当的覆盖防护措施，能有效控制爆破振动及爆破飞石灾害，爆破效果及爆破质量较好。

(2) 爆破设计药量与质点振动允许最大药量相互校正，能够核算最大单响药量，并优选起爆网络，通过多孔延时起爆和逐孔起爆技术达到了最优爆破效果。

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2017￣10￣09)

刘保阳(1982-)，男，湖南双峰人，工程师，主要从事爆破施工与项目管理工作,Email:243610388@qq.com。