关于控制基坑石方爆破对临近基础混凝土质量安全影响的研究

王智慧

河南省第二建设集团有限公司 河南 新乡 453002

正文：

0 概述

某电厂一期2×660MW机组工程项目场地爆破开挖过程中，#1机组基坑开挖已大部分完成，#2机组、附属工程基坑及区域外场平正在爆破开挖，而#1锅炉建筑工程部分基础已进行了混凝土浇筑作业，且个别部位有较大的边坡。后续爆破震动对低龄期混凝土及边坡的稳定性有一定的影响。为了保证混凝土的质量和安全，保证边坡的稳定性，提出了保证混凝土质量安全和边坡稳定的措施。 事故技术人员以爆破试验为依据，以爆破监测信息为指导，采取合理有效的措施，保证基坑和t的开挖。 基坑的正常施工。在石方开挖过程中，保证了不同龄期混凝土的质量和安全性，并取得良好的效果。

1 爆破试验研究

鉴于场地环境复杂，开挖部位分布广泛。相对于锅炉、电除尘、烟囱基础等部位高程，可将现场开挖区域分为三类：厂区东南水务中心部位高边坡开挖、循环水及汽机房部位台阶开挖、#2号锅炉房基坑负开挖、侧煤仓开挖进行了研究。分别引爆。总体情况如下：距离及药量大致相同的条件下，浇筑混凝土不同部位爆破引起的颗粒振动速度比较低。混凝土结构基础高度相同，各部位对负开挖爆破响应最强。部分爆破试验，起爆网络分段不明显或未采用微差起爆网络。比如，高程为26m的台阶爆破时，采用的单响最大药量为72kg，在距离其95m、高程为13m的烟囱部位测得最大振速为2.29cm/s，其如典型波形图1所示。高程为13m的台阶深孔爆破时，采用相同的爆破参数及爆破总药量，在距离爆源105m烟囱同一部位处测得最大振速为4.91cm/s，其典型波形如图2。

图-1 典型波形图1

图-2 典型波形图2

从典型的波形图1可以看出，最大振动速度在网络的中部，根据现场网络连接情况可以判定网络中有若干段同时起爆现象。从典型的波形图2中可以看出，各段的起始顺序是清晰的，但仍存在一些叠加现象

综上所述，爆破震动强烈的主要原因是单次爆破量、爆破中心距离、相对高差及相应的地形地质条件。

2 爆破震动控制措施

根据《爆破安全规程》（GB6722-2014），为了防止爆破震动的发生，必须严格控制颗粒的峰值振动速度。 影响混凝土结构。

爆破振动安全允许标准（2014）

电厂的主厂房基础是现浇钢筋混凝土的独立基础，汽轮发电机的基础采用筏形基础，锅炉房、侧煤仓间及电除尘采用独立基础或局部的联合基础。结构构件混凝土强度等级：C30～C50。

为此，在依据爆破安全规程中对大体积混凝土安全振速的基础上，结合上述监测成果及爆破振动规律研究，根据现场地形条件，参考相关理论研究，提出了该工程爆破震动安全控制标准如下：

2.1 特别控制区（30 m范围内）

（1）距离混凝土浇筑边界R＜10m的开挖范围

对于7天以上龄期混凝土 当爆源位置比保护对象基础高3m以上时，采用小孔径（d=45mm）孔深2～4m的浅孔爆破法，单孔药量控制在（1～1.5）kg内，单孔单响；若采用大孔径（d=110mm），孔深控制应在2～3m内，装药量可控制在（1.5～2.0）kg内。

对于3～7天龄期混凝土，应采用更小药量的爆破方案。例如，采用大孔径（d=110mm）装药时，孔深控制在1～1.5m内，将单孔药量控制在0.8～1kg并且要求采用更合理的微差起爆网路。在此范围，混凝土浇筑后的3天内，不得进行钻爆施工。若该范围内还存在较大方量的岩体需开挖，最好安排在混凝土施工前爆破挖除。

对于该范围的高差3m以下部位特别是低开挖部位的钻爆，要特别谨慎施工，视现场监测结果及时进行调整相应参数，钻孔深度和单孔药量减为80%。

（2）距离混凝土浇筑边界R=10～20m的开挖范围

对于7d以上龄期混凝土，爆源位置比保护对象基础高3m以上时，采用小孔径（d=45mm）孔深3～4m的浅孔爆破法，单孔药量控制在2～2.5kg内，两孔一响时单孔药量不得高于2kg；采用大孔径（d=110mm）时，孔深控制在3m内，单孔装药量为2.0～3.0kg。对于其他更低部位的爆源，相应药量减为前者的60%～70%。

对于3～7天龄期混凝土，爆源位置比保护对象基础高3m以上时，采用小孔径（d=45mm）孔深2～3m的浅孔爆破法，单孔药量控制在1～1.5kg内，单孔单响；采用大孔径（d=110mm），孔深在1.5～2m内，装药量可增加至1.5～2.5kg。

1 ～3 天龄期混凝土，建议不要进行此区域的爆破施工。若必须爆破施工，应采用更谨慎的爆破方案，如采用大孔径（d=110mm）装药，将孔深控制在2.0m以下，单孔药量控制在0.8～1kg内。必须结合监测数据及时调整装药量，当开挖成本较高时，建议提前挖除近距离部分。当开挖部位较低或高差较小时，相应距离部位药量减为原来的70%～80%。

（3）距离混凝土浇筑边界R=20～30m的开挖范围

可以采用原定爆破施工方案：孔深控制在2～4m内，采用小孔径或大孔径（d=110mm），单孔装药量控制在3kg以内。比建筑物基础高4m以上，可考虑采用两孔一响或三孔一响的爆破方案。

2.2 严格控制区（30m至70m范围）

采用孔径90mm或110mm、台阶高度5～7m的中深孔钻爆方法。单孔药量控制在25kg以内；随着距离增加，视实际振动监测数据情况，经衰减规律预测，若两孔或三孔一响满足振动要求，可以采用。

2.3 一般控制区（70m以外范围）

可采用孔径90mm或110mm、台阶高度8～12m的深孔梯段爆破方法。单孔药量一般控制在30～60kg。对于深孔爆破，要更加注重起爆网络的设计，尽量增大微差时间，避免不同段间峰值叠加。在振动监测数据的反馈下，可以逐步采用两孔一响和更合理精确的微差起爆网路，以实现更高效率的开挖施工。

在主要部位进行混凝土浇筑后，特别控制区内一次浅孔爆破范围不要过大，根据监测数据，及时调整爆破参数。对于严格控制区和一般控制区，依据现场测得的振动数据及中近期振动传播规律，对装药量进行控制。

3 爆破震动控制效果

通过对爆破震动规律的研究，及制定合理有效的措施，后续爆破施工过程取得了良好的效果。重要部位监测得的数据显示，爆破振速基本在控制标准范围内。通过3月29日脱硫吸收塔基础浅孔爆破成果（典型波开图3），可知通过对单响药量控制，采用微差起爆网络能够达到振动控制的目的。

图-3 典型波形3

4 爆破震动控制结论

场平及基坑开挖过程中，各部位对爆破震动响应程度跟爆心距、单响最大药量、相对高差及地形条件有密切的关系。依据爆心距大小，根据回归方程大致确定单响药量，结合爆源和测点相对位置修正爆破参数，通过爆破监测跟踪了解爆破震动状况，及时调整相关参数及方案。通过这种思路和方法，在整个场平开挖过程中，既确保了新浇混凝土质量安全，又使爆破施工作业得到顺利进行。