复杂环境下土方平整爆破施工安全管理

吴根宏

(彭泽县公安局治安管理大队，江西 彭泽县 332700)

0 引 言

随着城市发展和改扩建的需要，原有建(构)筑物附近的爆破施工越来越多，这对爆破振动、飞石和冲击波等的危害控制要求也不断提高，从而给爆破设计施工单位和公安机关监管带来新的挑战，本文通过对爆破工程的安全监管实例，提出了在城镇敏感地段进行爆破需要采取的施工措施及所需提供的安全保障方法，以确保爆破安全。

1 工程概况

彭泽县矶山生态工业园棚改安置房土方平整爆破工程位于彭泽县城区，爆破山体上部为覆土，下部为石灰岩，因前期施工已将上部覆土部分清除，形成裸露而极不平整的爆破作业面，施工区域分散凌乱，无正规的台阶，并且乱采、乱挖形成的个别区域还难以甄别原岩与堆积体范围，这给爆破施工带来很大困难，因此，需要对现有石方区域的松石、已爆破地段、松渣厚度、地质构造等进行详细勘察和分析，必要时采用挖机清理，以确定岩石与堆积体的相关位置，以对现有状况加以正确推测和判断，为安全爆破奠定基础。

2 爆破区域分析

爆破区域北边90 m处为山体，210 m处为钢混框架结构厂房；东边26 m处为居民安置小区，其结构为钢混结构；东南边16 m为永嘉职工小区，其结构为钢混结构，60 m处为钢筋混凝土居民楼，96 m处为幼儿园；南边235 m为钢筋混凝土居民楼，居民楼北边紧邻通往县城道路，西边8 m为供应全县的液化气站，设置有3个大小不一的煤气储存罐；西南边130 m处为钢混结构居民楼；西北边115 m处为粮库的钢混结构办公楼，70 m和50 m处分别为1#和2#砖混结构居民楼。

分析爆破区域可知：

(1) 爆区环境复杂，来往车辆多，挖运和建筑施工等交叉作业，爆破组织协调难度大；

(2) 周边居民楼、办公楼、幼儿园及液化气站等众多，需严格控制爆破危害效应，特别是大型液化气储存罐体危险极大，对爆破振动和飞石要求严格；

(3) 附近居民多，学校和幼儿园上下学时间不一，警戒难度大。

3 爆破方案

综合考虑爆破安全、生产规模和效率、施工单位装备等因素，为确保不影响周围群众生活、生产，以及保障液化气储存罐的安全，采用浅孔台阶松动控制爆破方案。

3.1 爆破参数设计

根据爆破单位施工经验和现场具体情况，爆破参数设计孔径为40 mm，开挖高度为2 m。

(1) 底盘抵抗线：w1=(0.6～0.8)H，式中，H为开挖高度。计算得出W1=1.2～1.6 m。

(2) 超深：h=(0.1～0.15)H，计算得h=0.2 m。

(3) 孔距：a=(1～1.2)w1，计算得a=1.2～1.9 m。

(4) 排距：b=(0.8～1)a，计算得b=1.0～1.9 m。

(5) 孔深：L=H+h，计算得L=2.2 m。

(6) 填塞长度：L1≥1.1w。

(7) 装药长度：l2=L-Ld，计算得l2=0.8 m。

(8) 第一排孔装药量：Q1=aW1Hq，则Q1=0.12～1.6 kg。

(9) 后排孔装药量：Q2=(1.0～1.1)Q1，则Q2=0.12～1.8 kg。

3.2 起爆方式

根据本工程特点，采用排与排之间、孔与孔之间分别延迟起爆技术，以实现逐孔起爆，本工程中孔内使用10段非电毫秒雷管，孔间采用MS3段雷管，排与排间采用MS5段雷管接力传爆。为提高准爆性，孔内外均采用双发毫秒非电雷管见图1。

图1 起爆网路

注：采用孔外微差起爆，孔与孔之间采用3段；孔内采用10段非电雷管；排与排之间采用5段连接。

在靠近液化气罐区域部分地段单孔单响仍会超过爆破振动允许值时，采用以下2种方法：一是减小炮孔深度，缩小孔排间距，减小单孔药量；二是选择孔内分段，采用一孔双响或多响，孔下部比上部先起爆。

3.3 炮孔堵塞材料

由于在城区爆破，为确保炮孔口不出现飞石和满足设计要求的堵塞质量，特别制作了堵塞材料：一是不含水的炮孔堵塞材料，采用粘土、黄沙混合物或岩粉。粗沙：粘土(岩粉)=1∶1.5(粗沙粒经最大不超过2 cm)，各孔堵塞长度应根据各孔前排孔边距及孔口风化带的影响而定，但堵塞长度不得小于炮孔抵抗线的1.3倍；二是含水的炮孔堵塞材料，采用0.5 cm石粉混合料，以确保炮孔堵塞密实和取得良好爆破效果。

4 安全设计

4.1 爆破振动

爆破振动按《爆破安全规程》推荐的公式计算：

式中，V为被保护对象所在地面质点振动速度，cm/s；Q为最大同段起爆药量，kg；R为爆破中心至被保护物的距离，m；k、α为与爆破点至被保护物之间的地形，地质以及爆破类型等有关的系数与指数，根据本爆区地质特性，k取200，α取1.8。

本爆破项目周边有多种类型的建构筑物，特别是液化气罐的振动标准没有规定，为此，对爆破施工范围划分区域，按照不同区域周边的建构筑物等级进行分级和确定振动标准，再根据每次施工区域验算振动是否符合标准，在本项目中采用的振动标准主要有：

(1) 按照《爆破安全规程》(GB6722-2014)的有关规定，钢筋混凝土结构的民用建筑其爆破振动安全允许值为2.0 cm/s。

(2) 参照工程经验和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)及《爆破安全规程》(GB6722-2014)等相关资料分析，液化气站爆破振动安全允许值选取为0.5 cm/s。

按照计算的不同距离上最大段起爆药量的80%进行现场试爆，经过检验满足要求后，再由小到大逐渐增加爆破规模，防止出现爆区地质情况不同而引发爆破事故和居民投诉等不良事件发生，直到全部掌握该爆区爆破规律之后，才可完全根据被保护物与爆破点的距离选用爆破用量及同段起爆药量，保证爆破振动不超标。

4.2 爆破飞散物的距离计算

爆破飞散物的距离采用瑞典汤尼克研究基金会提出的经验公式计算：

Rf=40d/25.4 m

式中,Rf为爆破个别飞石距离,m;d为炮孔直径,mm。

代入上式验算得：Rf=63 m。

因在爆破施工中采取了控制炮孔抵抗线、每个炮孔装药量、加强堵塞和覆盖等多项安全措施，实际施工中爆破飞石远小于此值。但《爆破安全规程》(GB6722-2014)中要求“浅孔台阶爆破个别飞散物对人员的安全允许距离为200 m，未形成台阶工作面时不小于300 m”，所以在本项目中安全警戒距离为200 m。

4.3 防护措施

在靠近居民楼或办公楼地段，为控制爆破飞石，炮孔孔口用砂袋、钢丝网、竹笆和草袋覆盖，并且设置防护栏，减少出现飞石机率和阻挡飞石，见图2。

图2 炮孔覆盖防护

对液化气罐的防护采用搭设防护排架，即在液化气罐体的北面、东面和上面搭设防护排架，并在防护排架上敷设钢板、竹芭、草袋及铁丝网，以防止爆破飞石对液化气罐的损伤，因西面和南边背离爆破方向，不敷设钢板、竹芭、草袋及铁丝网。按图3设置防护排架及减震沟，防护排架采用Φ100 mm的实心钢管或废旧铁轨搭建，其间距为1.0 m，每个立柱埋入地下1.5 m，用钢筋混凝土固定牢固，防止其倒塌或倾倒，其水平方向间隔1.0 m设置一个横撑，每边对角线设置一个斜拉撑，以确保其稳定，立柱、横撑和斜拉撑采用扣件固定，保证其不脱落。

图3防护排架搭设

5 结 论

在城市进行爆破作业时，除严格按照规范做好爆破设计、审批和施工等工作外，还必须仔细研判爆区周围建构筑物和重要设施等，针对性的作出保护方案和危害等级判断是爆破项目顺利进行的关键。

城区爆破周边居民众多、人员复杂，爆破施工开始前要做好相关取证、沟通和调查工作，初期爆破规模应适当控制，避免施工时矛盾激化而引起群众阻工或群体性事件发生。

对国家没有相关标准和规定的爆破危害控制，爆破作业单位应采取与业主协商、上级部门认可、政府或居民委员会同意的办法确定标准，自行设置爆破规模和爆破方式，防止爆破纠纷的发生。