临近保留建筑物的爆破施工技术研究

谢娜娜

（中国水利水电第八工程局有限公司， 湖南 长沙 410004）

贵州省夹岩水利枢纽工程北干渠7标段附廓取水口建筑物距离水库大坝左坝肩直线距离280 m，距离周边民房最近距离 14 m，距离新浇混凝土围堰最近距离仅4 m。由于后期施工条件发生改变，导致取水口建筑物土石方开挖只能在围堰浇筑完成后才能进行。为尽量减少爆破对混凝土围堰的影响，取水口爆破施工安排在围堰混凝土龄期达到28 d后实施。但由于爆破区域与新浇混凝土围堰及民房等保留建筑物的距离太近，施工难度仍然非常大。

1 爆破设计与施工

1.1 最大单响药量计算

根据《爆破安全规程》（GB6722—2014）中爆破振动安全允许距离公式：

式中：R——爆破振动安全允许距离，m；

Q——炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大单响药量，kg；

V——保护对象所在地安全允许质点振速，cm/s，取值见表1；

K，α——与爆破点至保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，通过现场试验确定。

试验确定的K，α和计算出的最大单响药量Q见表2。

从表2可以看出，若不采取特殊施工方法，取水口开挖爆破的最大单响药量不能大于0.16 kg，否则，就会对混凝土围堰造成破坏，但是4 m高的梯段高度，0.16 kg的最大单响药量在实际施工中显然是不现实的，如此小的药量，对于四周均有夹制作用的爆破岩体来说别说破碎，就算是松动都难以达到，所以必须进行调整。

表1 大体积混凝土允许安全振动速度

表2 爆破单响药量计算

调整时，先通过试验确定能够达到较好开挖及破碎效果的各个爆破参数，再取理想爆破效果下最小的单响药量值，用以确定爆破振动安全允许距离R。

1.2 爆破参数计算

（1）钻孔设备选型及钻孔直径。根据我国水利工程施工经验，并结合夹岩7标工程现有的钻孔机械设备的性能特点，综合经济考虑，钻孔选用YT-28型手风钻，钻孔直径为Φ42 mm。

（2）梯段高度 H及钻孔深度 L。因爆破施工区域距周边房屋及新修混凝土围堰距离过近，采取浅孔、密孔、小药量逐孔延时爆破，每层爆破梯段高度不大于4.0 m。北干渠附廓水库取水口岩性为薄至中厚层灰岩，属中硬质岩石，炮孔超深取0.6～1.0 m，具体超深根据爆破试验再做确定。

（3）单位耗药量q。根据北干渠7标附廓取水口石灰岩的岩性特征，深孔梯段爆破单位体积炸药消耗量q值取0.4～0.5 kg/m3。

（4）炮孔间、排距 a、b。爆破孔、排距的取值大小既与爆破后岩石的块度有关，也与爆后形成的下一个台阶面形状有关,一般用抵抗线与孔距的比值即间距系数m来表示。间距系数的取值与爆破的目的有关，对爆破块度无级配要求的，间距可取大值，根据以往类似工程经验，当a=（1.5～2.0）b时，爆破块度均匀性高，大块率低。本工程采用YT-28手风钻施工，Φ32 mm药卷装药，取炮孔间距a=1.5～2.0 m，排距b=1.0～1.2 m。施工中根据爆破效果进行调整和修正。

（5）单孔装药量Q。根据所确定的炸药单耗q及台阶高度H，钻孔间排距，单孔药量Q=2.4～4.8 kg。最佳单孔装药量在爆破试验中根据爆破效果进行调整和修正。

（6）炮孔堵塞长度。堵塞长度以控制爆破气体不过早逸出造成飞石飞散为原则，适当增加堵塞长度可以延长爆生气体在孔内的作用时间，但堵塞段过长将导致大块增加。根据多个工程的经验，堵塞段采用岩屑或黏土填充，其堵塞长度为抵抗线的0.7～1.0倍时，即可保证不产生飞石。根据本设计的抵抗线，取堵塞长度为0.7～1.2 m，具体堵塞长度根据爆破试验优化调整。

1.3 爆破试验及参数调整

为选择合适的爆破参数，在施工前选择合适位置在所计算爆破参数的基础上进行了 5次爆破试验，为取得理想爆破效果下的最大单响药量Q的最小值，每次爆破试验均采用单孔单响的孔间微差爆破，即每次爆破的单孔装药量即为最大单响药量Q。每次爆破试验参数及爆后效果见表3。

表3表明，每次爆破试验后，针对出现的问题，在前次调整的基础上做针对性调整，最终经过5次试验，取得爆破后无岩坎，无大块，飞石控制良好的理想效果，即确定最佳爆破参数见表4。

1.4 确定爆破区与保留建筑物之间安全距离

通过计算与爆破试验验证，已确定出取得最佳爆破效果的单孔药量，在最佳最大单响药量为 3.0 kg 时，爆区到大坝，围堰、房屋的安全距离 R分别为 51.6，10.6，16.5 m，根据计算结果，爆破施工对大坝无影响，但爆破区域距离围堰不得小于10.6 m，距离民房不得小于16.5 m。

表3 爆破试验参数及爆破效果参数

表4 最佳爆破参数表

2 施工方案

由于爆区距离混凝土围堰最近距离仅 4.0 m，距离周围民房最近距离仅为14 m，无法满足爆破安全要求。施工时，靠近围堰混凝土、闸室后边坡挡墙混凝土11 m内，靠近最近房屋17 m内采用液压破碎锤开挖；其他区域采用控制单响、逐孔延时爆破。每层开挖时，先开挖液压破碎区域，形成临空面，再进行爆破区域施工。具体爆破区域及液压破碎锤施工区域见图1、图2。

附廓取水口开挖采用以上施工方法及爆破参数，并在施工中对临近混凝土围堰及周边民房进行密切安全监测，结果表明，爆破振动满足安全允许标准，爆破施工未对临近建筑造成任何破坏。

图1 爆破区域

图2 爆破区域剖面图

3 结 语

采用上述方法实施的附廓取水口爆破开挖施工，爆后效果理想，爆破振动满足安全要求，爆破飞石及爆破冲击波均在可控范围内，实测证明，未对临近混凝土围堰及民房造成任何破坏，对类似工程有一定的借鉴意义。