石方控制爆破施工技术在非洲的应用探讨

桑成娜

（中铁十四局集团有限公司，济南250010）

1 项目背景

多哥共和国6号国道是多哥诺策连接邻国贝宁共和国洛克萨的重要干道，全线碎石用量约为2.0×105m3，碎石用量较大，经过综合方案比选，项目部决定自采加工碎石。经过多方调查，该采石场储量约有3.5×105m3，石质完全满足设计要求，但采石场南侧约330m处有一村庄，且村中有一百年古树需要进行保护。在采石场爆破过程中，除了要保证村民及建筑的安全，还需要保护古树的安全与生长环境。

2 爆破方案选取

根据现场实际情况及业主和监理的要求，需要对村庄尤其是古树进行保护，采石场的石方爆破施工数量较大，爆破中心离村庄较近，如果采用常用的爆破方案施工，会对建筑物和古树造成破坏，甚至会威胁到村民的生命安全。因此，项目部决定采用深孔控制爆破技术来实施爆破施工，降低对村庄环境的影响。

3 深孔爆破参数设计

3.1 设计原则

岩石破碎质量高，满足铲装设备高效率装载的要求，大块率控制在3%以下；降低爆破地震、噪声、冲击波和飞石等有害效应，减少后裂；严格控制起爆药量和起爆顺序使质点振动速度不得大于0.2cm/s；在满足爆破效果的前提下，尽可能降低炸药单耗，提高延米爆破量，以获取最佳经济效益[1]。

3.2 炮孔布置方式

主爆孔采用多排梅花形布孔，预裂孔布置在开挖边坡线上。炮孔布置示意图如图1所示。

图1 炮孔布置示意图

3.3 爆破参数设计与选取

3.3.1 主爆孔爆破参数设计与选取

主爆孔爆破参数设计与选取包括：

1）孔径：d=76mm；

2）炮孔倾角：α=90°（垂直孔）；

3）台阶高度：由地形条件决定，一般取4～8m；

4）底盘抵抗线：W1=2.2m，根据式（1）计算：式中，d为炮孔直径，dm；Δ为装药密度，kg/dm3取0.9；τ为装药系数，取 0.65；q为单耗，kg/m3，取 0.40（工程类比）；m为炮孔密集系数，取1.4；

5）炮孔间距：a=mW1=3.0m；

6）排间距：b=W1；

7）炮孔深度：L=H+h；

8）超深：h=（0.1～0.15）H；

9）装药长度：L1=Q/每延米装药量（每延米装药量=ρπd2/4）；

10）填塞长度：L2=30d；

11）单孔装药量：第一排Q=qaHW1；

后排Q=kqabH（k为药量增加系数，取1.1）。

3.3.2 爆孔孔网参数和装药量

爆孔孔网参数和装药量如表1所示。

表1 爆孔孔网参数和装药量

3.4 起爆网络设计与起爆网络图

为改善爆破效果，减小爆破振动，此项工程主爆孔采用导爆管逐孔起爆网络，即孔内用MS9段雷管，孔间接力用MS3段雷管，排间接力用MS5段雷管；预裂孔采用导爆索起爆网路，超前主爆孔先响，超前时间不宜小于75ms。起爆网络图如图2所示。

图2 起爆网络图

4 深孔爆破施工技术

深孔爆破施工技术包括：（1）钻孔作业。按照标定的炮孔参数，用开山KY100J/YC100履带式潜孔钻机进行钻孔作业。（2）装药前准备。装药前进行炮孔验收和起爆网路试验，根据设计的起爆网路，进行起爆网路模拟试验。（3）装药与填塞。根据爆破设计的非电毫秒延期雷管段别，制作起爆药包，按爆区分小组装药。选用钻孔产生的岩石碎屑进行炮孔堵塞，炮孔堵塞长度不应小于最小抵抗线W，一般应将整个炮孔堵满。

5 爆破安全控制与校核

5.1 控制爆破震动

从爆源到被保护物的距离应保证被保护物不受到爆破振动作用的破坏，这段距离称为爆破地震安全距离。爆破地震安全距离可按式（2）计算：

式中，R为爆破地震安全距离，m；Q为炸药量，kg，齐发爆破取总炸药量，延期爆破取药量最大一段的炸药量；V为安全振动速度，cm/s；m为药量指数，集中药包取1/3；K、a为与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数。

工程实际中，更多的情况是爆源与需要保护的建筑物之间的距离R一定，要求在爆破地震振动速度不超过建筑物的地震安全速度的前提下，求算齐发爆破允许的最大装药量或延期爆破药量最大一段的允许装药量，采用式（3）：

5.2 控制爆破飞石

爆破场地位于山坡上，极易产生爆破飞石，对于飞石距离的计算公式，常用经验公式：

式中，K为安全系数与地形，风向有关；n为爆破作用指数；W为抵抗线。

6 控制爆破实施结果

目前，该项目已经结束，经过控制爆破施工，顺利地完成了该6号国道碎石供应任务，并且达成了对村庄及古树的目的，未造成任何重大影响和破坏。

7 结语

综上所述，普通石方爆破技术产生的影响范围大，且存在不可控性，产生的飞石、振动影响到当地建筑及文物，因此，对于特殊项目必须采用控制爆破施工技术，才能有效降低或避免以上影响。