501工程深基坑爆破浅析

2021-01-28付清胜

建材与装饰 2021年3期

关键词：装药量雷管装药

陈肯，王斌，付清胜，刘宇

（西北核技术研究院，陕西西安 710024）

1 工程概况

501工程，位于新疆鄯善境内。圆筒形结构，建筑面积1.38万m2，地下2层，地上28层，建筑高度129.85m，基底深度-11.9m。

2 爆破过程中遇到的问题

2.1 地质情况

施工区域地处库鲁克塔格山复地的北山褶皱带。属裂谷过度型玄武岩，成熟度较高，并有孤岛玄武岩出现，丘陵地形较为复杂。持力层为中风化花岗岩强度大裂隙很发育，机械无法破碎，采用深孔台阶松动爆破开挖，如表1所示。

表1 钻孔柱状图

2.2 炮孔布置及起爆设计

主爆孔排距2.5m，预留1.7m为光面爆破区，主孔距1.5m，网络分段起爆顺序为掏槽→主爆孔→光爆。爆破参数如下：孔径：d＝90mm；台阶高度：H＝4.9m；超深：h＝0.35m；炮孔倾角：α＝900（光面孔 α＝81.50）；孔深：L＝（H＋h）＝5.25m（掏槽孔 L=5.7m）；最小抵抗线：W1＝2.5m（W光＝1.7m）；炮孔密集系数：m＝0.6；最少堵塞长度：L21＝2.5m；炸药单耗：q＝0.6kg/m3（掏槽孔q＝1.9kg/m3、光面孔q＝0.4kg/m3）。

单孔装药量及装药结构：Q＝q·a·b·H

掏槽孔装药量：Q掏＝1.9×1.2×1.2×5.8＝15.87kg，取 16kg

主炮孔装药量：Q主＝0.6×1.5×2.5×5.25＝11.81kg，取 12kg

光面孔装药量：Q光＝0.4×1.2×1.7×5.25＝4.28kg，取 5kg

2.3 炸药、雷管选型及运输

炸药选用岩石膨化硝铵炸药及2号岩石乳化炸药；雷管选用数码电子雷管，连接线采用数码电子雷管专用连接线。

炮眼钻孔完成后由爆破公司向治安大队办理火工品采购运输手续。爆破单位与民爆公司、运输公司、押运公司确定好雷管数量、炸药数量、运输路线、运输车辆及押运人员后向治安大队申请采购雷管及炸药，治安大队、分管局长签字同意后在预定时间运输到爆破地点。现场不设置炸药库，当天未使用完的炸药当场进行销毁。

2.4 钻孔、清孔

爆破钻孔对于完整的岩面，首先吹净浮渣，其次钻机不加压慢慢冲击岩面，打出眼窝后下钻开孔，钻头进孔后，逐渐加大风量至全风压快速凿岩。开口不当会形成喇叭口，碎石掉进孔内及不光滑的孔壁导致装药时造成卡孔，不仅影响钻孔速度，还会影响装药速度及爆破效果。实际施工时，钻头离地给高风高压，吹净浮渣，按“小风压顶着打，不见硬岩不加压”要领。

2.5 爆破手续办理与批准

爆破前，施工单位应与专业爆破公司签订爆破专业分包协议。受新疆炸药管控政策维、疫情及施工现场路途遥远的影响，爆破手续报批非常困难，每次爆破量受限，需多次申报多次爆破。从2020年9月初开始至11月底方才完成深基坑爆破。

2.5.1 爆破手续提供资料

施工单位提供以下文件：建设施工的批文、营业执照正副本、安全生产许可证、开户许可证及法人身份证、中标通知书或委托书、爆破合同及爆破范围大地坐标。

2.5.2 爆破手续办理

爆破公司根据施工企业提供的资料编制爆破手续，上报属地派出所审查，属地派出所对爆破地点现场踏勘，查看爆破现场附着物情况，审查爆破手续，并逐级上报县公安局治安大队、分管局长审批后，报市局审批备案。

2.6 爆破及安全防护

2.6.1 爆破

人员配置：爆破期间配置爆破工程师1名、钻机手3名、安全员2名、保管员2名、爆破员4～5名。起爆：在炮眼底部放置起爆药包，再填充炸药，雷管数据扫描完成后填充堵塞物。炸药雷管安装完毕，爆破员逐个扫描雷管信息，并与起爆器连接，疏散所有人员至安全范围以外，人员全部撤离并核对无误后启动起爆器，完成爆破。爆破结束后爆破员检测雷管起爆情况，经检测雷管全部失效后才能进行石方清理工作。

2.6.2 安全防护

爆破前防护：火工品达到爆破地点前，由爆破员划定警戒范围，非爆破人员全部撤离至警戒线以外。起爆前，通知安全范围以内的无关人员全部撤离，并逐人核对，核对无误后通知爆破单位，爆破单位核对爆破员全部撤离后进行起爆作业。爆破后防护：爆破完成并将全部烟气排除后，爆破员进入爆破点检测雷管起爆情况，确认雷管全部失效，爆破员通知项目部安全负责人确认后再进行开始石方清理工作。

3 爆破问题分析及处理

3.1 雷管与起爆器不匹配

起爆器不能正常读取雷管数据。经查原因，雷管型号更新后起爆器继续使用旧型号，导致不能起爆雷管。处理方法，采购交接雷管时与雷管销售单位确定雷管型号，提前确定起爆器与雷管是否匹配，不匹配的应及时更换起爆器，并完成起爆器注册。

3.2 雷管未能起爆

第一次爆破时，500根电子雷管中有33根雷管未起爆，未爆率远大于规定。经查原因，2020年9月11日晚间生产的该批电子雷管，引火药头与引火电阻存在问题造成拒爆。处理方法，发现雷管大面积没有起爆，检测雷管是否失效，确认全部失效后逐孔拆除炮眼封堵材料，采用风管将填塞物清理出炮眼，人工分离雷管后拆除雷管。通知供应单位对未起爆的雷管进行现场解剖分析及试验室分析，原因分析完成后形成分析报告连同现场总结报告报送属地派出所备案。

3.3 装药量不均衡

装药量过大：坡面不完整并且飞石过大及飞行距离较远；装药量过小现象：爆破不完整，大量的石块没有分解。原因分析及解决方法：装药过程中没有按照爆破设计的装药量进行装药；按照爆破设计进行装药，但对岩性不了解，未进行试爆，不掌握真实数据，设计的单孔装药量偏差较大。爆破前根据试爆情况调整单孔装药量，装药量严格按照爆破设计装填炸药。

4 施工过程中创新点

4.1 爆破飞石控制措施

501工程基坑距工地商混搅拌站300m，避免飞石伤及商混站制定以下措施。严格控制装药量：因竖向钻眼较深，采用间隔装药或缓冲垫层装药，以爆破能量沿炮眼轴向均匀分布；合理选择起爆顺序和起爆段间时差，控制最小抵抗线的方向以满足对最小抵抗线的要求；覆盖防护如选用铁丝网、竹笆草袋、沙袋进行覆盖防护。

4.2 爆破振动的控制及降振措施

此次爆破利用微差技术降低爆破振动强度，微差起爆是将爆破的药量，分组以毫秒级时间间隔进行顺序爆破，符合爆破机理的微分原理，对减弱爆破地震效应有很大作用。前后起爆的炸药产生的地震波主震相不重叠且相互干扰。另外，施工中选用低爆速、低威力的炸药，降低了爆破振动强度。

4.3 有毒气体的防护措施

优选炸药品种及严格控制一次起爆药量，发现工作积水面，选择抗水型炸药，防止炸药受潮，影响爆轰稳定传播而产生大量有毒气体。爆破产生有毒气体量与炸药量成正比，控制起爆药量，有效降低爆破有毒气体生成量；控制炸药的外壳材料重量，为防潮，粉状炸药通常采用涂蜡纸壳包卷，因蜡纸为可燃物质可消耗过多氧气，易使爆炸时发生负氧平衡反应，产生大量一氧化碳气体，因此，限定每100g炸药的纸壳重量和涂蜡量不超过2g和2.5g；采用反向起爆方式，炮泥开始运动的时间比正向起爆推迟，间接起到了增加炮孔堵塞长度的效果，使炸药反应程度提高，从而降低有毒气体生成。

4.4 盲炮处理

第一次爆破出现盲炮，爆破人员及时上报，同时设立危险标识，继续警械现场，无关人员不得靠近或进入爆破现场，专业人员采取安全措施进行处理。处理盲炮前由爆破工作领导人定出警械范围，并在该区域边界设置警戒线，处理盲炮时无关人员严禁进入警戒区。查明拒爆原因。发现因导爆管起爆网路发生盲炮时，拆除引爆装置及炸药；处理后应仔细检查炮堆，将残余的爆破器材收集起来销毁。盲炮处理后应由处理者填写登记卡或提交报告，说明产生盲炮的原因，处理的方法和结果，预防措施。