控制爆破排除复杂环境下旧石料厂危岩体
2021-10-27徐成军
岳 斌，徐成军
(贵州贵安新联爆破工程有限公司，贵安 550003)
1 工程概况
1)工程简介 由于受地质构造和南面村组组通公路用料场施工的影响，在某乡镇派出所南西侧形成一处亟待处置的危岩体。该危岩体最大高差约30 m，靠派出所房屋侧支护边坡已开裂并有明显滑移现象，直接威胁东北侧坡脚派出所的办公建筑和人员安全。
危岩体现状如图1、图2所示，该危岩体为长45 m、宽25 m、高度30 m的斜坡状，危岩体方量约2万m2，其北、南、东三侧均已形成临空面。北侧为派出所后方停车场原开挖已支护的边坡，现已经出现明显裂缝、位移，存在严重安全隐患。
2)地质条件 场区总体地势北西高南东低，最大高差72 m。区域上属构造、溶蚀形成的低中山地貌类型，场地及边坡处于溶蚀残丘-沟谷地段。场区范围地层为寒武系中上统娄山关群白云岩，灰色、浅灰色，中厚-厚层状，细中晶结构，岩体中风化，普氏系数为6～10，基本质量等级为Ⅳ级。
3)工程环境 危岩体排除区域边线北侧8 m是派出所办公楼，地面标高+955 m，办公楼为2层砖混结构房屋，北侧28 m紧邻派出所北侧有一栋3层砖混结构民房；南侧是村组组通公路料场，20 m外是石料加工设备，地面标高+954 m；西侧为完整山体母岩，无重要建构筑物；东侧紧邻乡村道路，路边有10 kV高压线，车辆、行人过往频繁。施工区域四邻环境如图3所示。
2 处置方案
2.1 总体方案
拟对该场区分为A区和B区，在A区上部和B区全部岩体清除后，形成长约50 m，高约30 m的二级边坡，台阶高度15 m。该边坡坡顶无重要建筑物，边坡支护在整区域排危完成后进行支护施工。危岩体处置平、剖面设计见图4、图5。
2.2 爆破施工方案
危岩体开挖最大高差30 m，最大开挖高程位于西侧开挖边线边坡顶部位置，由于大型机械无法上到顶部施工，先采用人工清理表层土方和强风化碎石后，上部石方采取浅孔控制爆破，台阶高度2 m，下降一定高度后采用控制爆破与机械破碎相结合的开挖方案，确保周边人员、房屋安全[1-3]。
2.3 爆破参数选择
采用手持式凿岩机人工钻孔，钻孔直径40 mm，三角形布孔，以垂直孔为主，孔深2.2～2.5 m，孔距1.2～1.5 m，排距1.0～1.2 m，靠房屋一侧抵抗线不小于1.5 m；爆破器材选用32 mm岩石乳化炸药和数码电子雷管，连续装药结构，精确毫秒延时逐孔起爆[4-7]。爆破参数如表1所示。
表1 爆破参数设计表
3 爆破安全验算
工程为危岩体排除，主要保护对象是北侧边坡脚的派出所办公用房，参照《爆破安全规程》[5]规定，浅孔爆破时，将质点振动速度控制在3.5～5.0 cm/s以内爆破振动对工业和商业建筑物是安全的，选取3.0 cm/s作为办公用房处安全振速控制标准。
爆破振动的传播和衰减规律采用以下公式计算[8]
V=K(Q1/3/R)α
(1)
式中，K、α为与地形、地质相关的指数，K=160，α=1.8；Q为爆破时相同延时的炮孔药量之和，施工参数表中Q=1.2 kg；R为需要保护对象到爆源中心的最近距离。经验算，办公用房处的爆破振动速度为V=2.83 cm/s，爆破振动速度控制在允许范围内。由于爆破位置均高于办公用房地面标高，爆破振动受地形影响实际比计算值更低[9]。
4 安全防护措施
1)爆破飞石防护措施。除了爆破参数上的技术控制外，还采用两层胶皮网覆盖的方式预防发生爆破飞石事故，胶网之间相互重叠、反压，并用重物压制。
2)爆破振动控制措施。由于危岩体已经形成裂缝，一旦受到较大扰动极有可能发生较大规模滑塌，损坏北侧边坡脚派出所办公用房，威胁人员安全。项目使用高精度数码电子雷管实现精确延时起爆，减少最大单响药量，降低爆破振动；其次控制台阶高度为2 m，控制单孔装药量和单次起爆总用药量。
3)边坡滚石控制措施。选择最小抵抗线的方向朝向南侧砂石料加工区，北侧靠近派出所房屋的抵抗线不低于2.0 m；在山坡脚与派出所房屋之间用沙袋设置两道高2 m的挡墙，即使少量滚石滚落也不会直接对房屋产生严重破坏。
4)粉尘和噪声控制措施。粉尘控制主要是钻孔采用湿式作业，爆破后洒水降尘。噪声控制主要是保证钻孔深度和装药、填塞质量满足设计要求，起爆前严格执行多重防护措施[6]。
5 爆破效果与结论
该危岩体排除工程在实施过程中未发生爆破飞石、边坡滚石事故，采用两层胶网覆盖措施有效预防了个别飞石事故的发生，设置的两道沙袋挡墙起到防护效果，个别滚石滚落后被挡墙有效阻挡，未对办公用房造成破坏。同时采用浅孔控制爆破，减少了爆破振动对边坡的损伤，为后续边坡支护创造了有利条件。
这种近距离有保护对象的复杂环境危岩体治理工程，实施前应充分调查爆破对象及周边环境，优化平面布置，分区治理，选择浅孔控制爆破减小爆破有害效应对周围环境的影响，通过对施工过程的精细管理，最终达到安全治理的目的。
