玻璃幕墙邻近区域浅孔控制爆破安全技术*

薛永利，孙 飞，顾 云，李 飞，刘勤杰，刘 迪

(核工业南京建设集团有限公司，南京 211002)

随着社会经济的发展，爆破作为一种快速高效的手段，在基础建设中得到了广泛的应用，与此同时，随着国民维权意识的提高，对精细化爆破提出了更高的要求，精细化爆破效果主要衡量指标是爆破危害效应的精确控制，经查阅相关文献[1-10]，国内外学者在爆破安全防护措施方面做了大量的试验研究工作，取得了丰富的成果。爆破危害效应的控制程度主要取决于工程环境，本文针对某基坑爆破开挖建设项目，在保证爆破质量的前提下，通过采取爆破参数优化、安全防护设计等一系列手段[6-8]，确保邻近玻璃幕墙的安全。

1 工程概况

1.1 基本情况

拟建项目位于河北省涞水县，总占地面积约1000亩，其中一期工程建筑面积为29.5万m2，按使用功能其划分为A、B、C、D、E五个区。A区在建办公主楼北侧邻近北环路(原始道路)需降方处理，根据岩土工程勘察报告显示，该区域主要为中风化白云岩，采用机械开挖不能满足施工进度要求，故决定采用控制爆破法进行场地开挖[5-10]。

1.2 项目特征

爆破区域为A区北环路，长度约60 m，宽度约14 m，需爆破降方深度在1.1～4.5 m。待爆岩体为中风化白云岩，因北环路原始道路依山而建，路面浮土较薄，拟直接对降方区域进行浅孔控制爆破。

1.3 周围环境

爆区南侧距离在建办公主楼幕墙结构最近约20 m，需要重点保护；东侧、西侧和北侧为自然山林，无保护目标，详见图1、图2。

图 1 周围环境示意图Fig. 1 Sketch map of surrounding environment

图 2 爆区与在建办公主楼相对位置示意图Fig. 2 Schematic diagram of relative position between blasting area and Princess building under construction

1.4 爆破重难点分析

本工程为北环路原始道路浅孔控制爆破，周围在建项目多，环境复杂，尤其距在建办公主楼玻璃幕墙仅有20m，为确保玻璃幕墙的安全，需对爆破参数进行精细化设计，严格控制单孔装药量，并采取安全有效的防护措施，防止爆破飞石对玻璃幕墙的损坏。

2 爆破参数设计

2.1 炮孔布置

结合北环路路基设计标高与室外地面标高，标定设计各孔孔深，采用φ90 mm高风压钻机进行钻孔作业。钻孔角度为90°，为后期安全防护便捷，呈矩形布置。为保证北环路路基一次性爆破到位，结合现场实际工况，孔距×排距为2.5 m×2.2 m，布孔7排，共计245个，见图3。

图 3 炮孔布孔平面示意图(单位：m)Fig. 3 Layout plan of blasting holes(unit:m)

2.2 孔网参数设计

本次爆破主要是浅孔控制爆破，根据体积平衡法计算公式

Q=q×a×L×W

式中：Q为单孔药量,kg；q为炸药的单耗,kg/m3，因本次爆破为掏槽爆破，中间孔单耗取0.42 kg/m3，边孔单耗取0.38 kg/m3；L为炮孔深度,m；W为最小抵抗线,m；a为孔距。爆破参数见表1。

表 1 爆破参数表

2.3 起爆网路设计

本次爆破共有245个孔，为减少爆破过程中边缘炮孔的夹制作用，确保爆破效果，有效控制爆破振动，采取掏槽爆破形式，选用导爆管雷管起爆网路，双孔一响，每14孔为一个起爆单元，共分18个起爆单元，为确保前一单元起爆后下一单元才引爆，不产生重叠起爆现象，各相邻单元之间采用10段孔外毫秒延期雷管(延期时间380 ms)联接，总爆破时差为18 ms×380 ms=6840 ms=6.84 s，爆破网路设计见图4。

图 4 起爆网路示意图Fig. 4 Schematic diagram of initiation network

3 安全防护技术

3.1 常规安全防护技术

在复杂环境下爆破，为避免爆破飞石对周围环境的影响，通常采用由废旧轮胎编制而成的炮被对炮孔覆盖的防护措施，见图5。由于炮被具有重量大、透气、柔性好等特点，在工程应用中可有效地避免爆破飞石对保护目标的损害。但炮被单价高、覆盖过程费时费力，为提高爆破施工效率，节省成本，急需一种更加安全、便捷的防护方法。

3.2 防护材料选取

综合考虑现场工况及现有材料，拟采用密目网加压炮被的防护措施，相比于常规炮被防护，该防护措施主要有以下优点：

(1)节省劳动力。全炮被防护是将联网完毕后的每个炮孔均使用炮被覆盖，炮被是使用废旧轮胎编制而成，覆盖时需四个人逐孔覆盖，劳动强度较大；而炮被加密目网式防护，将密目网(8层)逐排覆盖好炮孔后，每间隔5个炮孔使用炮被加压在密目网上，大大节约劳动力。

图 5 常规炮被防护示意图Fig. 5 Schematic diagram of conventional tyres quilt protection

(2)节省时间。密目网防护采用双人操作，整排覆盖，密目网首尾重叠不小于3 m，重叠处使用炮被压盖，有效节省了覆盖防护的时间。

(3)节省成本。单卷密目网20 m，单价约15元，可覆盖8个孔左右，平均每卷密目网可节省6张炮被，炮被单价约130元/张，平均每孔可节约成本78元。

(4)安全简便。使用全炮被覆盖时，四人抬炮被，在炮区行走过程中，由于视线问题，脚极易触碰已经联好的网路，不仅容易工作人员绊倒摔伤，更增加了发生盲炮的风险。

(5)有效防护爆破飞石。全炮被覆盖防护措施，在爆破时只能防止孔口周围覆盖区域的飞石，而采用8层密目网加炮被防护措施，可有效防止孔间的飞石，增加了防护的范围，提高了安全性。

4 爆破效果

通过现场对爆破效果的观察，见图6。密目网与炮被移位较小，部分炮被被掀翻，密目网无破损现象。邻近玻璃幕墙未出现破损现象，爆破整体效果良好。

图 6 爆后效果Fig. 6 Effect of blasting

5 结论与展望

(1)将改进后的爆破安全防护措施应用于现场施工，未对邻近玻璃幕墙造成损坏，且大大提高了工作效率，降低了防护成本，取得了显著效果，因此该防护措施在该工程中具有可行性，同时可在一定程度上为类似工况的爆破工程提供参考。

(2)通过爆破观察，部分炮被被掀翻，说明该处装药、填塞中，作业人员未按设计要求施工，导致单孔装药量偏大或填塞质量差。后续施工中应加强作业人员技术宣贯及安全意识。

(3)后续拟进行爆区密目网全覆盖，四周加压炮被的防护措施，进一步提高爆破施工安全。