舟山鱼山岛鱼山末站场平工程爆破施工安全管理

李海洋 陈鹏 叶立安

浙江浙石油储运有限公司 浙江 杭州 310000

引言

随着社会经济快速发展，爆破技术应用场景越来越广泛，包括城市楼房改建拆除爆破、矿山岩土爆破、场地平整岩石爆破及水下炸清礁爆破等。但随之而来引发一系列安全问题，因为爆破属于高危行业，从爆破器材到操作行为等各个方面都具备很强的危险性及专业性，而且爆破过程中产生的爆破震动、飞石和冲击波等有害效应对周边环境也会带来一定的影响。本文通过工程案例，从设计和施工两个方面入手，介绍了爆破实施过程中的具体安全管理技术措施。

1 工程概况

舟山鱼山岛鱼山末站场平工程位于舟山市鱼山岛，该工程是黄泽山-鱼山原油管道项目配套工程，场地平整爆破开挖后高程为7.9m，开挖前边坡最高高程约为47.5m，最大开挖高度约39.6m。本项目总挖方量约为23.7万方。

2 周边环境状况

项目附近分布有供水管线、自来水厂、电力设施、污水处理设施等；周边交通路网发达，且附近有2条10kV高压线经过，总体环境十分复杂。周边环境情况如图1，具体如下：

①施工区东侧：东侧毗连海域，300m范围内无重要保护设施，但时常有施工船舶停靠或经过，爆破时需同时做好海上安全警戒。②施工区南侧：南侧分布有自来水厂、沿海公路及管道设施。施工区距自来水厂最近距离240m；距沿海公路最近距离110m。③施工区西侧：西侧环境最为复杂，分布有石化基地污水处理厂、10kV高压电线及简易临建房屋等。污水处理厂内变配电间及厂房建（构）筑物，与施工区最近距离55m；简易房屋（后续需拆除）与施工区最近距离58m。高压电力设施与施工区最近距离约60m。④施工区北侧：北侧为原始保留山体。

3 爆破施工方案

综合考虑工程特点、周边环境、爆破安全及工期等因素，根据爆区与保护对象不同距离，采用复杂环境深孔爆破及浅孔爆破，并结合机械破碎方式开采，对于不合格大块石采用液压破碎锤进行二次解小。

3.1 爆破参数设计

3.1.1 复杂环境深孔爆破。参数要素包括底盘抵抗线、孔径、孔深、孔距、排距和单耗等。

①孔径d：参照类似工程经验，选择90mm。②布孔方式：常见的布孔方式有梅花形布孔、矩形布孔、方形布孔，根据类似工程施工经验，结合本工程特点，综合考虑起爆网路和爆破质量，采用梅花形布孔。③钻孔倾角β：考虑施工便捷性、操作性和施工安全要求，采用倾斜炮孔和垂直钻孔相结合的方式，倾角β＝75～90°。④台阶高度H：按正常生产台阶8m设计，实际施工时按实际台阶高度细化。⑤超深h1及孔深L：参照类似工程经验和岩石性质，超深1m，实际施工过程中，根据爆破后的效果适时优化调整。孔深L=H/sinβ+h1=9～9.3m。⑥底盘抵抗线Wm：根据经验公式：Wm=（25～45）d，不小于3.0m。⑦孔距a和排距b：根据类似工程经验，孔距a取4m，排距b取2.5m。⑧填塞长度h0：一般h0=（20～30）d，本区域爆破堵塞长度取4.0m。⑨单位炸药消耗量q：根据岩石性质、爆破石料使用要求及工期要求，选取q=0.30kg/m³，后续将通过爆破试验和生产实践适时调整单位炸药消耗量。⑩单孔最大装药量

Q∶Q=qabH=0.30×4×2.5×8=24kg。

3.1.2 光面一次成型爆破。根据设计要求，二级及以上边坡坡面采用1∶0.5坡度放坡。本工程边坡主要采用光面爆破，形成完整、美观的边坡坡面。局部地质条件较差或钻孔难以实施采用机械辅助修坡。

3.1.2.1 爆破参数设计。光面爆破主要参数有最小抵抗线、炮孔间距、炮孔直径及线装药密度等。①炮孔直径d：采用孔径90mm，炸药选用乳化炸药直径32mm。②光爆孔最小抵抗线：根据公式Wmin=（10～20）d，结合类似工程经验，取1.5m。③炮孔间距a：根据公式a=（0.6～0.8）Wmin，结合类似工程经验，取1.1m。④单位炸药消耗量q：一般取0.15～0.25kg/m³，软岩取小值，硬岩取大值。本工程取0.20kg/m³。⑤线装药密度Q线：根据公式Q线=qaWmin。经计算Q线=0.33kg/m。⑥炮孔长度L：最终边坡台阶坡面角约63.5°。考虑超深0.5m，炮孔长度L=9.4m。⑦填塞长度L2：根据类似工程经验，填塞长度取1.5m。

3.1.2.2 装药结构。采用竹片、导爆索串联间隔不耦合装药，将φ32mm（0.2kg、20cm）乳化炸药用电工绝缘胶布绑在导爆索上，再与竹片连接，装药时放在孔的中间或竹片内帖靠保留岩壁一侧。

为克服孔底岩石夹制作用，炮孔分为底部加强装药段、正常装药段和上部减弱装药段，可将减弱装药段减少的药量和孔口填塞段应设计的药量移至加强装药段，底部1.5～2.0m按线装药密度的4～5倍装药，减弱装药段长度宜为加强装药段长度的1～4倍。装药结构示意图如图1。

图1 装药结构示意图

3.1.2.3 起爆网路设计。光面爆破起爆网路采用导爆索连接，组成同时起爆或多组接力分段起爆网路，孔外接力分段雷管可选用MS2。起爆网路如图2所示。

图2 起爆网路示意图

3.2 爆破安全设计

爆破震动依据下面公式进行设计和校核：

式中：

R-爆源至保护物距离，m；

Q-炸药量，齐发爆破为总药量，采取分段延期爆破，表示最大单段装药量，kg；

V-保护对象的安全振速标准值，cm/s；

K，α-与爆破相关系数，结合岩性取值K=200，α=1.65。

本工程周边分布的建（构）筑物设施和保护对象主要为污水处理厂房、污水池等、配电间及10kV高压输电线路。参照《爆破安全规程》[1]，按照不同区域周边的建构筑物等级进行分级和确定振动标准，再根据每次施工区域验算振动是否符合标准[2]，保护对象的安全振速标准值：

①自来水厂、污水处理厂建（构）筑物：V=2cm/s。②参照工程经验等资料分析，污水处理厂内的配电间、变电所：V=1cm/s。③参照工程经验等资料分析，10kV高压线杆：V=3cm/s。

爆破实施过程中采取延期逐孔起爆，Q=24kg，爆破震动安全校核结果如表1所示。

表1 爆破震动安全校核表

3.3 爆破安全管理措施

3.3.1 爆破震动安全防护措施。

3.3.1.1 采用毫秒延期爆破，严格控制最大单段药量：采用毫秒延期逐孔爆破技术，减少甚至避免爆炮孔间振动波的叠加，导致爆破产生的最大峰值减小。

3.3.1.2 使用工业电子雷管：工业电子雷管与传统非电雷管相比具有更加精准的延时性和更高的安全性、可靠性，可对爆破震动实现有效的干扰降震，对周边环境的保护十分有利。

3.3.1.3 选择不同施工方法：根据安全距离要求，采用不同的施工方法。综合考虑爆区与保护对象的距离、保护对象的安全要求及工程地质条件等因素，分别择优选择复杂环境深孔爆破、浅孔爆破及机械处理等施工方法。

3.3.2 爆破飞石安全防护措施。依据相关规范，普通深孔爆破的安全警戒距离不小于200m，未形成台阶的深孔爆破和浅孔爆破警戒范围为300m。本工程采取的安全防护措施有：①爆破实施过程中，应观察保护对象方位，调整爆破临空面，不要正对保护对象。②当存在破碎带时，应适当调整钻孔及装药位置，通过填塞炮孔某区段越过破碎带。③加强炮孔及爆区覆盖。覆盖材料一般选择强度高、韧性好的材料。

3.3.3 爆破器材安全管控。爆破作业单位“一人三员”各司其职，做好爆破器材的流向监管工作；爆破完成后，“一人三员”共同清点、核对、记录剩余爆破器材，保管员及时确认，存档备查[3]。

3.3.4 爆破作业现场安全措施。

3.3.4.1 装药安全措施：清理孔位及检查炮孔；装起爆药包，同时保护好起爆网路；应使用木质或竹制炮棍装药；卡孔时，若发生在导爆管和起爆药包装入之前，可用木杆处理，一旦起爆药包装入后，不可以野蛮处理，应按处理盲炮有关规定处理。

3.3.4.2 填塞安全措施。采用岩粉进行堵孔，堵孔人员应进行交底，明确堵孔长度，并不得堵入大块，砸断脚线，造成哑炮、盲炮。

3.3.4.3 爆破警戒安全措施。爆破作业时发出三种不同的爆破警报器等明显的爆破信号。第一次信号，预警信号：代表警戒工作开始，警戒人员开始清理警戒范围内的人员设备；第二次信号，起爆信号：应在确认警戒区域内所有人员设备已被清除，警戒人员到位，起爆时机成熟。爆破员应在得到起爆信号后进行起爆；第三次信号，解除信号：露天爆破等候15分钟后，“一人三员”须正确佩戴防护用品后入爆区检查，未接到安全指令后不得接触警戒。

4 结束语

针对复杂环境爆破施工项目，前期应充分进行实地调查，对周边建筑物的状况、保护对象的特征等详细摸排，并提出针对性的保护方案，采取必要措施控制爆破有害效应是爆破项成功的前提。爆破施工开始前要与周边各方，包括居民或其他单位建立良好沟通机制，正式爆破前应组织爆破作业人员进行试爆，进一步了解地质及岩石状况，并根据爆破有害效应监测情况及时优化调整爆破方案，尽量减少最大单段药量，避免不必要的民事纠纷。