1、復雜環(huán)境下中深孔控制爆破摘要：寧德市火車站南側(cè)山體土石方工程中深孔控制爆破工程中，針對其復雜的爆破環(huán) 境，采用逐孔爆破技術(shù)、孔內(nèi)分層微差、孔間微差、光面爆破等爆破技術(shù)，確保邊坡穩(wěn)定及周 圍環(huán)境的安全，取得了預想的爆破效果。1工程概況寧德市火車站南側(cè)山體土石方工程位于寧德市火車站南側(cè)，占地面積約25600平方米，總 方量為91.58萬m3，其中土方9.2萬m3，石方82.38萬m3，X期為240日歷天。該區(qū)域為一 丘陵，丘陵最高處約45m，現(xiàn)丘陵山體坡度多在4060之間，坡度較陡。爆區(qū)周邊環(huán)境復 雜，爆區(qū)東面距離溫福鐵路擋土墻預留21米保護層，擋土墻距離最近鐵軌34米，即爆區(qū)距離 最近鐵軌或架線

2、55米，動車架線電壓為25kv；北面距離火車站售票大廳玻璃幕墻46米，旁 邊有一條混凝土公路；西面距離土尾村約200米、進站公路（金馬路）130米；南面距離蔣澳 村67米，鄰近爆區(qū)有28棟土坯房，抗振能力較差。本項目是寧德市重點項目，也是南昌鐵路局境內(nèi)的高鐵運營線旁的首例爆破，福建境內(nèi)首 例長工期露天夜間爆破。圖1爆區(qū)周邊環(huán)境衛(wèi)星平面圖2爆破技術(shù)要求根據(jù)爆區(qū)周邊要求，該區(qū)域石方爆破必須滿足如下技術(shù)要求：（1）爆破不應對列車運營照成影響，爆破振動不得影響任何設(shè)施，不能有任何飛石侵入 鐵路；（2）由于涉及到夜間爆破施工，應布置完善的夜間施工的照明系統(tǒng)，符合爆破安全規(guī)程 的要求；（3）完善夜間民用爆

3、炸物品運輸、保管、出入庫的安全；（4）由于福建境內(nèi)不得使用電雷管，本項目必須采用非電起爆網(wǎng)路，考慮非電起爆網(wǎng)路 的不可檢測性，應采用冗余設(shè)計，確保網(wǎng)路安全可靠；（5）要求嚴格爆破現(xiàn)場記錄和監(jiān)理現(xiàn)場確認；（6）制定政府相關(guān)部門和鐵路部門在爆破警戒方面的配合要求。3爆破方案選擇本工程的性質(zhì)是山體爆破，工程量大、時間長、距建筑物近；為確保工期、保證質(zhì)量，確 定該工程石方爆破設(shè)計原則為“露天中深孔排孔松動爆破與淺眼排孔相結(jié)合的減弱松動爆破， 個別地段還需用小型鉆機進行鉆淺孔光面爆破，爆破施工的原則是天窗時間內(nèi)進行爆破裝 藥，天亮后起爆”。（1）為便于爆破安全的控制，石方爆破一律使用鉆孔控制爆破方法進行

4、。在挖深大于5m 的主體爆破區(qū)采用中深孔臺階控制爆破；挖深小于5m區(qū)段，實施低臺階鉆孔控制爆破；孤石 和大塊巖石的二次破碎使用液壓破碎錘破碎，不允許二次解炮。（2）石方開挖自上而下分臺階進行。根據(jù)水土保持工程設(shè)計臺階高度，從有利挖裝和作 業(yè)安全的角度出發(fā)，中深孔臺階爆破的主體臺階高度確定為6-8m。（3）最小抵抗線方向盡量背向或側(cè)向爆區(qū)周圍的保護物，即最小抵抗線方向向西或西偏 南。（4）初期于工程實地進行爆破震動規(guī)律測試，取得該地真實可信的K、a值，為準確控 制單響最大藥量提供依據(jù)。之后根據(jù)保護物到爆破地點的不同距離，嚴格按實測振動規(guī)律控制 單響最大藥量和一次爆破規(guī)模，全部采用微差起爆方法，最

5、大限度地減少爆破震動對環(huán)境的擾 動。（5）為保證邊坡平整穩(wěn)定，減少邊坡的超欠挖工程量，邊坡采用光面爆破技術(shù)。（6）爆破一律采用導爆管雷管復式起爆網(wǎng)路，起爆采用激發(fā)針，用電起爆器起爆。4爆破設(shè)計4. 1爆破孔網(wǎng)參數(shù)（1）深孔臺階控制爆破參數(shù)孔深大于5m時的爆破屬于中深孔爆破，本工程主臺階為6-8m，具體孔網(wǎng)參數(shù)如下圖。一 般情況下，中深孔垂直布放，深孔平面布置成方型或梅花型，其爆破參數(shù)按以下各式計算：圖2中深孔臺階孔網(wǎng)參數(shù)示意圖底盤抵抗線W = （3035）d，m，取30 d鉆孔超深 h = (0.050.25) H，m，取 0.15 H炮孔深度L = H+h, m堵塞長度 件(11.5) W,

6、 m孔間距 a= (11.25) W, m,取 1.1 W排間距b=W, m單孔藥量 Q=qabH 或 Q=qW,a,H, kg炸藥單耗 q= (0.280.35), kg/m3根據(jù)本工程地形地質(zhì)特點及試爆結(jié)果，炸藥單耗選擇為q = 0.280.35kg/m3,特別完整 堅硬的弱風化花崗巖區(qū)域爆破炸藥單耗選擇為q = 0.350.4kg/m3按上述公式計算得到的不同臺階高度時鉆孔直徑d =90mm的爆破參數(shù)值列于下表。表1深孔臺階控制爆破參數(shù)低臺階鉆孔控制爆破參數(shù)炮孔垂直鉆鑿，平面成梅花形，鉆孔直徑d=76mm，其它爆破參數(shù)按以下各式計算：底盤抵抗線W= (2530) d, m；鉆孔超深h=

7、(0.30.4) W, m；堵塞長度1= (1.01.2) W, m；鉆孔深度L = H+h, m；孔間距 a = (1.01.3) W, m；排間距b = W, m；單孔藥量Q=Ha,b,q或Q=q,W,a*H , kg；炸藥單耗 q=0.300.40, kg/m3；由此計算得到不同臺階高度下的爆破參數(shù)列于下表。(d =76mm, q=0.35kg/m3)H(m) W(m) h(m) a(m) b(m)3.0 1.8 0.7 2.2 1.82.0 0.7 2.5 2.04.0 2.0 0.7 2.5 2.02.0 0.7 2.5 2.0H(m) L(m) L(m) Q(kg)3.0 3.7

8、2.3 4.24.2 2.3 6.14.0 4.7 2.4 7.05.2 2.7 8.0碎落平臺爆破參數(shù)表3不同孔深L的爆破參數(shù)為保證爆破區(qū)域最終邊坡的穩(wěn)定，對臨近火車站鐵軌旁邊坡的爆破采取光面爆破方法。光 面爆破是爆破開挖時，沿設(shè)計開挖輪廓鉆孔裝藥，在開挖區(qū)主爆破孔之后起爆，以獲得比較平 整壁面的爆破。圖3光面（預裂）孔裝藥結(jié)構(gòu)示意圖4. 2起爆網(wǎng)路圖4排間孔外延期加強復式網(wǎng)狀起爆網(wǎng)路圖5普通復式網(wǎng)路圖6簇聯(lián)起爆網(wǎng)路4.3夜間施工根據(jù)爆破安全規(guī)程，在黃昏和夜間等能見度差的條件下，不宜進行地面及水下爆破的裝藥 工作。如確需進行裝藥作業(yè)時，應有足夠的照明設(shè)施保證作業(yè)安全。爆破裝藥現(xiàn)場不應用明火

9、照明。爆破裝藥用電燈照明時，在離爆破器材20m以外可裝220V的照明器材，在作業(yè)現(xiàn)場電 壓不高于36V的照明器材。4.4安全防護（1）覆蓋防護。按安全要求，單獨或綜合采用爆破體覆蓋、爆破體與爆破對象間遮擋以 及保護對象近體防護等三種方法預防爆破個別飛散物危害。實施分段延期爆破時，要預防覆蓋 物受先爆藥包爆破影響提前拋出散落的可能性。對爆區(qū)里的地面爆破防護采用沙袋、鐵板、廢 輸送帶、廢舊地毯進行單層或復合式覆蓋，注意覆蓋面要有足夠的沙袋以確保壓蓋重量；（2）爆區(qū)防護。項目部四周設(shè)置6米高飛石防護排架，飛石防護排架由腳手架掛密實竹 笆外再加感光網(wǎng)組成，防止飛石傷及周邊設(shè)施，確保既有溫福鐵路設(shè)施和運

10、營安全。4.5爆破警戒爆破300m警戒線內(nèi)不得有行人，但人員可以躲在建筑物內(nèi)或具備防護功能的構(gòu)筑物后； 爆破200米警戒線內(nèi)，不得有車輛通行或駐停，也不得有易損設(shè)備或材料擺放，確實無法移動 的，必須進行防護加固處理。表4警戒地點及警戒人員分布情況4.6爆破振動測試爆區(qū)的爆破振動測試由湖南長沙中大爆破巖土工程有限公司負責，設(shè)置爆破振動測試點共 7個，分別是1#售票處中部，2#售票處南部、3#通信信號塔南側(cè)、4#站臺鐵門南側(cè)、5#蔣澳村 B13磚房、6#蔣澳村A11 土坯房北側(cè)、7#蔣澳村A50 土坯房。爆破振動測試采用的是成都中 科動態(tài)儀器有限公司生產(chǎn)的IDTS3850爆破振動記錄儀，爆破監(jiān)測要

11、求做到一爆一測。5爆破安全校核5.1爆破個別飛散物對人員的安全允許距離爆破安全警戒距離必須達到爆破安全規(guī)程的有關(guān)要求。爆破個別飛散物對人員的安全允許 距離如下：深孔爆破不小于200米；淺孔爆破200米（復雜地質(zhì)條件下或未形成臺階工作面時 不小于300米）；沿山坡爆破時，下坡方向的飛石安全允許距離應增大50%。爆破產(chǎn)生個別飛散物拋距可能會超過爆區(qū)距離周邊建筑物的最短距離，對施爆區(qū)周圍的人 員和其他被保護對象的防護產(chǎn)生危害。因此，在爆破時，必須做好炮口堵塞，加強爆破區(qū)域的 覆蓋防護工作，擴大警戒范圍，以保證施工安全。5.2爆破振動國家標準爆破安全規(guī)程GB6722-2003中第6.2.2條對不引起建

12、筑物破壞的爆破地震安 全震速規(guī)定如表所示：表5爆破振動安全允許標準保護對象安全允許振速（cm/s）10Hz 10-50 Hz 50-100 Hz土坯房 0.5 1.0 0.7 1.2 1.1 1.5一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物2.02.5 2.32.8 2.73.0鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋3.04.0 3.54.5 4.25.0這些規(guī)定極限值應作為承受爆破地震時相關(guān)建(構(gòu))筑物是否破壞的重要技術(shù)依據(jù)，根據(jù) 專家組評審意見及南昌鐵路局的審核意見確定如下爆破振動限值：土坯房控制振動速度為0.5 cm/s；鋼筋混凝土房屋控制振動速度為3.0 cm/s；一般磚房控制震動速度為2.0 cm/s；爆破采用裝

13、藥相對分散和毫秒微差雷管延期起爆措施，使每次齊爆的藥量大大減少，以減 少爆破振動的危害，爆破震動速度用薩道夫斯基經(jīng)驗公式計算，并用爆破振動限值校核。式中：V 一地面質(zhì)點峰值振動速度，cm/s；Q 一炸藥量，kg；齊發(fā)爆破時為總藥量，延遲爆破時為最大一段藥量；R 一觀測(計算)點到爆源的距離，m；a一爆破點至計算點間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)。5.3爆破沖擊波工程爆破時一部分爆炸能量突破介質(zhì)表面轉(zhuǎn)化為空氣沖擊波，不僅無益地消耗了炸藥能 量，而且對人員、設(shè)備和建筑物等還產(chǎn)生危害作用。爆破時空氣沖擊波的安全距離可由以下公 式進行計算：式中：KK 系數(shù)，對于一般建筑物為70，對于人員為256

14、0。每次爆破前，根據(jù)上述公式對爆破沖擊波安全距離進行核算。6爆破效果及改進該工程經(jīng)過一段時間的試爆，圓滿完成爆破設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化，根據(jù)試爆和正式爆破結(jié)果得 出以下結(jié)論：本工程根據(jù)復雜環(huán)境要求和地形地質(zhì)特點選擇的爆破方案設(shè)計合理、技術(shù)可行、安 全可靠；深孔爆破飛石較少，按設(shè)計的裝藥量和安全防護措施，基本沒有發(fā)現(xiàn)飛石；（3）采用非電毫秒導爆管雷管復式起爆網(wǎng)路，實現(xiàn)逐孔起爆的微差爆破技術(shù)，實際施工 中盡量采用孔內(nèi)微差而減少孔間微差，提高爆破網(wǎng)路的可靠性且降低孔外延期雷管產(chǎn)生的噪 音。根據(jù)爆破振動測試結(jié)果表明，微差起爆間隔時間不少于100毫秒，可有效避免各段之間的 爆破振動疊加，達到控制爆破振動的要求；（4）爆區(qū)范圍較大，場地周邊的光源無法滿足裝藥施工的要求，移動光源的線路太長且 需要頻繁變換位置而影響施工效率，最終以項目部兩側(cè)裝可調(diào)節(jié)探照燈，徹底解決爆破照明問 題；（5）爆破區(qū)域較大，爆破通告中起爆信號的三短哨音基本聽不到，改用步話機通知起 爆。參考文獻1中國力學學會工程爆破專業(yè)委員會編爆破工程M.北京；冶金工業(yè)出版社，1992.2劉殿中.工程爆破實用手冊M.北京；冶金工業(yè)出版社，1999.3馮叔瑜.城市控制爆破M.北京；中國鐵道出版社，1987.4陳華騰，鈕強等.爆破計算手冊M；沈陽；遼寧科學出版社，1991.5郭學彬，張繼春.爆破工程M.北京；人民交通出版社，2007.6高金石，張奇