胡学祥
中建二局土木工程集团有限公司 北京市 100000
【摘要】：对于复杂环境条件爆破控制要求较高区域一般多采用机械凿岩机破碎、静态爆破、手风钻小孔径浅孔台阶分层爆破等工艺进行施工，但工程施工进度较慢，施工成本较高，施工效率低。为兼顾安全性、适应性、经济性，在复杂环境条件下采用高风压大孔径浅孔与中深孔结合进行爆破控制施工，可有效的提高施工功效，降低施工安全风险，节约工程施工成本，加快施工进度。
【关键词】：复杂环境、高风压大孔径浅孔与中深孔结合、爆破控制
1、工程背景、概况
某场平土石方爆破工程施工西南角部位临围墙与房屋，爆破施工坡脚距围墙6.6m，距房屋11.6～22.6m，爆破开挖高度约7.0～14.0m，7m台阶爆破区长度232m,14m台阶爆破区长度100m,约8.4万m3石方量需采取控制爆破。
2、浅孔与深孔结合爆破施工方案选择
该工程岩性为石灰岩，坚固系数为8～12，本工程一般多采用深孔台阶微差挤差爆破进行施工，台阶高度H取7m,孔径90mm,孔距a取4.0m,排距b取3.0m，炸药单耗q取0.3Kg/m3，根据深孔台阶爆破计算单孔装药量为Q=q×a×b×H=0.3×4×3×7=25.2Kg。根据爆破安全规程《GB6722-2014》规定，一般民用建筑物爆破振动安全允许值≤2.5cm/s。爆破振动安全允许距离R=（K/V)1/aQ1/3，根据爆破安全规程《GB6722-2014》爆区不同岩性的K、a值表，结合前期爆破施工中采用TC-4850测振仪进行爆破振动监测结果统计分析，本工程取K=210，a=1.8，计算得R=（210/2.5)1/1.825.21/3=34.4m。因此，为满足爆破施工安全需要，距围墙34.4m范围内爆破需采用控制爆破进行施工，爆破方量约（34.4-6.6）×232×7+（34.4-6.6）×100×14=84067.2m3。
控制爆破震动不影响建构物和有建构物时安全允许最大安全震动控制在符合《爆破安全规程》（GB6722---2014）允许的2.5cm/s范围以内，最大段起爆药量Q=［（V/K）1/a×R］3计算如下。
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2.1浅孔爆破施工技术
根据上述最大段起爆药量计算，距围墙10m以内区域采用浅孔台阶进行控制爆破。浅孔爆破可采用手风钻小孔径露天浅孔爆破或高风压大孔径露天浅孔爆破。
（1）手风钻小孔径露天浅孔爆破：炮孔直径38mm，炮孔间距a=（0.5～1.0）H，排距b=0.866a，采用32mm药卷炸药，堵塞长度满足1/3～2/5L要求。
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（2）高风压大孔径露天浅孔爆破：炮孔直径90mm，炮孔间距a=（0.5～1.0）H，排距b=0.866a，采用70mm药卷炸药，堵塞长度不小于20d（1.8m）同时用0.1～0.25L进行验算以满足要求，对于堵塞长度不足的爆孔孔口采用成品塑料飞石防护网进行覆盖防护。
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（3）从材料、施工机械、人工费、爆破防护费各方面进行对比，高风压大孔径露天浅孔爆破施工成本为手风钻小孔径露天浅孔爆破的70%左右；从施工功效方面进行对比，高风压大孔径露天浅孔爆破采用高风压潜孔钻打设浅孔，打孔效率较高，虽存在移钻频繁问题，但对场地较平整的大面积场平工程较适用，手风钻小孔径露天浅孔爆破采用手风钻人工打孔，人员机具需用量大，钻爆速度慢效率低，大面积场平施工难以满足工期进度要求；对于爆破施工安全方面，不论是采用高风压大孔径露天浅孔爆破还是采用手风钻小孔径露天浅孔爆破，因爆破施工中炸药单耗过多、堵塞长度不足、堵塞质量不好易出现爆破飞石安全问题。综合分析，对浅孔爆破施工在工程施工中宜采用高风压大孔径露天浅孔爆破进行施工。
2.2中深孔爆破施工技术
根据上述最大段起爆药量计算，距围墙10m～34.4m以内区域采用中深孔台阶进行控制爆破。炮孔直径90mm，炮孔间距a=（0.5～1.0）H，排距b=0.866a，采用70mm药卷炸药，堵塞长度不小于20d（1.8m）要求。
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3、爆破控制施工
爆破控制主要涉及爆破振动、空气冲出波及噪声、个别飞散物、爆破粉尘、爆破有害气体等的措施。在本工程施工中，主要为爆破振动与个别飞散物的控制。
3.1爆破振动控制
爆破振动根据公式V=K（Q1/3/R）a可知爆破振动主要与一次爆破最大用药量及建筑物到爆破点的距离有关。
（1）采用毫秒非电雷管孔内外延期逐孔爆破技术可有效的控制最大段爆破药量。深孔台阶抛掷爆破非电导爆管网路孔间延期时差tk=10～25ms，排间时差tp=75～100ms，本工程孔间多采用2段=25ms，排间多采用7段与9段=310-200=110ms非电雷管实现逐孔爆破，爆破效果良好。
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图1 非电导爆管孔内外延期逐孔控制爆破网络示意图
（2）临近围墙区域爆破均采用数码电子雷管进行逐孔爆破，提高控制爆破精度，控制单孔爆破药量，降低爆破震动影响。导爆管雷管网路设计受雷管规格（延期时间固定、段位有限）的约束，根据现有起爆器材设计的现实可行方案，影响爆破效果，存在重段（单段起爆药量达大）安全隐患。应用数码电子雷管，延期时间可以以1毫秒间隔任意设置，不但爆破网路设计简单，施工方便，而且避免了因重段引起的大振动、远飞石等安全隐患。
（3）沿征地红线钻凿不装药的双排减振孔（降振率可达30%～50%），减振孔孔径90mm,孔间距0.5m,孔排距0.8m,孔底比爆破区基坑标高深1.0m。
（4）在施工中使被保护对象位于最小抵抗线的两侧位置、增加布药的分散性和临空面。
（5）采用低爆速低密度的炸药或选择分层装药等合理的装药结构，可有效的控制爆破振动危害。
（6）每次爆破作业采用TC-4850爆破测振仪进行爆破振动监测，根据监测数据调整爆破作业方式与孔网参数，指导现场施工作业。
3.2爆破飞散物控制
（1）施工过程中严格按照爆破设计进行孔网参数、钻孔角度、单孔装药量、堵塞长度、临空面最小抵抗线、爆破网路延期等爆破参数控制。
（2）调整爆破方向，减少爆破飞石等有害效应危害。
（3）爆破孔口防护，孔口采用成品橡胶飞石防护炮被进行覆盖防护，减少爆破飞石等有害效应危害。
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图2 成品橡胶飞石防护炮被孔口覆盖防护示意图
（4）加强爆破警戒等措施以确保施工安全。
4、结束语
针对复杂环境条件下采用高风压大孔径浅孔与中深孔爆破控制施工作业，确保了工程施工安全，避免了对邻爆破区建筑物造成损坏，节约了工程施工成本。本场平工程总爆破量约为160万m3，爆破区面积约20万m2，场平浅孔爆破工程量占总量10%左右，场平工程与土建施工同步交叉进行，爆破施工条件相对较困难，爆破安全隐患较大，通过对复杂环境条件下爆破控制施工作业，为整个场平石方爆破施工提供了理论依据与管理经验。
参考文献：
[1] 《爆破安全操作规程》 GB6722-2014
[2] 《爆破设计与施工》 中国工程爆破协会编（汪旭光主编）