如何解决基坑爆破开挖中超深超爆问题

摘 要 本文介绍了基坑爆破开挖过程中如何控制基础底板爆破质量，采用大直径低爆高、加密孔网参数爆破方案，通过增加填塞高度，减少装药，加大底部药量，改善底部岩石的爆破效果，实现底板岩体完好、平整，标高一致。

关键词 基坑爆破开挖；大直径低爆高；减弱爆破；超深超爆

中图分类号TB41 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）101-0105-02

1概述

随着鲅鱼圈厂房、设备基础工程的相继开工，如何控制好爆破的深度、基坑尺寸尽可能地减少超深超爆问题，保证爆破质量，以致一次性达到基底标高就显得尤其重要。在07年的鲅鱼圈厚板、鲅鱼圈1580轧机、鲅鱼圈炼钢主厂房等基坑爆破作业时，由于当时追求工期进度，就疏忽了与土方项目部的协调及加强对钻机配置、钻孔质量、孔网参数的控制。比如厚板旋流井爆破作业时，因超深超爆引起的砼填充量为1000m3，按照200元/m3计算，则打填充砼的费用为20万元。这不仅影响了工期进度，而且给公司增加了成本费用。因此在施工中要必须控制爆破质量，不出现超深超爆等质量问题。

2工程概况

鲅鱼圈钢铁项目3.8m中厚板工程位于热轧大道北侧，东西两侧为开阔地带，北侧是86高地，爆区南侧保护建筑为1580热轧生产线，距爆区最近距离R东=50m。开挖中遇有岩石需爆破开挖，总长约888.46m，宽约246m，开挖深度在5m～8m，需要爆破岩石深度2m～5m。该地区以风化岩为主，个别区域为坚硬岩。开挖基础包括：主厂房、加热炉、粗轧跨、精轧跨、板坯跨、中转跨、高压水泵站、主电室、电器室、旋流井、平流沉淀池、浓缩池、过滤间、调节池、层流供水泵站、及公辅设施等。

技术要求：所有基坑底板爆破后质量要求高，底板岩体完好、平整，标高一致，不能凹凸不平。

3 施工方案的选择

由于基坑开挖面积大，深度较浅（一般小于5m），工期短，采用Φ40小孔径浅孔控制爆破难以保证工期按时完成，而且成本较高，飞石也难以控制。根据施工特点及我单位实际，除个别地方采用小直径浅孔爆破外，主要采用大直径低爆高、加密孔网参数爆破方案。主要目的增加填塞高度，减少装药，加大底部药量，改善底部岩石的爆破效果，同时要保持周边基岩的稳定，周边孔采用缓冲装药形式减弱爆破。直径一种Φ90，另一种Φ140。

爆破参数控制

1）孔径 d=140mm

梯段高度 H1=3.5～5m

超深 Δh=0.3～0.6m（根据试爆情况进行调整）

单孔药量Q= q*a*b*H=11～23 kg

2）炮孔直径d=90mm

梯段高度 H2=2.5～4.5m

超深 Δh=0.3～0.5m（根据试爆情况进行调整）

单孔药量 Q=q.a.b.H=3.6～11kg

3）缓冲孔

孔径 d=90mm

超深 h=1m（根据试爆情况进行调整）

药量减为正常装药孔的40%～60%

式中：V-地面质点峰值震动速度，cm/s

R-计算点到爆源中心的距离，m

K、α-与爆破点至计算点之间的地形地质条件有关的系数和衰减指数K=160 α=1.8

距离爆区中心50m外最大一段齐爆药量：

Qmax=503（5/160）3/1.8=387.5Kg

装药、填塞

浅眼采用φ32mm 2号岩石炸药装药，深孔采用2号岩石炸药和φ70mm、φ90mm乳化炸药装药，填塞材料选用：干孔用黄土或岩渣粘填塞，水孔用粗砂或碎石填塞，边填塞边捣实直至孔口，装药填塞工具采用木炮棍。

4 爆破施工

4.1施工前精心准备

根据工期要求和施工进度合理安排施工人员，选择经验丰富的操作手和性能良好的CM351钻机和Atlas836空压机，并配备充足的测量人员、空压机手维修工、后勤人员等。凡从事爆破作业的人员都必须经过培训，考试合格并持证上岗根据工程需要配备液压镐和反铲挖掘机等，配合施工现场进行修路和停放设备空压机，并在施工现场搭设简易的修理间，配备维修人员进行全天候服务。根据现场实际勘察，该区域岩石多为中风化岩，采用粉状乳化炸药和2#岩石改性炸药做为主要爆材，如遇水则改用乳化炸药。

4.2制定合理的施工方案

针对现场实际并结合以前的施工经验，我部采用如下施工方案：根据施工要求布置钻机。为了满足工期要求，进行二班作业，每台钻机由一名操作手和一名力工配合作业，钻机采用CM351和ROCD7钻机。对于边孔则采用小孔经ROCD7钻机进行钻孔，保证边坡稳定。由于基础开挖深度较浅，大部分都是一次性爆破，在进入施工现场钻孔前首先要为钻机作业创造有利条件，对于爆区的浮碴和活石，一定要清理干净运走，对于不能运走的大块可按设计的孔网参数进行堆放。用液压镐按钻机作业要求进行修路。修路的原则：大包修路、小包铲平，小于2.5米宽的小沟填平，保证钻机平稳作业。

为了控制超深超爆，对于钻孔的深度可根据岩石的发育情况、岩石的层理裂隙等合理控制超深和超爆方式。

4.3采用合理的起爆方案

确保爆破质量和周围构筑物人员安全。由于3.8米中厚板工程南侧有1580热轧厂房，为了确保建筑物和人员的安全，为解决施工工期同爆破安全之间的矛盾，我部采用“一次起爆，多段响炮”分段延期起爆技术，采用非电导爆管起爆系统。非电导爆管起爆系统较简便，受环境外来电威胁较小，孔内采用10段非电雷管，孔外采用3段非电雷管，孔内外相结合的延期起爆网络。通过计算最近建筑物所在地面的质点安全允许推动速度，来限定一次齐爆最大允许药量，保证了建筑将不受损害。同时根据试爆的具体情况，周密设计，合理布药，优化爆破方案和爆破参数，确保得到最佳的爆破效果，为控制底板超爆，特制定如下措施：

（1） 加强测量工作的管理力度，要求做到孔深误差必须符合规范要求，深度误差不大于±30cm，为了便于掌握孔深，在钻机滑架上标定刻度线；

（2） 尽可能按设计的孔排距进行钻孔。在实际钻孔中，受地形地质条件影响不能完全准确按设计的位置钻孔，为了保证爆破效果适当加密孔网参数，便于形成平整底板，同时按正方形布孔，保证孔位准确，炮孔均匀分布又保证边线齐整。孔位误差±30cm，不能轻易取消炮位，否则效果不好；

（3） 保证钻孔的精度。如果精度失控，至孔底的间排距就会加大，实际的w、a、b均失控，必然造成底板不平，大块增多；

（4） 采用多排孔微差爆破技术。微差起爆技术能为后起爆的药包提供新的自由面，减小岩石的夹制力和阻力，使爆渣有了一定的水平位移，因而爆渣的松散度较好，便于清运；微差爆破能使前后起爆药包的应力波叠加，使岩石进一步破碎；微差爆破能使爆渣在移动过程中相互碰撞，使已经产生微小裂隙的岩块进一步解体破碎，保证了爆破效果良好。

在3.8m中厚板工程基坑爆破开挖施工中，我们制定了安全领导小组机构及职责、出入施工现场规则、警戒职责、钻孔安全技术规则、炸药装填安全技术测量工作规则、联线工艺要求、爆材看管细则等。爆破后，认真对现场进行安全检查，及时发现和清除事故隐患，确认安全后，方可解除警戒。

5 建立质量保证机构和确定质量控制程序

为了确保3.8m中厚板工程基坑爆破工程质量，不出现超深超爆，建立了质量保证体系，项目经理任组长，技术负责人为副组长，带班组长和测量人员为组员的工程质量领导小组，开展施工过程质量监督检查。为保证爆破质量，爆破后底板平整，特制定了质量规划，指导监督、检查和处理施工中存在的问题；同时定期召开质量会议，检查评比，决定奖惩，小组成员按质量目标分解具体项目，各司其职，各负其责，切实做到分工负责，层层把关，确保工程质量处于受控状态。

为了保证3.8m中厚板工程基坑爆破不出现超深超爆，得到良好的爆破效果，项目部特制定质量保证措施：

1） 施工过程中严把“三关”。一是严把图纸关；二是严把测量关；三是严把试验关；

2）切实抓好施工全过程质量控制。开工前组织技术人员、管理人员熟悉爆破设计的内容及相关施工规范。施工过程中制定施工细节和质量的检查与控制办法、确保爆破一次成功；

3） 严格按验收标准施工，进行层层技术交底，施工中出现问题及时同土方队、甲方及设计单位沟通，研究处理方案；

4）根据试爆的结果和爆破后的效果调整爆破工艺和参数，保证工程安全。

6结论

鲅鱼圈钢铁项目3.8米中厚板工程基坑爆破采用大直径低爆高、加密孔网参数、减弱爆破方案取得了满意的效果，爆破后不仅大块率低，方便机械挖运，爆破飞石及振动得到有效控制，保证了基坑底板质量，未出现超深超爆现象，按时完成施工任务，得到业主及监理的好评。

参考文献

[1]汪旭光.爆破手册[M].北京：冶金工业出版社，2010，10.

[2]刘殿中.工程爆破实用手册[M].北京：冶金工业出版社，1999，3.

[3]林琪伟.深孔爆破震动对城市环境的危害及控制技术[J].爆破，2003（S1）.