石方爆破施工技术

摘要：在南水北调中线漳古段SG3标爆破施工中，为了避免石方爆破开挖超欠挖，保证渠道边坡平顺稳定，根据地质情况采用预裂爆破、梯段爆破。

关键词：南水北调渠道爆破

1工程地质

南水北调中线漳古段SG3标位于河北省永年县境内，渠道桩号：61+168～76+607和77+537～79+360，总长17.262km。

渠道桩号66+203～66+703段主要地层岩性上部为P2sh变质砂岩夹页岩，强～弱风化，厚度4.9～26.2m，产状：倾向NE68°∠56°；下部为δ 2 5闪长岩全风化揭露厚度36.0m。渠道桩号70+347～74+105段地层岩性表层为Q 3 3黄土状壤土厚度1.0～5.9m，下伏ν 2 5辉长岩全风化厚度8.6～31.0m、强风化揭露厚度25m。渠道桩号79+310～79+360段主要岩性上部为Q 1 2泥砾厚度5.0～13.0m，下伏P2sh泥岩、砂岩揭露厚度35m。

2爆破施工工艺流程

1、表层土清理：为了达到理想的爆破效果，对要施爆的岩石表面泥土或松动石碴必须在钻孔前作挖运清理。

2、测量布孔：根据施工方案的要求，施工现场用测量仪器将方案所编炮孔平面布置和钻孔深度准确测量出来，并用红色油漆将测定的每个炮孔的位置和深度标示出来。

3、钻孔：根据工程的实际情况，一般采用风动潜孔钻进行机械打孔，钻孔施工必须严格按施工方案中布孔位置和布孔类型来进行。

4、雷管安放：把经测定合格的雷管轻轻插入药卷内，将药卷稍加振动，使其密实，最后将药卷口封好，用脚线捆扎紧。将每个炮孔编号并记录单孔装药量。

5、装药、堵塞：炮孔装药必须由持证爆破作业人员来进行操作，各孔装药量和装药结构必须严格按照技术人员的技术交底来进行，同时要确保孔根长度、各药段长度、堵塞长度和堵塞质量。堵塞物一般采用粘性沙土，粘土与砂的重量比为3：1，加10~20%的水，搓成圆柱形炮泥，堵塞长度一般为最小抵抗线的1.3～1.5倍，炸药、炮泥装孔捣实宜用木制圆柱形炮棍来进行。

6、起爆网路：采用非电延期导爆管雷管连接网路。

7、起爆：当爆破工作面装药完毕并检测合格后，应报爆破总指挥复核并检查现场安全措施，确认无误后，由总指挥下令起爆。检查人员应在炮响后20分钟后方可进入爆破作业区。

3火工器材的选用

1、炸药：乳化炸药

2、起爆器材：瞬发电雷管、非电毫秒延期导爆管雷管、导爆索

4爆破施工方法

1、深孔梯段爆破

渠道开挖前利用山坡地形，掏V型槽创造第二个临空面，然后再进行深孔爆破。采用潜孔钻钻孔，孔径90mm，见下图所示。

布孔方式：采用梅花型布孔，装药结构：为连续不耦合装药。

起爆网络：孔内炸药用两发高段位导爆管雷管（毫秒级10段）起爆，孔外用3段毫秒级导爆管雷管接力起爆。

2、预裂爆破

永久边坡开挖采用预裂爆破，以保证边坡的稳定性和平整度。采用潜孔钻钻孔，孔径90mm。预裂爆破与一般石方开挖同时进行，并且比主爆孔提前50ms爆破，即预裂孔先响，主爆孔后响，时差为50ms。预裂爆破后，边坡开挖线上形成贯穿连续的裂缝，爆破岩体与保留岩体断开，使预裂面形成光滑稳定边坡。

装药结构：为间隔不耦合装药，不耦合系数ξ=90/32=2.8，另外底部加强装药。采用不耦合装药可以减轻作用于岩壁上的压力，以保护药包周围的岩体。如下图所示

起爆网络：孔内炸药及孔外连接均用导爆索相联，实现预裂孔同时起爆。当预裂孔规模大时，为了减轻预裂爆破过程中的震动影响，分段起爆。在同一时段内采用导爆索起爆，各段之间用2段毫秒级导爆管雷管间隔。

3、城镇控制爆破区施工

当爆区距离民房小于300米时，采用城镇控制爆破，根据《爆破安全规程》规定的爆破震动安全允许标准（见下表）确定房屋安全允许震速。为保证该爆破区村民的房屋财产和生命安全，通过爆破试验和爆破振动监测数据计算出地质条件系数和振动衰减系数（K、α值），爆破施工前通过爆破震动的计算确定单响最大药量。爆破最大单响药量的选择通过以下公式和参数进行：

V=K(Q1/3/R)a

式中：R---爆源中心到建筑物的距离，m；

Q---爆破的最大单响药量，kg；

V---被保护建筑物的质点允许振动速度，cm/s；

K---与地质条件有关的系数；

a---振动衰减系数。

各参数的具体取值要根据爆破震动测试数据回归计算来确定。

经爆破试验计算确定最大单响装药量：230kg。

爆破震动安全允许标准

序号 保护对象类别 安全允许震速（cm/s）

＜10Hz 10Hz～50Hz 0Hz～100Hz

1 土坯房、毛石房屋 0.5～1.0 0.7～1.2 1.1～1.5

2 一般砖房、非抗震

的大型砌块建筑物 2.0～2.5 2.3～2.8 2.7～3.0

3 钢筋混凝土结构房屋 3.0～4.0 3.5～4.5 4.2～5.0

5、爆破安全措施

（1）减少飞石的主要措施:保证填塞质量和堵塞长度，临近高压线的炮孔采取荆笆压盖，沙包压实的防护措施。在地形、地质变化明显的部位严格控制药量。

（2）加强对爆破材料使用的监管，对爆破材料的采购、点验入库、发放、现场使用以及每次爆破后，剩余材料退回火工器材库等进行全面监管和清点登记，防止爆破材料丢失。

（3）爆破前发出警戒信号。划定安全警戒距离，派专职警戒人员在安全距离外放警戒，警戒人员与爆破作业负责人通过对讲机联系，待所有人员全部撤离至安全区域后发起爆信号。放炮后20min；爆破安全检查人员方可进入现场进行检查。确认安全后，由爆破作业负责人通知报警房发出解除信号。

（4）放炮后，在确认无盲炮时，不小于20分钟，不能确认无盲炮时，必须不小于30分钟，爆破作业人员方可进入爆破作业点。

（5）放炮后进入工作面时首先检查有无盲炮等情况，如有不安全情况，及时处理后方可继续工作。

（6）加工起爆药包和炸药卷在安全地点进行，无关人员一律不得在场，加工数量不超过当班爆破作业需用量。

（7）加工药包、装药联线现场严禁烟火。

（8）装药前对炮眼进行清理和验收，装药时严禁使用铁质工具，装药完毕要用炮泥堵塞，操作要温和，不可用力过猛。

（9）爆破后，爆破员必须按规定的等待时间进入爆破地点，检查有无拒爆、危石、盲炮等现象，发现问题及时处理，未处理前在现场设立危险警戒或标志。每次处理盲炮由处理者填写登记卡片。盲炮未处理好之前，禁止在工作面进行其它作业。

（10）禁止用铁制掏勺掏出炮泥，掏炮泥时不得用力拉动起爆药包引线，严禁从炮眼中强力拔出雷管。

参考文献：

[1]DT/T 5135-2001. 水利水电工程爆破施工技术规范

[2]GB 6722-2003.爆破安全规程

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。