中深孔爆破技术在导航墙拆除爆破中的应用

【摘 要】在富春江船闸扩建改造工程中，采用中深孔爆破拆除混凝土导航墙。并介绍了中深孔爆破参数及工艺，对爆破效果进行了观察。通过实际应用认为中深孔爆破技术在混凝土构筑物爆破拆除中具有一定优势。

【关键词】中深孔；爆破；混凝土构筑物

1 工程概况

1.1 工程环境

富春江水电站开始修建于20世纪60年代初，因原来老船闸不能满足过闸量需求，对船闸进行扩建改造，下游老导航墙需进行爆破拆除。下游老导航墙距南面老船闸的最短距离不小于10m，距南面富春江水电站大坝约40m，距东侧右岸S020省道60m左右，西侧距发电厂房300m以上，北侧无需要保护的目标，周围环境情况如图1所示。

1.2 工程结构

老导航墙基础宽约6m、厚度约3.0m、长约200m，配筋极少，可视为素混凝土结构。

2 爆破方案

根据水泥混凝土导航墙的结构特点、周围环境及工程要求，以及类似工程经验[1-2]，确定采用微差中深孔控制爆破技术分多次将老导航墙爆破拆除。

鉴于下游老导航墙等混凝土构筑物与老船闸下闸首连为一体，为保证老船闸的绝对安全，拟采用以下拆除方案：

（1）靠近老船闸下闸首的混凝土结构，距离保留的老船闸边线50cm厚砼采用风镐剔除；

（2）自保留的老船闸边线0.5m～15m的下游老导航墙一段，采用液压破碎器拆除；

（3）距保留的老船闸边线15m以外的下游老导航墙，其基础上部全部采用液压破碎器拆除；老导航墙基础采用控制爆破拆除。

3 爆破设计

老导航墙基础宽约6m、厚度约3.0m、长约200m，配筋极少，可视为素混凝土结构，采用不耦合结构的微量装药中深孔松动爆破拆除。

3.1 主要爆破参数

（1）台阶高度：H=3m

（2）孔径：D=76mm

（3）最小抵抗线：W=2m

（4）钻孔深度：L=2.5 m

（5）超深： l=0.5 m

（6）孔深：H=L+l=3m

（7）孔距：a=1.2W=2.4m，取2.5 m

（8）排距：b=0.8a=2m

（9）炸药单耗：q=0.2kg/m3

（10）单孔药量：Q1=qabH=0.2×2.5×2×3.0=3kg

（11）填塞长度：LT≥2m

3.2 药孔布置及装药结构

药孔采用垂孔，梅花孔布置见图2；装药结构见图3；

3.3 起爆网路设计

根据爆破特点，结合装药量大以及周边环境复杂的特点，采用逐孔孔外接力起爆方式，孔内采用高段非电导爆管雷管（MS-10，延时380 ms），孔外采用低段非电导爆管雷管（MS-3，延时50ms），第一次爆破14孔，爆破长度19.5m，见图4。

第二次及以后起爆可采用双孔或多孔一响，直至采用逐排起爆（考虑到坝基础帷幕的安全，根据浙江省交通规划设计研究院《富春江船闸扩建改造工程施工图》给出的要求，需控制最大一段起爆药量Qmax≤390kg），第一排（河道一侧）孔内采用MS-2段非电导爆管雷管，第二排（右岸S020一侧）孔内采用MS-3段非电导爆管雷管，四通连接（见图5）。

图4 老船闸下闸首一端爆破起爆网络图

4 爆破安全

4.1 爆破地震波

老导航墙基础爆破主要应考虑的爆破危害效应主要有爆破地震波和爆破飞石，根据经验，爆破冲击波和爆破噪音影响距离不会超过10m，因此，本次爆破主要考虑爆破地震波和爆破飞石。

对于爆破飞石，则主要考虑15m处的老船闸、下闸首的框架结构厂房及东侧右岸S020省道的影响问题。

最大一段起爆药量可根据《爆破安全规程》（GB6722-2003）[3]推荐的计算公式计算。即由下式可求得最大单段药量Qmax：

因本次靠近老船闸下闸首一端（南侧）采用逐孔起爆，再向外根据允许的最大单响药量采用双孔或多孔一响，直至可以采用逐排起爆，但爆破时要根据爆点到灌溉渠的实际距离计算一次起爆的药量并按照此药量严格控制最大单响药量就不会对上述被保护目标造成任何影响。

4.2 爆破飞石

根据英国Lundborg的统计规律，结合我单位数十年爆破工程实践经验，药孔爆破产生的个别飞石最大距离可由下式确定[4]：

Rmax=Kf ・q・D

式中，Rmax―个别飞石最大距离，m；k―与爆破方式、填塞长度、地质和地形条件有关的系数，台阶爆破垂孔孔：a=1.0～1.5；台阶爆破水平孔：f=1.5～2.5；q―炸药单耗，kg/m3；D―药孔直径，mm。

本次爆破，D=76mm，炸药单耗q=0.2kg/m3，取最大值f=1.5，计算得Rmax=22.8m。

第一次爆破靠近老船闸一端的炮孔用沙袋覆盖，则可确保飞石不会伤及被保护目标。

5 爆破效果

第一次起爆后，老导航墙基础拆除方量为360m3，总计钻孔14个，用药量72kg，附近老船闸测震速Vm=1.506cm/s，富春江水电站大坝处Vm=0.757cm/s，东侧右岸S020省道Vm=0.332cm/s，西侧发电厂房未触发测振仪，爆破无飞石。本次爆破作业充分发挥了中深孔爆破的优势，进行了一次成功的尝试满足了业主对工期、质量的要求，达到了安全、环保、经济的目标。而且工期较浅孔爆破节省一半以上，较镐头机去处工期节省2/3以上，费用更不及其1/10。既保证了周边构筑物的安全，又能加快爆破作业进度，可见中深孔爆破技术在混凝土构筑物爆破拆除中能节约成本，保证爆破质量和安全方面能具有一定的优势。

【参考文献】

[1]程康，孙亚飞，李潮雄，等.复杂环境下钢筋混凝土双曲拱桥爆破拆除[J].爆破，2008，25（3）.

[2]王彦春，魏东.大孔径炮孔控制爆破开挖基坑[J].工程爆破，2006，12（1）.

[3]GB6722-2003 爆破安全规程[S].

[4]刘殿中.工程爆破实用手册[M].北京：冶金工业出版社，1999.