孤石爆破飞石原因分析及安全技术措施

摘 要：爆破飞石破坏作用会对建筑物和人员会造成严重的危害，因此，爆破安全至关重要，必须在技术与施工中采取有效的预防与防护措施。本文结合施工案例，分析了孤石爆破的特点与危害，探讨了孤石爆破拆除过程中安全技术措施的控制，以期为相关的爆破工作提供有益的参考与借鉴，保障施工过程的安全。

关键词：爆破；飞石破坏；安全技术措施

爆破是一种巨大能量瞬态对介质的作用过程，在爆破工程中，炸药的能量除一部分做有用功外，其余部分能量所产生的效应是无用的，甚至是有害的，爆破飞石就是爆破破坏作用之一。当前，综合减灾大安全的观念越来越被重视，这对拆除爆破的安全性提出了更高的要

求。因此，要确保爆破设计的科学合理性，采取措施控制爆破施工爆破飞石，确保在复杂地形环境条件下孤石爆破的安全实施，以取得较好的经济效益和社会效益。

1 孤石爆破的特点

孤石爆破具体以下特点：

1）多使用浅孔爆破，破碎效果一般只要求震裂、震破，不要求破碎成小块度。

2）与大量土石方爆破不同，孤石爆破的方量很少，一般是单孔或几个炮孔起爆。达到爆破效果实际需要的装药量也较少，因此在施工过程中，如装药药量把握不准，将会造成实际炸药单耗的明显变化，达不到预期效果或能量过多，产生飞石。

3）孤石一般临空面较多，爆破法破碎过程中可充分考虑临空面，合理设计孔网参数。

4）孤石外形不规则，需根据其外形特征合理布孔、改善装药结构、调整装药量等。由于其形状、结构面的影响，设计、施工人员很难把握实际最小抵抗线的大小和方向。

5）部分孤石在前期的机械开挖或爆破过程中，可能受到破坏，存在一定的裂隙，导致孤石力学性质的变化。

2 孤石爆破危害

爆破产生的危害主要有振动、冲击波、噪声、个别飞散物、有害气体等。孤石爆破一般情况下一次起爆用量较少，振动、冲击波等产生的危害一般都在允许范围内。但在个别飞散物控制方面，如对孤石岩性、外形等了解不够清楚，或者设计、操作不当，就很容易产生飞石。因此，在孤石爆破危害效应中，飞石是易产生又难于控制的。孤石爆破飞石产生的主要原因有：

1）堵塞长度不够或堵塞质量差；

2）炸药单耗偏大，当岩石破碎后剩余的爆炸能量就会使破碎的介质获得动能产生抛掷，出现飞石，剩余的能量越多，飞散就越严重。

3）岩石结构复杂、不均匀等；

4）受外形不规则影响，未把握真正的最小抵抗线；

5）整体装药量或炸药单耗达到岩石破碎的要求，但装药结构不合理，在局部位置（如最小抵抗线、节理、裂隙处等）药量过大，导致该区域存在过多的剩余能量。

6）设计的孔网参数不合理，依工程经验，孔网面积和孔径越大，越容易产生飞石。

3 孤石爆破安全技术措施

1）利用机械尽可能清除孤石表面的泥土等覆盖物，以便于了解孤石的形状、岩性等，避免因无法完全了解孤石状况而造成事故或是达不到爆破要求的效果。

2）尽量均匀布孔，使炸药均匀分布于孤石内部；

3）合理设置钻孔深度、超深。孔深一般为大块厚度的1/2～1/3，保证孔深等于或大于最小抵抗线方向。如果钻孔过深，可能造成孔底至孤石底部的抵抗线过小，炸药爆炸后，大部分能量从底部泄漏出去，因而达不到爆破需要的效果。若钻孔过浅，一是可能达不到爆破的效果，导致需要再次钻孔施工，二是可能装药量过多，填塞长度不够，产生飞石。

4）使用小孔径，加大孔网密度。多打眼，少装药，使药量均匀分布于岩体内，更容易控制爆破效果。

5）严格控制装药量。设计和施工人员要有足够的安全意识，装药过程中不可过分追求爆破效果，

爆破药量满足将岩石裂开，配合机械破碎即可。

6）充分利用临空面，合理设计最小抵抗线方向。最小抵抗线是主抛方向，可利用这点使飞石避开被保护的对象。

7）保证填塞长度和填塞质量。填塞质量好可使炸药爆炸完全，充分利用其能量改善爆破效果，避免孔口冲出的飞石。

4 工程实例

4.1 工程概况

某边坡开挖中遇到孤石群，使用破碎锤施工，效率较低，综合考虑，确定使用爆破法将岩石震裂，配合机械清运。该孤石为石灰石，普氏系数f=8～10，形状极不规则，方量约为30m3，节理裂隙不发育，底部与基岩相连，孤石上方有10kV高压线通过，G210国道紧邻爆区，距爆区约20m，G210国道旁的三合中学距爆区80m，环境复杂，爆破区环境示意图和现场孤石状况图分别见图1、图2。

图1 爆破区环境示意图

图2 孤石状况图

4.2 爆破设计

4.2.1 炸药选择

采用2号岩石乳化炸药，药卷密度ρ=0.95～1.30g/cm3，爆速D≥3.2×103m/s，猛度≥12mm，药卷直径d0=32mm，质量为300g，长320mm。

4.2.2 孔网参数

现场使用7655型气腿式凿岩机钻孔，孔径D=40mm。孔深根据孤石形状确定，超深取0.2m，确保一次爆破到位。实际施工后，孔深最深3m，最浅0.6m，共71个孔。最小抵抗线取0.5m，大块孤石孔距0.6m，排拒0.5m，根据孤石形状和钻孔条件适当调整。周边小块孤石在孤石中心处钻孔。

4.2.3 炸药单耗

根据工程经验，炸药单耗取0.2kg/m3，药量计算采用体积公式计算。

4.2.4 装药结构

孔深低于1m的，采用连续装药，如孤石形状限制，使最小抵抗线较小的，适当分层；孔深超过1m的，根据孔深和抵抗线，分2～3层；并根据孤石抵抗线状况，调整各层药量，均保证0.5m的填塞。

4.2.5 起爆网络

孔内使用MS7导爆管雷管引爆炸药，孔外使用MS3导爆管雷管连接，单孔连接，逐孔起爆。

4.3 施工及防护要求

因现场防护网数量限制，沿大孤石走向，每次起爆约8个炮孔，多次起爆。装药过程中，前轮起爆必将会对后面未装药的炮孔产生影响，对于严重拉裂、破坏的炮孔，应舍弃。采用沙子认真填塞每一炮孔。每一炮孔上覆盖2～3床橡胶轮胎编织的防护网，在最小抵抗线方向等飞石易产生、飞出的区域内增加防护，并将覆盖过程中散落在防护网上的个别飞散物清理干净。起爆时安排人员警戒，并对G210国道进行交通管制。

4.4 爆破效果

起爆后，孤石基本被拉裂，块度合适，易于清运，无需二次爆破施工，爆破噪音小，无飞石。

5 结束语

总之，在处理孤石中得到广泛应用的爆破法是一项危险性极高的工作，任何失误和不足的都可能造成人身的安全和物体的重大损坏，而爆破飞石是工程爆破产生的主要危害之一。所以，分析爆破飞石事故发生的原因，制定出相应确保安全爆破的设计，提出相应的安全技术措施，对爆破高效、经济、安全具有十分重要的现实意义。

参考文献：

[1]顾金荣.公路施工中爆破施工安全防护控制措施探讨[J].广东科技.2013（08）

[2]具书宇；冯海鹏；王泽刚.土石方工程中防止爆破飞石控制的技术措施[J].山西建筑.2012（27）