对某市开发区场地平整工程爆破施工技术的探析

摘要：本文是作者结合自己多年的工作经验，以及具体工程案例分析，主要针对案例中的爆破施工技术做出了简要探讨和研究，以供参考。

关键词：场地平整工程；爆破；施工技术；安全

1工程概况

本工程是某市开发区内的场地平整工程，该工程主要为土石方爆破，位于某市开发区内，施工地域东面为小隐村，距工地边缘约300米 ，南面距路边约150米，路南侧无建筑物；西面距爆破施工场地边缘约100米，在施工场地边缘有一条南北走向的高压输电线路；北面距路边约200米。总面积约700亩。本工程按平整设计要求计划土石方爆破量约为130万立方。

2工程难点、特点

爆破施工专业性强，危险性高，关系到本工程的安全和质量，因此，要对爆破方案做科学、详细的设计，根据不同的开挖位置和施工要求，采取相应的爆破方案。

（1）工程量大，工期紧

本工程的土石方爆破量约130万方，要求在12个月内完成，工程量大和工期紧的矛盾将极为突出。

（2）工程规模大，专业性强，施工组织难度大

工程高峰期将有40多辆大型机械设备同时在场内施工，且分有测量、爆破、筑路、挖运等多项专业施工项目协作施工，使施工的组织难度加大。

（3）施工期间气候条件复杂，对施工作业影响大

该地区的夏季气温高，雨季水量大，都对施工造成不利的影响。

（4）施工作业面大，利于多项工程同时开展

施工区范围广，各分项工程分布较开，同时地势相对平缓，有利于多区域同时展开施工。

3爆破方案选择

根据不同的爆破要求确定本工程石方爆破作业方法如下：

3.1工程测量

由业主会同施工方对设计范围内的石方量进行测量，为后续施工、计量等提供原始依据。施工方根据业主批准的施工组织设计，在现场标定出爆破作业范围，并在该范围内按设计要求精确布置炮孔位置和孔深。

3.2爆破方法

以中深孔微差松动爆破为主，浅孔爆破为辅。

设土方剥离后原岩山体的地形高差（以底板标高为参考点）为H，不同高差条件下拟采用如下不同的爆破方法：

1）H>3.0m时,采用中深孔爆破法。；

2）H≤3.0m时,采用浅孔爆破法。

3）对于爆破后的大块，及时采用爆破法、机械法（大型液压破碎锤破碎）进行二次破碎，以便于机械挖运和平整。

4中深孔爆破技术

4.1设计原则

（1）爆后岩石的破碎质量高，其块度便于挖运，无根底，爆堆集中并具有一定的松散度，能满足挖装设备高效率装运的要求。

（2）降低爆破带来的有害效应，减少后冲、后裂和侧裂，降低爆破震动、噪声、冲击波和飞石的危害。

4.2台阶布置

该施工场地内现有的土石方最高处的比高为35m，按深孔爆破台阶高度为10-15m设计，将该施工场地划分为三个爆破台阶。施工遵循自上而下、多点作业的方式进行。

4.3施工方法

施工方法按三个台阶的设计进行中深孔爆破。先在施工场地南侧中部开始施工，由南向北开挖出宽30-40m的作业平台，然后以该平台为中心分别向东西两侧逐步开采，按此方法继续沿展开方向施工，扩大作业平台。根据施工情况，在整个场地内逐步形成4-5个作业区域，实施多点同步施工，提高施工进度。

4.4爆破参数

根据岩石性质和工程要求，为获得良好的爆破效果，须合理地确定布孔方式、孔网参数、装药结构、装填长度、起爆方法、起爆顺序和单位炸药消耗量等参数。

(1) 钻孔形式

采用多排孔布置形式，各排炮孔的钻孔方向基本保持平行。钻孔形式采用倾斜孔和垂直孔两种。一般情况下采用倾斜孔，通常情况下，炮孔倾角=75°。

图1炮孔布置图

(2) 布孔方式

布孔方式采用多排矩形及三角形（或称梅花形）两种。

图2炮孔布置平面示意图

(3) 台阶高度（H）

在钻孔机械条件许可时，施工中尽可能采用较大的台阶高度，以便减少循环次数，利于开挖效率的提高。依据铲装设备能力和作业条件，参照地形特点和安全要求，台阶高度取10-15m。

(4) 孔径（D）

露天深孔爆破中，一般选用孔径D≥90mm的炮孔。本次爆破依据钻机性能、台阶高度和地质条件，钻孔孔径取115mm。

(5) 装药直径（d）

装药直径与装药结构有关。当采用全段药卷装药时，药径应比炮孔直径小15～20mm，以便能保证药卷顺利地装入孔内；若选用粉状散装炸药，则药径等于孔径，即d=D。

(6) 孔深L与超钻深度（h1）

孔深由台阶高度和超深确定，孔深L与台阶高度H、超钻深度h1的关系由下式表示，即

式中：为炮孔倾角。

深孔梯段爆破要有超钻深度h1，是因为爆破中开挖底面往往达不到孔底高程。超深值主要由岩石的坚固程度 、地质条件、台阶高度及孔径等因素决定。可按照下列几个公式比较确定：

，，

(7) 填塞长度（L2）与装药长度（L1）

在一般情况下，装药长度与填塞长度之和等于炮孔深度，即L=L1+L2。当采用空气层装药结构时，即在装药段与孔口填塞段之间留有一段空气层，其长度用La表示，则有如下关系式，即： L=L1+L2+La

孔口填塞长度是一个比较重要的参数。足够的堵塞长度和良好的堵塞质量，有利于改善爆破效果和减少爆破飞石的距离。

若选值过大，则使单孔装药量减少，且当岩石坚硬完整时，会产生大块岩石；若选值过小则产生冲炮，不仅浪费了炸药能量，而且会产生较多的远距离飞石。合适的填塞长度L2与炮孔最小抵抗线长度W有关。一般取值范围由下式表示，即：L2=（0.7~1.0）W

(8) 单孔药量（Q）

在梯段爆破中，单孔药量由下式确定，即： （kg）

式中：Q―单孔药量，kg；d―装药直径，m；L1―装药长度，全段装药时，L1=L-L2；空气层装药时，L1=L-L2-La，其中L为孔深，L2为填塞长度，La为空气层长度，0―装药密度，kg/m3。

4.5装药结构

根据不同的孔径、药孔参数和块度要求，采用以下几种形式的装药结构：

（1）全段药卷装药结构

装药为药卷时，一般药孔均采用此种装药结构。为了能将药卷顺利放入炮孔，药卷直径应比炮孔直径小10～20mm。

（2）全段散装装药结构

当采用散装炸药时，采用全段散装装药结构。按设计药量倒入孔内，散药中埋入起爆药包或起爆药柱，最后将孔口填塞好即可。

图3各种装药结构形式

4.6起爆网络

当采用微差起爆网路段数在10段以下时，采用孔内非电毫秒雷管延时网路；当段数更多时，采用毫秒非电雷管孔外接力起爆网路。本次爆破的起爆顺序拟采用以下几种：

①排间顺序起爆

当要求爆破块度较大时，采用分排依次齐爆的顺序起爆，一次齐爆的孔数3-4孔。

图4微差起爆顺序

②对角线起爆与V型起爆

当要求爆破块度较小且爆堆比较集中时，采用对角线起爆，一次齐爆的孔数控制在3个之内。

图5对角线微差起爆顺序

5预裂爆破技术设计

炸药在炮孔内爆炸时，产生强大的冲击波和高压气体并猛烈地冲击炮孔四周的岩体，使得周围的岩体破碎或开裂。当在有限的轮廓范围内进行开挖爆破时，一方面要求爆破开挖的边界尽量与设计的轮廓线相符合，不要出现超挖或欠挖，同时要求开挖边界上的岩体能尽量保持完整无损。预裂爆破就是为达到上述目标而采用的一种爆破技术。即在正式开挖之前和爆破工作面形成之后，利用不偶合装药，预先沿设计的轮廓线爆破出一条具有一定宽度的裂缝，以保护保留区的岩体，并起到降低地震效应的作用。其优点主要表现在：

（1）可以减少超、欠挖量，节省工程投资；

（2）开挖面（预裂面）光洁平整，有利于后期作业；

（3）对保留的岩体的破坏影响小，有利于边坡的稳定；

（4）由于预裂缝的存在，可以放宽对主爆区爆破规模的限制，提高工效；

（5）起到降低地震效应的作用。

5.1炮孔布置以及装药结构

根据岩性完整的情况，在离开设计边线5～30cm的位置，平行于设计边坡线钻预裂孔，其余地方布设破碎孔。离开设计边线距离可以根据情况进行调整。

图6炮孔布置示意图

图7预裂爆破装药结构示意图

5.2起爆网络

预裂孔采用导爆索网络，其余孔采用非电导爆管起爆网路。为达到改善爆破效果与降低振动效应，结合实践经验，微差间隔不小于25ms。起爆顺序为预裂孔――主爆孔――辅助孔。整个复合网络采用电雷管起爆。

图8起爆网络示意图

6爆破施工安全管理

为确保爆破施工安全、顺利地进行，我单位将严格遵守国家颁发的《爆破安全规程》、《民用爆炸物品安全管理条例》和地方公安机关的有关规定，并采取以下相应的安全管理和技术措施。

6.1爆破器材安全管理措施

根据《爆破安全规程》和当地公安机关的有关规定，切实做好对爆破器材的购买、运输、储存、保管等方面的管理工作。临时器材库（炸药库、雷管库）的设立应经公安机关认可后指定搭建，并建立严格的出入库登记制度，专人专管。成立专门安全保卫小组，确保器材库的安全。同时加强对爆破器材的检验，严禁不合格的爆破器材进入施工现场。

6.2爆破操作安全措施

（1）制定爆破施工安全管理细则和火工用品管理规定，并贯彻执行。

（2）根据设计要求和现场条件，进行爆破设计，并报有关部门审核批准，从技术上保证爆破方案的安全可靠性。

（3）火工用品的贮存按有关规定执行，并报有关部门批准。建立严格的入库领用制度，严禁多发乱发，爆破员持证上岗，严禁无证作业。

（4）药包制作时，在指定场所进行，不准超出指定范围，制作和装填过程中严禁无关人员入内。

（5）线路联结时，按规定操作，防止联错、漏接，保证可靠起爆。

（6）爆破必须严格执行警戒制度，设立明显的警戒标志，安全警戒人员和作业人员必须佩带安全帽或袖标；做好爆破时的安全警戒工作。

（7）爆破完毕，经安全检查无误后，方可撤除警戒，恢复施工。

6.3爆破震动危害预防技术措施

（1）采用微差起爆技术，控制每段齐爆药量（小于保护附近民房允许的最佳值）以降低爆破震动。

（2）采用低爆速炸药，减少爆破对底板的破坏。

（3）保护层开挖采用浅眼爆破，并采取合理微差间隔和装药结构。

（4）在主体爆破实施之前，先用预裂爆破技术开挖预裂缝降震。

6.4爆破飞石预防技术措施

（1）根据施爆点的地质条件，合理确定炸药的单耗，严格控制药量。

（2）设计合理的起爆序列和最佳延期时间，以尽量减少爆破飞石。

（3）炮孔堵塞时严禁堵塞物中夹杂碎石。

（4）根据现场试验结果，正确确定炮孔参数。装药前要认真复核孔距、排距、孔深、最小抵抗线等，如有不符合要求的现象，应根据实测资料及时采取补救措施或修改装药量，严禁多装药。

（5）在满足工程要求的前提下，尽量减小爆破作用指数，并选用最佳的最小抵抗线。

6.5盲炮预防技术措施

（1）装药前应吹净炮孔。

（2）密实装药。

（3）严格检验起爆器材。

（4）合理布置起爆网络。

6.6盲炮处理方法

在爆破后，若发现盲炮或怀疑有盲炮，应立即报告并及时处理。若不能及时处理，应在附近设明显标志，并采取相应的安全措施。处理盲炮时，须派有经验的爆破人员处理，其他无关人员不准在场，并在危险区边界设警戒，区内禁止其他作业。

6.6.1浅眼爆破盲炮处理方法

(1)经检查确认炮孔中的起爆线路完好时，可重新起爆。

(2)打平行眼装药爆破，平行眼距盲炮药柱边缘不得小于0.5m，为确定平行炮孔的方向，须从盲炮孔口起取出长度不超过20cm的堵塞物。

(3)用木制、竹制或其他不发生火星的材料制成的工具，轻轻地将炮眼内大部分堵塞物掏出，用聚能药包诱爆。

(4)在安全距离外用远距离操纵的风水喷管吹出盲炮堵塞物及炸药但必须采取措施回收雷管。

6.6.2深孔爆破盲炮处理方法

(1)爆破网路未受损坏且最小抵抗线无变化者，可重新联线起爆；否则，应验算安全距离，并加大警戒范围后，再联线起爆。

(2)在距盲炮口一定距离处另打平行孔装药起爆。

(3)若所用炸药为非抗水硝铵类炸药且孔壁完好时，可取出部分堵塞物，向孔内灌水使之失效，然后作进一步处理。

结语：

本工程在 “四无一杜绝一创建”的安全管理模式下按照工期进度正常进行（“四无”：无工伤死亡事故，无重大机械设备事故，无交通死亡事故，无火灾事故；“一杜绝”：杜绝重伤事故；“一创建”：创建安全文明工程）。贯彻“安全为了生产，生产必须安全”的宗旨，坚持“以人为本”的原则，做到思想保证、组织保证、技术保证、措施保证，确保人员、设备及工程安全。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。