紧邻村庄居民住房的石方爆破工程实践

高可帅　宋瑞富

（青岛海防工程局　山东　青岛　266031）

紧邻村庄居民住房的石方爆破工程实践

高可帅宋瑞富

（青岛海防工程局山东青岛266031）

在青岛市某岸线整理工程中，爆破采石场紧邻周边村庄，环境复杂，通过精细的设计、必要的技术手段和施工组织措施，成功的进行了数10次的爆破施工，保证了开挖岩体周围紧邻的民房安全，加快了施工进度，达到了较好的爆破效果。

民房；石方爆破；预裂爆破

1　概况

青岛市某岸线整理工程位于青岛市滨海大道附近，根据规划需要，需要对某村庄附近料场进行开挖。待开挖的料场面积2万m2，高差30m，地面以上开挖高度10m，地面下开挖深度20m。本次讨论料场西侧民房周围的浅孔爆破孔深控制在1.5m之内，待开挖的基础岩石为自东向西呈下坡状，两处山坡岩石为坚硬花岗岩，硬度系数约为12。挖装主要使用小型挖掘机清渣配合人工清渣，爆后石料要求块度不大于30cm，否则无法进行装车。为达到上述目的，采取了相应的技术措施。

本次爆破施工主要难度在于距离被保护的目标太近，特别是部分民房为土坯房，最近距离30m，院墙上已有明显裂痕，同时还需要保证爆破后未爆破区域岩石稳定，围墙稳固，就要求在施工中不仅要控制飞石距离，还要严格控制爆破时的地震效应强度。

2　爆破设计

为保证周围环境安全，确保周围建筑、设施、居民不被干扰和影响，计划采用手风钻打浅孔小药量装药爆破的施工技术，对爆破震动和飞石进行控制，同时保证良好的爆破效果。

2.1岩体浅孔爆破方案

（1）方案设计原则

使用手风钻进行浅孔爆破具有装药分布均匀，岩石破碎充分，不易产生飞石，便于人工清运等优点。设计原则是：采用小间距、小比药量布药原则，使爆破能量均匀分布，采用松动爆破，加以有效的防护措施，避免产生飞石，降低噪声，确保周围环境安全。

（2）参数设计

孔距：a=1.0m；

排距：b=0.8m；

设计开挖深度：一般H=1.5m；

超深：△H=0.1～0.2m；

孔深：l=H+△H=1.6～1.7m；

孔径：d=32mm；

单耗根据现场岩体实际情况取系数K=0.35～0.4kg/m3；

单孔装药量：C=KabH=0.35×1×0.8×1.5=0.4kg；

装药结构：孔内连续装药结构，底部起爆；

堵塞长度：L′=25～30d=0.95～1.1m，取1m，孔内用石渣、石粉密实填塞。

2.2边坡预裂爆破参数设计

（1）方案设计原则

为了保护边坡及降低爆破振动对周边民房的影响，在设计边坡处采用预裂爆破技术进行开采。根据设计图纸，边坡东西宽为200m，平均高度1.5m，边坡角平均60°。预裂爆破钻孔采用孔径φ40mm的手风钻机，炸药药卷直径选用为φ32mm。

（2）预裂爆破参数设计

孔径：d=76mm；

孔间距：a=（8～12）×d=0.4m；

坡角：60°；

预裂孔深：孔底与前排主炮孔在同一高度，经计算取=1.8m；

根据浅孔爆破的岩石具体情况取线装药密度系数K=0.1kg/m；

单孔装药量：C=175g（不含导爆索药量）；

装药结构：为降低爆破振动及噪声，使用不耦合装药结构，导爆索串连药卷的装药方式，导爆索长度取l=2m，孔内药包设置为底部一个50g药包，上部4～5个25g的药包均匀设置，使用2段非电导爆管雷管起爆导爆索；

孔口0.3m处使用报纸捣填，上部用石渣、石粉密实填塞。

2.3起爆网路

（1）起爆方式：采用非电起爆网络引爆。根据爆破监测单位对爆破振动的控制要求，单响孔数不超过5个，基本将单次齐爆药量控制在2kg之内。

（2）单次爆破装药排数控制在三排之内，排间延时50ms。

（3）孔外使用四通连接导爆管。

（4）为克服杂散电流，用激发针起爆导爆管的方式起爆整个爆破网络。

2.4个别孤石爆破破碎参数设计

炮眼法破碎大块孤石时，打眼的深度根据孤石的厚度决定，根据经验，孤石厚度小于1m的石块炮眼深为厚度的1/3，厚度1～2m眼深为厚度的1/2，如图1所示。

图1　用炮眼法破碎孤石

在大块岩石上钻的炮眼位置和深度要仔细地计算出来，只要任一方向上的抵抗线过小，就会出现石块的大部分未能裂开的不良结果，开眼位置要适应大块的形状，如果大块很大，可能需要几个炮眼，以便能够均匀地分配装药量。在一块岩石上的数个炮眼，应使用同段雷管同时起爆，而且炮眼中的装药应用砂或钻粉与黏土做成的炮泥充分堵塞，个别环境下还需要充分地加以覆盖。表1列出了不允许产生飞石的大块岩石炮孔法爆破装药量。

表1　大块石装药量表

3　安全防护措施

3.1防止个别飞石和消除噪声措施

由于施工环境对爆破安全要求非常严格，故本次施工采取加强防护措施：合理安排爆破自由面，对爆破岩体使用预制铁丝网进行覆盖，铁丝网用铁丝固定到未开挖岩体处的钢钎上，在铁丝网上面加盖一层炮被和草帘，防止爆破飞石，并有效降低爆破振动和噪声，见图2。

图2　预裂爆破装药示意图

3.2爆破震动校核

爆破产生的震动对周围的影响采用质点垂直震动速度来衡量，其计算公式如下：

Q段=R3·（V/K）3/α

式中：V-质点垂直震动速度，cm/s；R-爆破中心至被保护目标的距离，此取30m；K-与地质因素有关的系数，取150；a-与爆破条件有关的衰减指数，取1.8。

经计算，Q可取2kg，本工程单孔药量为400g，起爆孔数控制在五孔之内可保证振动安全，实际施工过程中爆破振速最高一次的峰值振速为1.3mm/s。

3.3爆破飞石校核

实施爆破时，爆破冲击正前方向为飞石主要方向。这个方向的石渣飞散最远，侧向次之，背向较少。实施爆破作业时，利用爆破飞石这个特点，通过安排自由面方向，梯段爆破起爆顺序，起爆网络结构等方法，对爆破飞石安全进行有效控制。由于爆破条件非常复杂，要从理论上计算出个别飞石的飞散距离是十分困难的，本工程单孔药量控制在400g，实践证明，在堵塞良好的情况下，爆破会引起岩体松动，几乎不产生飞石，实际操作过程中警戒距离浅孔爆破取200m非常安全。

4　爆破效果

4.1观察

西侧岩体分为10次爆破完毕，预裂孔半孔率较高，边坡稳定，爆堆明显上鼓，向前移动约1m，没有飞石落入警戒区之外，铁丝网、炮被和草帘的使用有效的阻止了爆破飞石，经爆破振动监测，最高一次爆破振速峰值1.3mm/s。

4.2挖掘

山体爆破后块度适合于小型挖掘机及人工推车搬运，少部分大块用145mm破碎锤进行二次破碎后可以满足装载要求。

5　几点体会

（1）预裂孔使用毫秒2段导爆管雷管能满足同时起爆的需要，爆破形成预裂面满足设计要求，又降低了爆破振动。

（2）通过严格控制爆渣抛掷方向，加密孔距排距，减少装药量，保证堵塞质量和堵塞长度等技术措施，加以使用铁丝网、炮被和草帘的防护方式能可靠控制爆破飞石。

（3）孔上部一段空气和石渣填塞的方式能促进爆破能量充分利用，对预裂孔成孔效果有良好的促进作用。

（4）爆破仍产生个别小碎石，飞散距离达到10m左右，经分析认定为岩体存在裂隙导致抵抗线发生变化所致，因此浅孔爆破起爆时应适当增大警戒距离。

[1]汪旭光.爆破手册.冶金工业出版社，2010.

[2]顾毅成.爆破工程施工与安全.冶金工业出版社，2004.

TD235

A

1673-0038（2015）23-0237-02

2015-3-15

高可帅（1984-），男，工程师，本科，主要从事爆破工程施工工作。