机场不停航施工石方松动爆破探讨

党军宏 雷旭华 路永红

(中国航空港建设第七工程总队，陕西宝鸡 721006)

0 引言

西宁曹家堡机场位于青海省西宁市互助县高寨乡曹家堡村。本次爆破工程施工区位于高寨镇东村东北部，施工内容为东北侧净空V360段 ～V395段，石方工程爆破、挖渣运输，总方量约110余万立方米，最大挖深达36 m。爆破区岩石主要为红色砂岩，岩石硬度系数f约4～6，施工区海拔约2 300 m～2 400 m。

1 爆破方案选择及设计思路

根据爆破工程量、工期、地质地形、安全环境等有关要求，结合单位技术水平和施工机械实力，综合考虑拟采用露天梯段深孔减弱松动控制爆破为主、浅眼爆破为辅、逐孔起爆的爆破方案，在边缘区域的边坡爆破时，采用光面控制爆破或预裂控制爆破技术和浅孔爆破，确保边坡稳定、美观和爆破安全。

选取合理的孔网参数和装药结构，严格控制单孔装药量，从而减少爆破飞石的产生。

采用孔外逐排、逐孔相结合的延时起爆网路技术，严格控制单响药量，将质点振动速度控制在小于国家规定范围内，确保周围群众及重点目标安全。

2 起爆网路

采用毫秒延时非电起爆网路。孔内采用大段别MS14(760 ms)雷管，孔间采用小段别MS3(50 ms)雷管接力，排间采用MS7(200 ms)雷管接力，从而最大限度地降低爆破产生的震动。

3 梯段要素和爆破参数的确定

1)根据挖深为5 m～36 m的地形条件，以平台底标高为准，从开挖线开始布孔，分层(每层6 m)纵向梯段法，倾斜钻孔。

2)孔径为90 mm，孔深根据炮孔的标高确定。

3)超钻深度h，第一排取0.8 m，第二排以后取1.2 m。

4)底盘抵抗线W1:W1=kd，其中，k一般取32～28;d为孔径，mm，则 W1=(32～28)×90=(2.9～3.4)m，实际选取3 m。

5)孔距a与排距b。a.孔距a:a=mW1，其中，m为炮密集系数，一般取0.8 ～1.4，则 a=(0.8 ～1.4)×3=(2.4 ～4.2)m，实际选取3.5 m;b.排距 b:a=mb，则 b=a/m=3.5/(0.8 ～ 1.4)=(4.4 ～2.5)m，实际选取3 m。

药包平面布置示意图见图1。

图1 药包平面布置示意图

6)堵塞。a.当不允许有飞散物时，堵塞长段取钻孔直径的30倍～35倍，即2.7 m～3.5 m。b.允许有个别飞散物时，堵塞长段取钻孔直径的20倍～25倍，即1.8 m～2.5 m。因不允许有个别飞散物，实际选取3.5 m。

7)单孔装药量Q。a.单排孔爆破(或第一排炮孔)，每孔装药量按下式计算:Q=qaW1H，其中，q为单位耗药量，取0.18 kg/m3;a为孔距，m;H为梯段高度，m。b.多排孔爆破时。从第二排起，各排孔的装药量可按下式计算:Q=KqabH。其中，K为考虑受前面各排孔的岩石层阻力作用的装药量增加系数，一般取1.1～1.2。

8)微差间隔时间Δt:Δt=KpW1(24－f)。其中，Δt为微差间隔时间，ms;W1为底盘抵抗线，m;f为岩石坚固系数4～6，取5;Kp为岩石裂隙系数，裂隙少的岩石取Kp=0.5，中等裂隙岩石，取Kp=0.75，裂隙发育的岩石，取 Kp=0.9。

计算式的有关参数确定计算:Δt=0.9×3×(24－5)=51.3 ms。

实际工程中，微差间隔时间受所能得到的延期雷管本身的名义延期时间限定，故取Δt=50 m。

4 药量计算

每孔装药量依照3中第7)条中的公式计算，后排炮孔药量增加系数取1.2，孔深与药量的对应关系如表1所示。

表1 孔深与药量的对应关系

5 浅孔爆破方案(辅助炮孔设计参数)

对开挖区边缘部分边坡开挖和修整，采用浅孔爆破。用YT-24型风动凿岩钻孔，炮眼直径38 mm或40 mm，布眼方式梅花形和方形混合布孔。

1)最小抵抗线W:W=(30～35)d，其中，d为炮眼直径，mm。

2)排距b:b=W。

3)孔距 a:a=1.25W。

4)超距 Δh:Δh=(0.08 ～0.12)h，其中，h为开挖厚度。

5)孔深 L:L=h+Δh。

6)单位耗药量K:K选0.35 kg/m3。

7)每孔装药量q=KabH。

6 二次爆破(孤石)钻孔装药量

二次爆破(孤石)钻孔装药量参考表见表2。

表2 二次爆破(孤石)钻孔装药量参考表

7 光面爆破参数设计

7.1 不耦合系数n

不耦合系数通常采用 1.1 ～3.0，其中以 1.5 ～2.5 用的较多，设计选用2。

7.2 光面炮孔间距a

炮孔间距一般为孔眼直径的10倍～14倍，在节理裂隙比较发育岩石中应取小值，整体性好的岩石可取大值，设计选用10。

7.3 最小抵抗线W

其中，d为钻孔直径。

7.4 炮孔密集系数m

一般炮孔密集系数 m=0.8 ～1.0，选用0.8。

7.5 单位装药量q

软岩一般用70 g/m～120 g/m。

7.6 起爆间隔时间

采用齐发爆破，相邻光面炮眼的起爆间隔时间不应大于100 ms。

施工单位于2010年8月31日晚上19:20对西宁机场东北侧净空山体进行了试爆施工，情况如下:

1)试爆区域面积。a.范围:V373－376+4/H123+10－H124+12;b.面积:64 m×22 m，共计1 408 m2。炮孔按照4 m×4 m方格网布置，采用机械打孔，孔深6 m，孔径为9 cm，如图2所示。

图2 炮孔布置示意图

2)装药量。根据岩体情况经计算，平均按0.28 kg/m3进行装药量控制。炸药使用2号岩石乳化炸药和改性铵油炸药;雷管使用非电毫秒管和顺发电雷管。

3)起爆网络。为减少飞石，改善破碎质量，采用导爆索微差起爆网络起爆。起爆网络如图3所示。

图3 导爆索单向分支多排微差起爆网络示意图

4)爆破效果及结论:a.从表面情况看，基本达到松动爆破的目的，岩石表面沿布孔方向开裂松动，现场无盲炮。由于岩石的不均匀性，爆破后大块率较高。b.影响深度及尺寸:从爆破后挖渣情况看，爆破影响深度为3.5 m左右。c.安全控制情况:能按照机场指挥部对飞行安全的要求组织实施爆破作业，对机场安全运行无影响;最大飞石距离约为50 m，对周边村庄没有影响;警戒情况良好，没有不安全事故征候。

［1］GB 6722-2003，爆破安全规程［S］.

［2］何广沂.工程爆破新技术［M］.北京：中国铁道出版社，2000.

［3］顾毅成.爆破工程施工与安全［M］.北京：冶金工业出版社，2004.

［4］郑炳旭，王永庆，李萍丰.建设工程台阶爆破［M］.北京：冶金工业出版社，2005.

［5］郑炳旭，王永庆，魏晓琳.城镇石方爆破［M］.北京：冶金工业出版社，2004.

［6］王玉杰.爆破安全技术［M］.北京：冶金工业出版社，2005.