复杂环境下的土石方爆破设计

王南焰

(龙岩民化工程爆破有限公司，福建 龙岩 364000)

1 工程概况

1.1 概况

福安市公安局技术大楼土石方工程，位于福安仙岫片区南部，东临富春大道，北临仙岫片区阳头街道办事处安置地工程，地块面积为17783m2。

1.2 地形、地质

工程位于富春溪西岸，东面为福安城区，西面为仙山里山脉，开挖段属低山丘陵地貌，西高东低，石方爆破从上至下分层开挖，最大开挖高度为40m。地下水主要赋存于基石裂隙中，富水性差。爆区内岩体较为简单，主要分布在晶屑凝灰熔岩及花岗闪长岩和三长花岗岩，节理裂隙主要以东北走向及近东西走向为主，从上到下可分为：(1)松散软弱岩组：由残坡积粘性土和强风化岩组组成，结构松散，力学强度低；(2)坚硬工程地质岩组：底层弱风化至微风化花岗岩，岩性较为坚硬，力学强度较高，稳定性好。

1.3 爆区环境

经勘查，工程项目爆区周边环境如下：爆区东侧毗邻在建的富春大道(大道沿富春溪西岸南北走向布设)，富春溪上距离爆破区域约102m为富阳大桥，东面300m外为福安城区；在爆区南面约80m处架设有一条10kV输电线，南面110m处有富阳大桥临时使用的10kV高压输电线一条；爆区西北面170m为普济宫；其余爆破区域西侧及西南侧紧靠山体。

2 爆破方案

本工程交通便利，工作面宽，开挖高度大，工期要求紧，故采用深孔松动爆破自上而下分层开挖。严格控制单响最大起爆药量，从而达到控制爆破震动有害效应，防止爆破对周围建筑物的损害，并通过有效的覆盖将爆破产生的个别飞石控制在安全范围内。

2.1 爆破参数

1)钻孔直径D=90mm

2)台阶高度H=9m

3)超深h=(0.1～0.2)超深取1.5m

4)钻孔深度L=H+h=10.5m

5)底盘抵抗线W=(25～40)d=取2.25～3.6m

6)炮孔间距a指同一排深孔中相邻两炮孔中心线的距离，孔距a按下式计算，

a=m*W；式中m为炮孔密集系数，一般m=1.2～1.5，取值为2.7～5.4m

7)炮孔排距b是指多排孔爆破时，相邻两排炮孔间的距离，其值依据下式计算；b=a/m，取值为2.25～3.6m。

8)炸药单耗q的影响因素主要有岩石的可爆性、炸药的特性、自由面条件、起爆方式和块度要求。取q=0.3计算。(后通过试爆与现场积累数据调整)

9)堵塞长度L2=(30～40)d=2.7～3.6m

10)装药长度L1由单孔装药量与线装药密度确定。装药方法不同会导致线装药密度变化很大。要确保合理的装药长度，以保证足够的填塞长度和防止孔口处大块率超标。

11)堵塞长度：L2=(30～40)d=2.7～3.6m

12)药卷直径：d=70mm

13)单孔装药量Q：

前排孔单孔装药量计算公式：Q=qaWH(kg)

后排孔单孔装药量计算公式：Q=qabH(kg)

2.2 单次最大爆破规模

根据实际情况以及仓库库容量，本工程一次最大起爆药量控制在3000kg以内。

2.3 装药结构

爆破使用Φ70的乳化炸药，堵塞材料使用钻屑或砂粘土。采用孔内高段、孔外低段接力起爆网路，起爆药包位于炮孔装药底部。

2.4 爆破网络

采用毫秒延时起爆网路，根据实验数据和实践，采取矩形布孔“V”型起爆网络，爆后爆堆集中。

3 爆破安全技术与预防措施

本工程为露天爆破，爆区周边地形开阔且远离人口密集区，爆破冲击波及有毒气危害影响微小,重点考虑爆破地震和飞石危害。

3.1 爆破震动距离校核

Qmax爆区允许一次齐爆的最大药量，kg

R爆点距被保护物的最近距离，m

为被保护物允许的震动速度

为与爆破点至被保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，按《爆破安全规程》分别取150，1.5。

根据爆点距不同被保护物的不同距离计算最大单段药量。

钢筋混凝土取v=3.0cm/s，一般砖混结构房屋取v=2.0cm/s，计算结果见表1。

表1 保护物与最大单响药量关系表

按上述方案施工，控制单段最大起爆药量在200kg以下，爆破总药量控在3000kg以内，爆破产生的地震不会对周边输电线、大桥、普济宫建筑物产生破坏。

3.2 个别飞石控制

本工程为深孔台阶爆破，最小抵抗线朝东北方向。爆破飞石飞散距离依下式计算：R=(40/2.54)D；

R飞石飞散距离，m

D炮孔直径，cm

公式计算，飞散距离约为142m，爆破飞石不会危及170m处的普济宫。贯彻“安全第一”的方针，本工程采取主动防护，在爆区覆盖沙袋和废旧胶带，孔口部位采用双层覆盖。

3.3 意外早爆事故的预防措施

采用非电塑料导爆管雷管起爆，主要是雷电引起早爆和爆破器材本身质量原因引起早爆，主要采取一下措施：

1)爆破前一天，应当向气象部门了解天气变化情况，雷雨天和恶劣天气不进行爆破施工作业，做好事前预防；

2)采取非电导爆管雷管和非电起爆网路，防止因高压线和杂散电流对爆破施工安全的影响；

3)民爆物品到场前，清除爆破施工现场杂物，进行安全警戒，禁止无关人员进入；禁止烟火、产生静电材料或大功率设备对爆区施工安全威胁；

4)对民爆物品采取遮阳防暴晒，避开烈日高温时段爆破施工。

4 结 语

复杂环境下深孔爆破设计方案孔网参数,药量控制,延期时间及起爆顺序是否合理，是指导爆破施工的前提；爆破工作，是一项复杂,系统性的工作，不是看似简单的“打孔、装药、放炮”在实际工作中，合理的方案设计,精心的组织施工,严格科学的管理制度，才能把爆破工作做的更好。