张兴赟   

（浙江省第一水电建设有限公司     杭州    310051） 

【摘要】：介绍在煤气站旁实施石方开挖爆破作业，为确保施工进度、施工安全，进行控制爆破作业。

主题词：敏感危险区             石方开挖               控制爆破

1、工程概况及特点：

临安华光潭水电站二级厂房石方开挖总量达12万M3，其中厂房基坑开挖达到4.1万M3。岩石由奥陶系下统印渚埠组（Q1Y）青灰色泥岩向侏罗系上统劳动村组（J3I1）流纹质凝灰熔岩、流纹质凝灰熔岩夹粉砂质泥岩过度，岩石变化较为复杂。要求必须在2002年内的5个月内完成所有开挖任务，因此工期十分紧张，施工区旁边有煤气站和各种线路，爆破作业周边环境条件极为困难。

2、爆破对象周围环境

爆破作业主要为厂区一期开挖和基坑开挖，不利环境主要为爆破作业区附近的煤气站和各种线路。

2.1煤气站

整个开挖区紧靠煤气站，该站为已经运营13年，部分设备老化，主要危险物为五个容量50m3的煤气罐、压缩机房及办公楼一栋。煤气是易燃易爆气体，对震动非常敏感，距将要开挖石方最近仅50米；办公楼距将要开挖石方最小仅20米，因此石方爆破作业势必影响到煤气站的安全。

2.2各种线路

开挖区旁边有输送电线、通信线路及有线电视线等，施工期间如被破坏，将影响整个昌北区的用电、通讯及有线电视。

3、控制爆破措施的确定

石方开挖控制爆破施工技术是浅孔群炮毫秒爆破，采取多钻孔、多分段、分散装药措施。控制爆破可以确保煤气站及爆破区旁边各种线路在爆破施工期的安全，又能满足总工期要求，为后续工序的提前进行创造了条件，因此确定采用控制爆破措施。

4、爆破振速控制

根据目前情况，国内对易燃易爆气体的安全质点震动速度值尚未作出明确的规定，以往在制氧气厂旁边爆破作业的安全质点震动速度控制在1cm/s以内，整个施工期未发生任何安全事故，故煤气设备的安全质点震动速度控制值亦定为1cm/s；根据规范规定办公楼的安全质点震动速度控制在2cm/s以内；以这两项来控制爆破作业的最大单响药量。

4.1、爆破震动测试

爆破前进行爆破震动测试，用数据控制爆破震动量，探求爆破的安全性，以确保爆破震动量对煤气站无危害性影响，且在安全判据范围内作到万无一失。

根据Qmax=R3理论计算初步确定20—40kg作为测试时爆破装药量，共布置五个测点：2#、5#大煤气罐旁各布置一个拾震器，距测试爆破点约为150米；压缩机旁布置一个拾震器，距测试爆破点约为120米；办公室旁布置一个拾震器，距测试爆破点约为60米；围墙布置一点，旁布置一个拾震器，距测试爆破点约为45米。利用速度传感器，在爆破震动时产生电信号的变化量，经数据采集仪对传感器信号数据采集存贮，再经计算机软件处理，得出各测点震动速度值。

4.2、爆破测试步骤：

4.2.1、K、α的值确定

第一次用药量为21.0kg，五个拾震器距爆破点的距离及每个拾震点质点最大振速，用萨氏经验公式：，（v—测点震动速度值（cm/s），Q—最大一次单响药量（kg），R—爆源中心至被保护建筑的直线距离（m），α—衰减指数，K—与地形、地质相关的系数）对五个点运用最小二乘法进行回归计算，见表1：

α=1.

K=

 K=80。

第二次用药量为42.9kg，五个拾震器距爆破点的距离及每个拾震点质点最大振速见表2：

4.2.2、最大单响药量估算

采用毫秒微差起爆方式，严格控制各段的单响药量，最大单响药量按下式来估算：

Qmax==R3

Qmax--------允许最大单响药量kg

R--------爆破区距被保护建筑物距离m

V--------被保护物的允许质点振动速度cm/s

为了增加爆破安全性，控制煤气设备安全的参数，允许质点振动速度V取值1 cm/s，爆破区至煤气设备直线最小可能距离R=50米，推算推算出最大一次单响药量Q=8.7kg。

控制办公楼安全的参数，普通楼房的安全质点震动速度2cm/s，爆破区至办公楼直线最小可能距离R=20米，推算出最大一次单响药量Q=7.3kg。

4.2.3、最大单响药量确定

根据萨氏经验公式：核算振速，核算结果见表3：

表3      振速核算表

5、爆破设计及施工

5.1、爆破参数设计

孔倾角80°、孔径D=45mm、孔深L=150cm、最小抵抗距W=80—100cm、孔距a=100cm、排距b=100 cm、堵塞长度L1=50 cm、装药长度L2=100 cm、单孔药量Q=qW3（q为松动爆破炸药单位消耗量，根据岩石主要为较为风化的泥岩、凝灰熔岩及凝灰熔岩夹粉砂质泥岩，故q值取0.4kg/m3）Q=0.4×13=0.4kg，故控制单孔药量为0.4kg。装药形式两层、允许最大单响药量7.3kg、起爆方式分段毫秒微差。炸药采用2#岩石硝铵炸药（有水位置采用防水乳化炸药）。

5. 2、装药形式设计

采用空隙装药法，装Ф32药卷，每孔两节，0.4kg。在药卷上部一定距离放置一个栓塞，在栓塞上再堵炮泥。用来削减爆轰波初始压力峰值，减少了其炮孔壁介质能量；同时又可以延长了爆轰波作用持续时间。减少了由于气楔楔入壁裂引起粉碎区以外区域内介质的破坏效应。同时对爆破震动、飞石也有削弱作用。（见图示）

5. 3、起爆网络设计

根据开挖区岩体地形采用成排布孔形式，导爆索微差分段并联起爆网络，采用波浪形起爆形式（见图示）

5. 4、微差间隔时间控制

为防止爆破震动峰值叠加，降低爆破振动强度，同时也有利于控制飞石，起爆雷管采用塑料导爆管1~16段电毫秒雷管，根据岩石情况确定毫秒微差时间间隔为40ms，根据每次爆破的具体情况确定分段数。

5.5、安全防护措施

为了防止向煤气站内及向旁边各类线路方向飞石，爆破作业前用钢管及毛竹片沿爆破区外围搭建双排安全防护屏障，屏障高10m，宽1.0m，长150m，以防爆破中个别飞石飞入危险区，造成安全事故。

6、施工控制

钻孔前根据爆破设计，结合现场实际地形和岩石情况确定孔位，孔深误差不得大于10cm，孔位下偏差不大于10cm，钻孔倾角不得大于5°。装药前对钻孔进行检查确定达到要求方可装药。每个炮孔的药量及堵塞严格按照设计进行。实施爆破过程，从钻孔、装药、网络联接到保护每个环节都严格按爆破设计执行，对个别特殊的钻孔进行调整。

7、小结

通过对爆破作业的成功控制，确保了爆破过程煤气站的设备、房屋未受振动影响，能正常运营。爆破飞石未超过5m，通过防护屏的阻拦，也未对上空电缆造成影响。从而确保在2002年内顺利完成12万方的开挖任务，也为以后在敏感危险区爆破施工提供了借鉴经验。

张兴赟  （1975—）男，助理工程师，本科，从事水利水电施工技术。下载本文