樓房深基坑爆破安全技術范文

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《爆破雜志》2016年第2期

摘要:

為提高爆破施工安全，嚴格控制爆破振動和飛石，設計了某小區樓房深基坑巖石控制爆破方案，對比三種爆破方案，優選了其中一種方案。在施工過程中采用中深孔微差控制爆破，輔以淺孔施工;使用分段分區分臺階的爆破方法，其中控制爆破Ⅰ區、Ⅱ區、Ⅲ區鉆孔深度分別為2．5m、3m、3．5m，并于施工前進行爆破振動計算和施工過程中進行爆破振動的監測，監測區最大振動速度2．05cm/s，最小振動速度1．16cm/s，并根據測試結果對臺階高度、孔網參數和起爆規模進行調整。爆破施工結果表明:爆破網路參數安全可靠，爆破振動在安全允許范圍內，無爆破飛石產生，提高了炸藥能量利用率并改善了爆破效果，確保了爆破施工的安全。

關鍵詞:

深基坑爆破開挖;控制爆破;孔網參數;爆破振動

1工程主要特點及技術難點分析

1．1基坑周圍環境情況

該工程位于淮南市謝家集區文山南村小區建設工地內，需爆破的巖石大部分為中硬石灰巖，部分屬于堅硬石灰巖。爆破區域長度約為100m，寬度約為80m，開挖深度8～12m，爆破總方量約65000m3。基坑周圍環境情況如圖1所示:東側緊鄰待拆遷的居民區，該區域多為自建民房，其東側約為70m處有一高壓輸電線路;基坑南側約15m處為居民區，該區域距基坑40m范圍內的居民大部分已搬遷，仍有少量未搬遷戶;西側約15m處為一居民小區，該小區人口入住率較高;基坑北側18～20m處有一棟正在居住的6層住宅樓和一棟4層的自建樓房。爆破環境極為復雜，要求嚴格控制爆破振動和飛石，對爆破施工安全要求很高。

1．2爆破振動、飛石影響周圍建(構)筑物風險

樓房基坑爆破最近處只有15m，最遠處為20m。在基坑巖石開挖爆破中，既要保證工程施工進度和必須的爆破效果，又要防止因爆破作業對周邊建筑環境和人文環境的有害影響，乃是本工程爆破面臨的主要技術難點。振動方面主要是爆破振動對周圍建筑物及高壓輸電線支撐塔的影響，飛石方面主要是對周圍建筑物、居民和高壓輸電線的影響。以上兩種爆破危害必須引起足夠的重視，也是此次爆破主要控制風險因素。

2爆破方案的選擇及爆破技術設計要點

2．1爆破方案的選擇及優化

針對爆區周圍復雜的環境和嚴格的工期要求，提出三種施工方案［1，2］:方案1:采用淺孔爆破(孔徑38mm，鉆孔深度2．0m)，并且使用膠帶對爆破部位進行覆蓋，分臺階、分區域爆破，該方案能保證爆破飛石和振動動不會對周圍環境和建筑物造成影響，但是施工效率極低，不能滿足施工工期要求。方案2:在基坑西側緊鄰小區位置采用淺孔爆破(孔徑38mm，鉆孔深度2．0m)分區域、分臺階爆破出一道寬約3m，深度約為4m的溝槽，然后再用中深孔(孔徑90mm，鉆孔深度3．5m)從溝槽處自西向東依次爆破，第一層爆破結束后再進行下一個循環。該方案能夠將爆破振動對小區樓房的影響明顯降低，但是最小抵抗線的方向恰好是朝向西側小區方向，存在爆破飛石的風險。方案3:在基坑東側采用淺孔爆破(孔徑38mm，鉆孔深度2．0m)爆破出一個長寬約為4．0m，深度約為4m的區域A，然后再用中深孔沿爆破區域進行鉆孔爆破。根據距離西側小區距離的不同分成三個區域，每個區域的爆破臺階高度自東向西依次為4．3m、3．3m、2．3m。該方案既能將爆破振動對小區樓房的影響明顯降低，又能使最小抵抗線的方向恰好是背向西側小區，降低爆破飛石的風險。經過以上三個方案的對比，決定采用第三種爆破方案，在施工過程中采用中深孔微差控制爆破，輔以淺孔施工;施工過程中使用分段分區分臺階的爆破方法，并于施工前進行爆破振動計算和施工過程中進行爆破振動的監測，為爆破參數設計和參數優化提供參考依據。

2．2技術設計要點

(1)炮孔布置首先在基坑東側用小孔分兩次爆破一個長寬均為4．0m，深度約為4．0m的區域，然后在其周圍布置2～3排炮孔。炮孔排列方式采用梅花形布置，采用小臺階垂直孔(孔徑為90mm)爆破法，每次臺階高度為4．3m。

(2)單段最大起爆藥量確定根據薩道夫斯基公式，計算得出單段最大起爆藥量［3，4］式中:Qmax為單段最大起爆藥量，kg;V為質點允許振動速度，cm/s，一般磚石結構的建筑物為2～3cm/s［4］，結合本次工程中的磚混結構樓房，V可取2．0cm/s;R為被保護物距爆點的距離，m;K、α分別為與被爆地區地質地形有關的系數和地震波衰減指數，因該工程設計以中硬石灰巖為主，故選取K=200，α=1．8。表1為計算后的單段最大起爆藥量。控制爆破Ⅰ區(25m＞R≥15m)采用鉆孔深度為2．5m;控制爆破Ⅱ區(55m＞R≥25m)采用鉆孔深度為3．5m。控制爆破Ⅲ區(95m＞R≥55m)采用鉆孔深度為4．5m;施工嚴格控制單次起爆藥量和單響藥量，確保爆破效果和安全。(3)炮孔參數的確定根據文獻資料［5，6］，單段最大起爆藥量計算表和以往的施工經驗，主要爆破參數見表2。

3爆破網路

為降低爆破振動，在爆破施工中嚴格控制一次起爆炮孔數量，通過振動監測和周圍居民的反應，采用逐孔起爆并且每次爆破炮孔數量不得超過5個。五個炮孔分別裝入MS-1～5段非電導爆管雷管。將所有的炮孔分區分次起爆。爆破中要注意炮孔抵抗線是否變化，如果有變化要及時采取措施進行處理，否則可能會因抵抗線變小而發生飛石。

4爆破安全控制

4．1爆破振動控制

為確保爆破振動不會對周圍建筑造成危險性影響，特進行現場監測，根據實時測試結果，從而指導爆破施工，對爆破參數和規模進行適時調整［7］。施工中在被保護樓房附近安置4個測振點(如圖1所示)，在距離被保護樓房其他不同位置分別進行爆破振動監測，數據如表3所示。

4．2爆破飛石控制

在施工過程中爆破飛石主要從以下幾方面進行控制:首先，保證最小抵抗線的方向不得朝向居民區，鉆孔作業時爆破工程技術人員要在現場指導并監督其作業，特別是第一排炮孔的最小抵抗線;其次，爆破員裝藥時對第一排炮孔的裝藥量進行嚴格控制，根據最小抵抗線合理調整裝藥量;最后，要保證堵塞長度和堵塞質量，專門安排人員對堵塞作業進行監督檢查，全部用石屑堵塞炮孔并且要搗實填滿。

5爆破效果與體會

按上述設計進行爆破施工，從爆破區域Ⅲ依次向爆破區域Ⅰ推進，爆后巖石破碎向上鼓起且無爆破飛石產生，除局部有少量大塊外，爆破塊度符合外運要求。整個爆破施工期間無爆破飛石和爆破振動損壞民房的事故發生，使整個工程按期完成。通過本工程爆破的成功實踐，體會如下:

(1)該工程首先根據爆破振動公式進行理論計算，為爆破方案提供設計依據，以及在施工中對爆破振動進行實時監測，依據測量結果適時調整爆破規模和方案，都對設計方案的合理性起到了關鍵性的作用。

(2)在復雜環境下爆破，通過在合適位置采用小孔實施開槽臺階爆破，形成有序的臺階爆破，然后再采用中深孔爆破進行爆破，這樣既保證最小抵抗線的方向朝向相對開闊的方向，又增加了自由面。

(3)施工中使用分段分區的爆破方法，通過劃分不同的爆破區域，設計不同的爆破參數，對保證工期，可靠安全起爆起到了極大的促進作用。

⑷在爆破施工中根據巖石硬度和構造特征適時調整爆破參數，保證堵塞長度和堵塞質量，從而能夠保證無爆破飛石的產生并且提高了炸藥能量利用率和爆破效果。

參考文獻

［1］李付安，李獻穩．中孔徑淺孔爆破施工技術［J］．爆破，2013，30(3):81-82．

［2］杜忠龍，張風華，符小海，等．城市復雜環境基坑深孔控制爆破開挖［J］．工程爆破，2014，20(4):38-39．

［3］秦紹兵．復雜環境下大規模基礎開挖爆破的安全控制［J］．爆破，2012，29(2):123-124．

［4］李洪偉，顏事龍，郭子如，等．控制爆破技術在場地平整施工中的應用［J］．爆破，2012，29(4):62-64．

［5］中華人民共和國國家標準，GB6722—2014爆破安全規程［S］．北京:中國標準出版社，2014．

［6］劉殿中，楊仕春．工程爆破使用手冊［M］．北京:冶金工業出版社，2003:544-548．

［7］顧毅成，史亞語，金驥良．工程爆破安全［M］．中國科學技術大學出版社，合肥:2009．

作者：李洪偉 鄧軍 顏事龍 郭子如 柴修偉 單位：安徽理工大學化學工程學院 武漢工程大學資源與土木工程學院