1600万m3石方深孔控制爆破施工技术.pdf

第2 8 卷第1 期 2 0 1 1 年3 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 8N o ．1 M a r ．2 0 1 1 D O I 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 1 1 ．0 1 ．0 1 2 16 0 0 万m 3 石方深孔控制爆破施工技术 徐永刚 中铁十四局集团四公司，济南2 5 0 0 0 2 摘要叙述莱钢厂区生产车间内高压线下和建筑设施旁石方开挖所采取的深孔控制爆破完成钻爆挖运 I6 0 0 万m 3 基本概况，重点介绍为了达到“安全快速”施工目的，而采取的关键技术，可为国内外同类工程提 供借鉴经验。 关键词深孔；控制爆破；安全快速 中图分类号T D 2 3 5 ．3 3 文献标识码B 文章编号1 0 0 1 4 8 7 X { 2 0 1 1 O l 一0 0 4 9 0 4 C o n s t r u c t i o nT e c h n i q u eo fD e e pH o l eC o n t r o l l e d B l a s t i n go f1 6M i l l i o nC u b i cM e t e rS t o n e X UY o n g - g a n g 4 刚B r a n c hC o m p a n yo fC h i n aR a i l w a yS h i s i j uG r o u pC o r p o r a t i o n ，J i n a n2 5 0 0 0 2 ，C h i n a A b s t r a c t T h ed e e ph o l ec o n t r o l l e db l a s t i n gt e c h n i q u ew a su s e dt oe x c a v a t e1 6m i l l i o nc u b i cm e t e rs t o n eb e s i d e b u i l d i n g su n d e rh i g } Iv o l t a g ew i r ei nw o r k s h o po ft h eL a i w uS t e e lP l a n t ．T h ee h o s e dk e yt e c h n o l o g yW a si n t r o d u c e d p a r t i c u l a r l yf o ra c h i e v i n gt h es a f ea n dr a p i dc o n s t r u c t i o np u r p o s e ． K e yw o r d s d e e p - h o l e ；c o n t r o l l e db l a s t i n g ；s a f ea n dr a p i d 2 0 0 3 年1 月删年6 月，我公司在莱钢厂区生 产车间内、高压线下和建筑物旁，采取深孔控制爆破， 完成钻爆挖运16 0 0 万m 3 石方，其中生产车间内为 2 6 万m 3 ，高压线下5 2 0 万m 3 ，建筑物旁10 5 3 万m 3 。 特别是，4 2d 完成钻爆挖运2 9 8 万m 3 ，创造出较高 的劳动生产率。而且实现了“零伤亡”，达到了安 全、高效、和谐的施工目的，取得了显著的经济与社 会效益。 1工程概况 1 ．1 生产车间内 在莱钢炼钢生产车间内先后爆破施工7 个车间 基础，合计爆破方量2 6 14 3 1m 3 。综合管沟车间内 部分长为2 7 0m ，宽4 ．5n l ，挖深5m ，精炼炉本体长 收稿日期2 0 1 0 0 9 2 2 作者简介徐永剐 1 9 6 6 一 ，男。高级工程师，从事爆破施工及研究， E m a i l l u a n b a o h n s o h u ．e o m o 7 1m ，宽4 7m ，最大挖深9m 。爆区岩石为石灰岩， 节理裂隙发育。 I R H 精炼炉工程位于炼钢车间C ～E 轴线， 1 8 3 0 轴线之间，多根承重钢支架基础边缘贴开挖 区。l R H 精炼炉本体在东北侧3 0 轴线与C 轴线 交汇处与综合管沟相接，平行于3 0 轴线向东，沿日 轴线西侧南行至1 8 轴线附近铁路北侧处，铸机9m ； 精炼炉本体最大挖深9m ，精炼炉北侧紧靠2 层办 公楼，西侧紧靠钢支架扩大基础，距3 连铸机9m ； 西侧紧靠钢水接收跨，南侧距中心控制室6 0m ，其 环境见图1 。 1 ．2 高压线下 莱钢厂区内爆破工程，其中在高压线下爆破量 为5 2 0 万m 3 。爆破区域内有1 1 0k V 的高压线3 条， 3 5k V 的高压线4 条，6k V 的高压线3 条。1 1 0k V 高压线最低处距爆区地表仅有5m ，其它线路最低 处仅3 ．7 m 高。 万方数据 爆破2 0 1 1 年3 月 中 心 控 制 室 ⑤ 6 。鞫 钢水接收垮 爆区带忙爆区I 严J 爆区 5 囡 o 爆区内水处理区域范围挖深在2 1 6m 之间， 东侧区域挖深在2 0 4 0m 之间。爆区上部多为泥 包石，下部为石灰岩，裂隙发育，爆区中间还有1 条 断裂带，爆破石方7 5 27 7 2m 3 。 薯翕 2 深孔控制爆破设计与施工 图1 生产车间内1 碰，精炼炉爆破环境 单位m 1 ．3 建筑设施旁 莱钢厂区内石方爆破工程，有上千万方临近建 筑物、村庄、设备、工业管道及变电所等。尤以3 连 铸机场平爆破工程为典型。 3 连铸机场平爆破工程周围环境复杂东侧有 食堂距最近的爆破区域有6 0m ；办公楼距爆区 1 9 0m ；南侧有小明庄距最近的爆破区域只有3 5m ， 多为砖砌房屋；西侧饭店距最近的爆破区域2 0m ， 煤气管道距爆区3 0m ；北侧有电缆沟紧靠爆区，其 它建筑物沿南环大街分布距爆破区域1 5 ～4 0m 不 等，重要的建筑物有炼钢车间、废钢跨、3 5k V 配电 室、钢水泵房、焦、高，煤气加压站、煤气管道及煤气 柜等，其环境见图2 。 2 ．1 生产车间内爆破施工 I R H 精炼炉深孑L 控制爆破为达到最佳爆破效 果J ，充分发挥钻爆装运机械设备的效能，同时也为了 控制爆破规模，车间内一次爆破总药量不超过2t 。 为此车间内最大一次爆破布置了5 排炮孑L ，每 排1 0 个共计5 0 个孑L ，其中9m 深炮孔2 0 个，单孔 装药3 4k g ；1 0m 深炮孔3 0 个，单孔装药3 8k g ，总计 装药18 2 0k g 。炮孔参数见表l 。 为了有效地控制爆破振动效应，采用导爆管非 电起爆系统，一次爆破5 0 孔，实行单孔单响拉J ，单响 最大药量为3 8k g ，总药量为18 2 0k g 。 2 ．2 高压线下爆破施工 高压线下深孔控制爆破最大一炮，一次爆破 3 6 5 孑L ，总药量为1 84 6 3k g ，爆破方量4 90 0 0m 3 ，爆 破参数见表2 。其典型起爆网路如图3 所示，其延 期时间及间隔标在表3 中。 第8 列 第7 列 第6 列 第5 列 第4 歹l j 第3 列 第2 列 第1 列 图23 连铸机场平环境示意图 图3 高压线下起爆网路示意图 表1 车间内深孔爆破设计参数表 起爆网路中，同列相邻孔间隔时间为5 0m s ，列 与列之间最小间隔8 0m s ，不同列相邻孔最小间隔 2 0m s ，这不但有利于减振而且不容易出现飞石。 2 ．3 建筑设施旁爆破施工 建筑物附近石方开挖以深孔梯段微差爆破为 主，为减少单孑L 装药量分层高度控制在1 0 1 5m ， 钻孔直径9 0 ～1 5 0m m 。 在靠近民房等建筑物附近部位爆破时，为防止 爆破飞石和控制爆破振动，采取使梯段爆破临空面 方向避开建筑物方向、适当减小炸药单耗、增加炮孔 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●． ● ● ●- ● 一 一 、心丁d钉拍。一、心丁占 一 一 o_、d广Z铊卯o、d丁 。。Q、fd。 3 3Q、．、。3疆泞 5 5q、T、d5誓并 7 70r，一1，d7 8 80、一1，。08⋯阱～ m m y m ● ● ● ● ● ● ． 拍勰}船 万方数据 第2 8 卷第l 期徐永刚16 0 0 万n 1 3 石方深孔控制爆破施工技术 5 1 堵塞长度和逐个炮孔微差起爆等技术措施㈨。 表2 高压线下区域爆破参数 表3 炮孔延迟时间表 单位m s 建筑物区域爆破参数见表4 。 表4 建筑物区域深孔爆破设计参数 注l 、钻孔直径D 1 1 5m m ，2 、每米炮孔装药量1 0k ∥m 。 在邻近建筑物等复杂区域爆破时，随着距建筑 物距离的增加而逐步增加爆破规模。进行了多次规 模3 5 ～5 0t 的爆破，最大爆破规模达到了7 4t 。 2 ．44 2d 完成钻爆挖运2 9 8 万m 3 最能体现快速施工的典型之例是大H 型钢场 平石方开挖，4 2d 完成钻爆挖运2 9 8 万m ’。 施工区域东西长15 8 6 ．7 5m ，南北宽6 1 9 ．3 7m ，地 势南高北低，最大落差3 3m ，区域内有4 条高压线 穿过，临近7 个行政村，距离民房最近处4 0 0m 。本 工程3 个爆区中，一区爆深约8I T I ，二区最大爆深 3 3I n ，三区最大爆深2 2m 。爆区岩石主要为青灰色 石灰岩，节理裂隙较为发育。 该项工程采用深孔爆破施工，钻孔直径 d 1 1 5m m ，台阶高度1 0 2 0n l ，主爆炸药为铵油炸 药，起爆药为击6 0m m 乳化炸药 水孔中则全部用 该炸药 ，采用非电导爆管毫秒雷管起爆网路。 钻爆挖运机械，配备如下使用8 7 台1 ．2m 5 以 上斗容的挖掘机，用于开挖、装车，日单台挖掘能力 8 1 6m 3 ；2 6 0 台2 7 ～3 5t 自卸汽车配合挖运，单台运 输能力2 7 3i n 3 ；采用2 0 台L M 3 5 l 钻机、5 台全液压 万方数据 5 2爆破 2 0 1 1 年3 月 钻机及1 5 台三脚架钻机，日钻机能力75 0 0 延米。 为了确保设计回填石块粒径 小于6 0e m 要求，专 门配备5 1 0 台风枪用于浅孔爆破和二次解炮。 通过科学合理配置深孑L 控制爆破机械设备和组 织人力、强化施工组织领导，认真解决关键路径中的 关键问题，实现快速、安全施工的施工组织和管理方 式，不仅提前完成任务，而且劳动生产率高达 1 5 2 ．9 1i n 3 ／人工天，创造了国内外同类工程最高 的劳动生产率。 3 技术指标和经济与社会效益 3 ．1 技术指标 1 炮孔爆破效率梯段高1 0 2 0m ，炮孔爆破 效率1 1 ．1 1 3 ．3m ’／m 。 2 爆破振动速度允许振动速度不得超过 o ．5c n z ／s ，实测振动速度最大为0 ．3 0 7c m ／s 。 3 个别飞石生产车间内爆破无个别飞石出 现；高压线下个别飞石高度为0 ；建筑物旁个别飞石 控制在5m 以内。 4 冲击波厂房内有效的控制了冲击波，确保 玻璃门窗完好无损。 5 实际单位用药量O ．3 7k g ／m 3 。 6 岩石破碎度岩石块度大于6 0c m 的约占爆 破方量的2 ％。 7 准爆率整个网路起爆准爆率为9 9 ．5 ％，炮 眼准爆率9 8 ％。 3 ．2 经济效益 1 机械生产效率 C M 3 5 1 潜孔钻机台班产量1 5 0 延米， 42 0 0 形台班，折合2 ．5 5 形m 3 。 斗容量1 ．2i n 3 以上挖掘机台班产量5 0 0m 3 ， 19 2 0 形台班，折合3 ．8 4Y V ．J m 3 。 斯太尔自卸汽车台班产量1 8 0m 3 ，折合 4 ．3 9 形m ’ 运距1k m 内 。 2 爆破材料费用 炸药单耗0 ．3 7 k g ／m 3 ，单价7 0 0 0 形吨，折合 2 ．5 9f r _ ／m 3 。 雷管7 ．5 发／1 0 0m 3 ，单价5 形发，折合 0 ．3 7 形m ’。 钻爆挖运成本合计1 3 ．7 4f r _ ／m 3 。 3 劳动生产率 以4 2d 完成2 9 8 万m 3 为例，现场施工投入钻爆 挖运施工人员4 0 9 人，组织管理人员5 5 人，劳动生 产率达1 5 2 ．9 11 1 3 3 ／人工天。 综上所述，本工程产值利润率达到2 0 ％以上。 3 ．3 社会效益 无论在生产车间内还是在高压线下及建筑设施 旁爆破，自始至终确保安全，确保工厂正常生产；按 期完成了钻爆挖运任务，保证了莱钢建设快速发展。 整个施工过程达到了安全、高效、和谐的施工目的。 4 结语 2 0 0 9 年6 月1 3 日，在莱芜由中国工程爆破协 会主持召开了该项技术成果鉴定会，鉴定认为 该项工程技术达到国际先进水平。2 0 1 0 年8 月 2 0 日，在深圳召开的中国工程爆破协会第五届科学 技术奖评奖会上，该项技术被评选为特等奖。目前， 该工程已总结出了工法，上报国家级工法评定。该 工程技术已在东北通化一灌水段铁路及我国援建的 沙特麦加轻轨铁路工程中推广应用。 参考文献 R e f e r e n c e s [ 1 ]何广沂．大量石方松动控制爆破新技术[ M ] ．北京中 国铁道出版社．1 9 9 9 ． [ 2 ]陈星明，邓永康．逐孔爆破技术在黄山石灰石矿山中 的应用[ J ] ．爆破，2 0 0 9 ，2 6 3 4 0 4 2 ． [ 3 ]苏贺，汪海波，宗琦．临近建筑物基坑岩石松动爆 破振动监测[ J ] ．爆破，2 0 0 9 ，2 6 1 9 9 1 0 1 ． 上接第4 8 页 参考文献 R e f e r e n c e s [ 1 ]陈铁骑．锦屏二级水电站特大洞室控制爆破施工技术 研究[ J ] ．铁道建筑，2 0 0 9 2 3 4 - 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