复杂环境下烟囱基础一次点火开挖爆破.pdf

第2 8 卷第3 期 爆破 V o l 2 8N o 3 2 0 1 1 年9 月B L A S T I N G S e p ．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 3 ．0 2 4 复杂环境下烟囱基础一次点火开挖爆破 房泽法，翁磊，王仕文，黄梦昌 武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉4 3 0 0 7 0 摘要某钢厂有一烟囱基础需采用爆破法开挖，爆破方量为38 5 8m 3 。爆破区域位于环境复杂的厂区 内。通过选择合适的孔网参数、炸药单耗、单响药量、爆破网路和起爆顺序，使爆破飞石的飞散距离和爆破震 动得到有效控制，并且一次点火完成整个基坑的石方爆破工作，保证了爆区周围建筑物和设施的安全，取得 了较好的爆破效果。 关键词基坑开挖；石方爆破；微差爆破；起爆网路； 网路可靠度 中图分类号T D 2 3 5 ．3 文献标识码A文章编号1 0 0 1 - 4 8 7 X 2 0 1 1 0 3 0 0 8 3 - 0 3 P r i m a r yI g n i t i o nB l a s t i n go fC h i m n e yB a s eu n d e rt h eC o m p l e xE n v i r o n m e n t F A N GZ e 知，W E N GL e i ，W A N GS h i 一 W e l l , ，H U A N GM e n g c h a n g S c h o o lo fR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g ，W u h a nU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，W u h a n4 3 0 0 7 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h eb l a s t i n gm e t h o dW a si n t r o d u c e dt od i gt h ec h i m n e yb a s ei nan e ws t e e lp l a n tw i t hb l a s t i n gv o l u m e i s38 5 8m 3 ．T h eb l a s t i n gg o n ew a si nt h ef a c t o r y8 1 “ e aw i t hc o m p l e xe n v i r o n m e n t ．I nt h i sr e s e g l 【．c h ，t h ed i s p e r s ed i s - t a n c eo ft h eb l a s t e dr o c k sa n dt h eb l a s t i n gv i b r a t i o nw e r ec o n t r o l l e de f f e c t i v e l yb yo p t i m i z i n gt h ed r i l l i n gp a r a m e t e r s ， t h ep o w d e rf a c t o r ，t h ei n t e r v a lc h a r g eo fb l a s t i n g ，b l a s t i n gn e t w o r ka n di n i t i a t i o ns e q u e n c e ．I na d d i t i o n ，t h eb l a s t i n go f f o u n d a t i o np i tW a sf i n i s h e db yp r i m a r yi g n i t i o n ，w h i c hg u a r a n t e e dt h es a t i s f a c t o r yb l a s t i n ge f f e c ta sw e l la st h es a f e t y o fb u i l d i n g sa n df a c i l i t i e sn e a rt h eb l a s t i n gz o n e ． K e yw o r d s f o u n d a t i o np i te x c a v a t i o n ；e a r t h w o r kb l a s t i n g ；m i l l i s e c o n db l a s t i n g ；i n i t i a t i n gn e t w o r k ；n e t w o r k 托‘ l i a b i l i t y 1 工程概况 湖北新冶钢在基建过程中需采用爆破法开挖一 个坐落在石灰岩上的烟囱基础。基坑直径为3 2m ， 深度为4 ．8m ，爆破方量约为38 5 8m 3 。基坑位于 厂区东门内，爆区环境如图l 所示。基坑北4 5m 处 为项目部，6 0m 处为直径0 ．8m 的架空煤气管线； 西侧2 5m 处为在建混凝土框架结构厂房；东南侧 3 5m 处为砖混结构门面房 待拆除 ，南侧3 0m 为 交通繁忙的黄石大道，黄石大道对面为砖结构民房， 爆区环境极为复杂。 收稿日期2 0 1 l 0 3 1 5 作者简介房泽法 1 9 5 4 一 ，男，武汉理工大学教授， E m a i l f a n g z e f a 2 6 3 ．n e t o 图1 爆区环境示意图 单位m 万方数据 爆破 2 0 1 1 年9 月 由于基建工期短，爆区周围还有其它在建项目， 且黄石大道的爆破警戒较困难，建设方要求减少爆 破次数，最好一次起爆完成整个基坑的爆破工作；由 于爆区环境复杂，要求严格控制爆破飞石和爆破震 动，确保在建厂房、民房和周围设施的安全；同时要 求爆落岩石的块度要均匀，减小超、欠挖量。 2 爆破设计 2 ．1 爆破总体方案 基坑爆破开挖的特点是开挖自由面少，炸药单 耗大；开挖方量大，炮孔数量多，起爆网路复杂。为 缩短施工工期，采用直径为8 0m m 的潜孔钻机钻 孔，一次钻至设计深度。爆破时，先沿着基坑直径方 向形成1 条2m 宽的沟槽，而后选用逐次起爆沟槽 两侧的后续炮孔成斜线推进起爆的施工方案。为使 基坑一次点火爆破成型，采用孔内、外毫秒延期爆破 网路。先沟槽后整体的爆破方案，使先形成的沟槽 为后续炮孑L 的爆破创造自由面，以获得良好的爆破 效果；采用毫秒延期爆破网路，限制了最大单段齐爆 药量，从而达到既能控制爆破振动速度，又能一次点 火完成全基坑的爆破工作。 2 ．2 主要爆破参数 ‘根据基坑内炮孔作用的不同将钻孔分为沟槽开 挖钻孔爆破和基坑开挖钻孔爆破2 部分。先在基坑 内将形成沟槽的炮孔平面布置成矩形，孔距为2m 即沟槽宽度 ，排距为2 ．3m ，孔深为5 ．7m ，超深 为0 ．7m 。基坑其它区域采用正三角形布孔，孔距 为2 ．3m ，排距为2m ，孔深为5 ．3m ，超深0 ．6m 。 选用咖7 0m m 的卷状乳化炸药。沟槽区爆破的炸 药单耗为0 ．6k g ／m 3 ，每孔装药量为1 3k g ；基坑其它 区域爆破的炸药单耗为O ．5k g ／m 3 ，每孔装药量为 1 1k g 。炮孔平面布置见图2 。 2 ．3 起爆网路 为了达到一次点火完成全基坑石方爆破的目 的，采用电雷管起爆、孔内外毫秒延期导爆管雷管接 力式起爆网路。网路设计要达到以下目的 1 控 制最大单响药量将爆破振动限制在安全范围之内； 2 先起爆中间沟槽炮孔为后续炮孔爆破提供自由 面，然后依次起爆两侧炮孔，保证爆区前、后排的起 爆顺序； 3 在仅有3 个段位 5 段、7 段、1 0 段 雷 管可供选择的条件下，要确保孔内起爆的微差时间 不小于2 0m s ，保证烟囱基坑一次爆破成型； 4 要 瞻保整个网路起爆的可靠性，提出相应提高网路可 靠性的技术措施； 5 爆破网路设计要尽量简单、整 齐规则，便于检查网路【l 。2 1 。 本设计中孔内采用7 段、1 0 段毫秒延期导爆管 雷管，孔外接力起爆采用5 段、1 0 段毫秒延期导爆 管雷管，其中烟囱的沟槽爆破为爆破主线路，主线路 的孔外结点传爆选用1 0 段导爆管雷管，其它各支路 传爆雷管均用5 段雷管。为防止爆破产生的飞石对 未爆网路造成破坏，需对部分网路进行覆盖保护 用皮带运输机的废旧胶带覆盖 ，沟槽区的前4 个 炮孔孔内采用7 段导爆管雷管对整个沟槽进行开 槽，沟槽区的其它炮孔孔内雷管选用1 0 段导爆管雷 管。起爆网路连接如图2 所示；各炮孔的起爆微差 时间如图3 所示。 1 0 尸 1 0 注7 斧．M S 7 I O - - M S I O 图2 爆破网路连接示意图 LJ H 注7 争M S 7 ；I O - - - M S I O 图3 炮孔的起爆微差时间示意图 万方数据 第2 8 卷第3 期房泽法，翁磊，王仕文，等复杂环境下烟囱基础一次点火开挖爆破 3 网路可靠性分析 导爆管雷管网路的可靠性无法用仪表检测，为 保证网路的可靠起爆，必须通过设计来提高网路的 可靠度，文献[ 3 - 5 ] 对各种非电网路的可靠度进行了 研究。爆破起爆网路采用混联网路，具体为分支串 并联形式，由1 0 段雷管组成主线、5 段雷管组成 1 4 条支线，支线依次并联在主线上 见图2 。 根据文献[ 6 ] ，各线路末端结点的可靠度计算 式为 R d [ 1 一 1 一尺； “] 8 1 将线路中最后一个结点的可靠度定义为该线路 的可靠度，用吃表示。式 1 中 为线路的可靠 度；R 为单发导爆管雷管的准爆率；m 为结点捆联 的雷管个数；／／, 为线路的结点个数。 本起爆网路上有1 4 条分支路，每条支路上结点 数目不等，最长线路上的结点数为1 9 ，取导爆管雷 管准爆率彤为0 ．9 7 5 ；若孔外仅用单发雷管串联传 爆，按式 1 可计算得该线路末端结点的可靠度为 0 ．6 1 81 ；若孔外用双发雷管捆串联传爆，则该线路 末端节点的可靠度为0 ．9 8 87 。表1 列出了各线路 的网路可靠度计算结果，可见，在非电起爆网路中， 采用双发雷管捆串联形式对提高网路可靠度有明显 作用。本次爆破孔外结点均采用捆联2 发雷管的形 式，在不改变起爆顺序的情况下，提高了整个网路的 可靠性。 表I 各线路网路可靠度 4 爆破安全与施工质量控制 4 ．1 爆破震动校核 根据爆破安全规程 G B 6 7 2 2 - - 2 0 0 3 的规 定，在建混凝土框架结构厂房最大允许振动速度取 [ 明 5 ．0c m ／s ，砖混结构门面房取[ y ] 2 ．5e m ／s ，周 围砖结构民房及项目部平房取[ y ] 2 ．0e m ／s 。最 大单响药量按照萨氏公式计算得出，本工程中，可取 K 1 5 0 ，a 1 ．7 ，按照不同的最大允许振速，计算出 最大单响药量与距离之间的关系，见表2 。 表2 不同最大允许振速下最大单晌药量 与距离之间的关系 距离肜m 2 02 53 03 54 0 5 0 由表2 可知，最大单响药量应选三者之中的最 小值，即不大于3 1 ．2k g ，才能保证所有被保护建筑 物的振动速度在安全范围之内。本次爆破最大单响 药量为2 6k g ，不会对周围建筑物和设施造成破坏。 4 ．2 爆破飞石控制 本次爆破中，爆破飞石控制主要采取如下措施 1 严格按照爆破设计确定各炮孔的钻孔孔位和孔 深，装药前要逐孔验收钻孔施工质量；装药时要严格 按照每孔设计药量进行，并保证堵塞长度和堵塞质 量。 2 加强爆破体防护烟囱基坑沟槽区爆破没 有自由面，且炸药单耗较高，易出现飞石，因此该区 域要采用在孑L 口覆盖废旧胶带、加压沙土袋等措施 加强防护。 5 爆破效果 此次爆破一次点火完成了该烟囱基坑的爆破工 作，爆破效果较好，仅极个别炮孑L 由于堵塞质量问题 产生飞石，但飞石飞散距离不超过2 0m ；爆破后整 个基坑部分隆起11 1 1 左右，表面裂缝贯通且裂缝间 孔隙均匀，表明爆区内部岩石破碎较均匀，松散度较 好，爆区内部存在大块的可能性较小；用挖掘机能一 次挖掘到设计开挖深度，坑底平缓且边坡稳定；经过 实测，街道对面民房的振速为1 ．1 9e m ／s 。小于安全 振速。此次爆破效果良好，达到了预期的目的。 下转第9 3 页 甜 如 ∞ 孔 拍 弼 孔 孔 ∞ 3 侉 宕 7 n 鲳 v 吡 吡 叼叼叼 瓣呐 万方数据 第2 8 卷第3 期王田，王峰，张阳大进尺爆破挤淤筑堤施工方法的探讨 9 3 上接第8 5 页 6结语 1 基坑爆破前要进行试爆，根据试爆效果调 整孔网参数和炸药单耗。爆破结果表明沟槽爆破 采用2 排炮孔密集布置，选取孔距口 2m ，排距 b 2 ．3m ，单耗q O ．6k g ／m 3 ，基坑区爆破采用正三 角布孔，选取孔距口 2 ．3m ，排距b 2m ，单耗 q 0 ．5 5k g ／m 3 ，爆后效果较好。 2 采用非电导爆管雷管孔外接力串一并毫秒 微差起爆网路，实现先中间的沟槽爆破后两侧的逐 孔起爆，控制单响药量为2 6k g ，可以满足周围环境 的要求。 3 非电起爆网路中，采用每个结点捆联2 发 导爆管雷管的联结形式，大大提高了网路的可靠度。 参考文献 R e f e r e n c e s 徐成光．复杂环境和复杂地质条件下的沟槽控制爆破 [ J ] ．工程爆破，1 9 9 6 ，2 1 4 7 ．5 1 ． 苏贺，汪海波，宗琦．邻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 ． 房泽法，刘建丽．拆除爆破混联网路可靠性分析[ J ] ． 武汉理工大学学报，2 0 1 0 ，3 2 1 9 1 2 4 - 1 2 7 ． 赵根．非电接力起爆网路技术可靠度评价[ J ] ．爆 破，2 0 0 1 ，1 8 S I 8 8 - 9 0 ． 张正宇．塑料导爆管非电接力式起爆网路及其可靠性分 析[ c ] ∥第四届全国工程爆破学术会议论文集，1 9 9 1 ． 姚尧，孟冲，师俊平．用捆联及跨越式联接线路提 高导爆管起爆网路可靠度[ J ] ．工程爆破，1 9 9 6 ，2 4 6 0 ．6 4 ． 科技论文写作小知识摘要 摘要是以提供文献内容梗概为目的，不加评论和补充解 释，简明、确切地记述文献重要内容的短文。摘要应具有独 立性和自明性，并且拥有与文献同等量的主要信息，即不阅 读全文，就能获得必要的信息。一篇完整的论文都要求写随 文摘要，按摘要的不同功能来划分，大致有如下3 种类型。 1 报道性摘要 报道性摘要是指明一次文献的主题范围及内容梗概的 简明摘要，相当于简介。报道性摘要一般用来反映科技论文 的目的、方法及主要结果与结论。在有限的字数内向读者提 供尽可能多的定性或定量的信息。充分反映该研究的创新之 处。科技论文如果没有创新内容，如果没有经得起检验的与 众不同的方法或结论，是不会引起读者的阅读兴趣的；所以 建议学术性期刊 或论文集 多选用报道性摘要，用比其他类 摘要字数稍多的篇幅，向读者介绍论文的主要内容。以”摘 录要点”的形式报道出作者的主要研究成果和比较完整的定 量及定性的信息。篇幅以3 0 0 字左右为宜。 2 指示性摘要 指示性摘要是指明一次文献的论题及取得的成果的性 质和水平的摘要，其目的是使读者对该研究的主要内容 即 作者做了什么工作 有一个轮廓性的了解。创新内容较少的 论文，其摘要可写成指示性摘要。一般适用于学术性期刊的 简报、问题讨论等栏目以及技术性期刊等只概括地介绍论文 的论题，使读者对论文的主要内容有大致的了解。篇幅以 1 0 0 字左右为宜。 3 报道一指示性摘要 报道一指示性摘要是以报道性摘要的形式表述论文中 价值最高的那部分内容，其余部分则以指示性摘要形式表 达。篇幅以1 0 0 一2 0 0 字为宜。 一般地说，向学术性期刊投稿，应选用报道性摘要形式； 只有创新内容较少的论文，其摘要可写成报道一指示性或指 示性摘要。论文发表的最终目的是要被人利用。如果摘要 写得不好，在当今信息激增的时代论文进入文摘杂志、检索 数据库，被人阅读、引用的机会就会少得多，甚至丧失。一篇 论文价值很高，创新内容很多，若写成指示性摘要，可能就会 失去较多的读者。 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J n 口 b H b № 万方数据