控制爆破技术在场地平整施工中的应用.pdf

第2 9 卷第4 期 2 0 1 2 年1 2 月 爆破 B L A S T Ⅱ呵G V 0 1 ．2 9 N o ．4 D e c ．2 0 1 2 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 2 ．0 4 ．0 1 5 控制爆破技术在场地平整施工中的应用 李洪伟，颜事龙，郭子如，刘伟，郭迸 安徽理工大学化学工程学院，淮南2 3 2 0 0 1 摘要采用深孔和浅孔控制爆破技术对复杂环境下石方进行爆破开挖。根据爆破区域环境和工程特点， 采用萨道夫斯基公式计算被保护民房所能允许的最大单段起爆药量，作为台阶高度和孔网参数设计的主要 参考依据。同时时爆破振动进行现场监测，根据测试结果，对台阶高度、孔网参数和起爆规模进行调整，从而 使爆破振动效应满足各被保护建筑物的要求，使爆破施工安全高效的进行。 关键词复杂环境；控制爆破；孔网参数；台阶高度；爆破振动 中图分类号T D 2 3 5 ．3文献标识码A文章编号1 0 0 l 一4 8 7 x 2 0 1 2 0 4 0 0 6 2 0 3 A p p l i c a t i o no fC o n t r o U e dB l a s t i n gT e c h n o l o g yi nG r o u n dL e V e l i n g L lH o n g 一伽e i ，Y A Ns k k n g ，G U oZ t r u o ，u UW e i ，G U oJ 讯 S c h o o lo fC h e m i c a lE n 百n e e d n g ，A n h u iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，H u a i n a n2 3 2 0 0 1 ，C h i n a A b s t r a c t 7 r h ed e e pa n ds h a l l o wh o l ec o n t r 0 1 l e db l a s t i n ge x c a v a t i o nm e t h o d sw a sa p p l i e di nc o I Ⅱp l i c a t e ds u r - m u n d i n g s ．A c c o r d i n gt ot h eb l a s t i n ga r e ae n v i r o n m e n ta n dp r o j e c tc h a r a c t e r i s t i c s ，t h em 默i 舢mc h a r g ea m o u n tp e r d e l a yc a l c u l 8 t e db yt h eS a d o v ’sf 0 瑚u l aw a sh 谵h l yt a k e ni n t oc o n s i d e r a t i o n ，w h i c hi n n u e n c e d 山eb e n c hh e i g h ta n d b l a s t h o l ep a r a m e t e r sd e s i g n ．T h eb l a s t i n gV i b r a t i o nw a sm o n i t o r e ds i m u l t a n e o u s l y ．C o m b i n e dw i t ht h em o n i t o r e dr e s u l t s ，山eb e n c hh e 培h t ，b l a s t h o l ep a r a I n e t e r sa n db l a s t i n gs c a l ew e r em o d u l a t e dr e s p e c t i v e l yt om e e tb l a s t i n gv i b r a - t i o nr e q u i r e m e n t0 fp m t e c t e db u i l d i n g s ， K e yw o r d s c o r n p l i c 丑t e de n v i ㈣e n t ；c o n t r o u e db l a s t i n g ；b l a s t h o l ep a r 锄e t e r s ；b e n c hh e i g l l t ；b l 鹪t i n gv i b m t i 叽 l 工程概况 某市文化产业园场地平整施工过程中，需要对 园区内的岩石进行爆破破碎，需要爆破的岩石为中 硬石灰岩、部分为红砂岩，爆破区域岩石的整体性较 差，泥层夹缝比较多。爆破区域的长度约为1 5 0m ， 宽度约为8 0m ，爆破开挖深度在5 ．0 ～8 ．Om ，爆破 总方量约8 00 0 0m 3 ，要求在1 个月内完成。 爆破区域所处环境复杂，其东侧约2 5m 处为一 临时施工道路，平时施工车辆来往频繁；南侧约 3 0m 处有一施工用的临时变压器；西侧约2 5m 处有 民房3 栋；北侧约1 0 0m 处为在建的施工区域，周围 收稿日期2 0 1 2 0 6 1 0 作者简介李洪伟 1 9 7 9 一 ，男，硕士研究生、讲师，从事爆炸技术及 应用方向研究， E - m a i l l i h w a u s t ．e d u ．c n 。 环境如图1 所示。爆破施工时必须严格控制爆破震 动及爆破飞石对周边环境的影响，确保周围的民房、 变压器、施工人员及在建工程的安全。 2 爆破方案选择 由于工期紧、任务重，并且爆破区域所处环境非 常复杂，在确保民房及周围设施安全的前提下，大部 分岩石采用中深孑L 微差控制爆破，且尽可能提高单 次起爆规模；西侧距离3 栋民房较近区域的岩石采 用浅孔微差爆破。具体方案如下⋯ 1 结合爆破现场地质情况，采用萨道夫斯基公 式计算在距离民房不同区域所能允许的最大起爆药 量，作为爆破参数设计的主要参考依据，根据现场爆 破振动测试结果，对爆破参数和起爆规模进行调整。 2 破碎岩石主爆炮孔尽可能加大底部药量， 万方数据 第2 9 卷第4 期李洪伟，颜事龙，郭子如，等控制爆破技术在场地平整施工中的应用 6 3 反向双雷管起爆，炮泥堵塞长度不小于最小抵抗线。 岩石主爆破孔采用耦合装药，增大炮孔底部装药密 度，加强孔口堵塞质量。 3 为了尽可能提高爆破效率和避免杂散电流 对爆破的影响，工程中采用非电导爆管雷管，中深孔 爆破采用逐孔起爆网路。 民房 民房 民房 围墙 图l 周围环境示意图 单位m F i g ．1 S c h e m eo fb l 酗t i n gs u r m u n d i n g s u n i t m 3 爆破参数设计 3 ．1 炮孔参数设计 3 ．1 ．1 单段最大起爆药量核算 为控制爆破震动的强度在允许的范围以内，采 用萨道夫斯基公式旧1 y 后 Q 1 ／3 ／R “ 1 计算得出距离被保护民房．R 处的单段最大起 爆药量∞o Q 。。 彤 彬K 。 式中Q 。。为单段最大起爆药量，k g ；y 为质点允许振 动速度，一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物为 2 ．0 ～3 ．oc r n ／s ，本次工程中需要保护的民房为年代 久远的砖结构瓦房，故y 取2 ．oc I n ／s ；R 为爆源距被 保护建筑物的水平距离，m ；K 、d 为分别为与被爆地 区地质地形有关的系数和地震波衰减指数，本次工 程以中等硬度石灰石为主体，选取K 2 0 0 ，a 1 ．8 。 经过理论计算最大允许单响药量见表l 。 表l 最大单段药量计算表 T a b l e1 ’n em o s th 雌v yd ∞k e dc h a r 季n gq 岫【n 廿锣0 f 山ed e 岫噙廿I 喀 距离肜m 2 0 ．02 5 ．03 0 ．O3 5 ．0加．O4 5 ．05 0 ．06 0 ．0 Q 。。／k g 3 ．77 ．11 2 ．3 1 9 ．62 9 ．34 1 ．75 7 ．19 8 ．7 8 0 ．0 2 3 4 ．O 由于直径为9 0m m 的钻孔采用膏状乳化装药 装药直径为7 0m m ，每米装药量约为5 ．0k g 。根 据表1 的计算结果和现场的爆破开挖要求，确保爆 破效果和安全，初步确定在距民房4 0m 以外的区域 采用一次钻爆至设计标高，3 0 ～4 0m 之间区域分 2 层开挖至设计标高；2 0 一3 0m 之间区域采用小孔 径爆破，并且要严格控制单次起爆药量和单响药量。 3 ．1 ．2 深孔爆破参数设计 1 炮孔深度L 距民房4 0m 以外的区域采用 一次钻爆至设计标高，3 0 4 0m 之间区域分2 层开 挖至设计标高，爆破高度日 5 ．o ～8 ．0m 。为保证 设计爆高内岩石充分破碎不留根底，钻孔要有一定 超深五，根据岩性和抵抗线，取超深h 0 ．5 ～1 ．0m ， 较硬的岩石取上限，较软的岩石取下限HJ 。 2 炮孔布置参数炮孔布置参数包括最小抵 抗线形、孔距口、排距6 等，不同孔深时的炮孑乙布置 参数见表2 。由于有些区域岩石的整体性较差，此 时炮孔布置要根据现成情况，对炮孔布置参数进行 适当调整。 表2 松动爆破参数 T a M e2L I 炳；i I I go 呻t r o l l e db I 撼衄gp a r a m e t e r 注表中的s 代表爆破点距民房的距离，m 。 3 炮孔装药参数根据现场环境和破碎岩石 自身特性，经过现场小规模试爆，确定中深孔爆破的 单位耗药量为0 ．4k g ／m 3 。单孔装药量按照公式 Q ‰6 H 或Q ‰珊进行计算‘5 1 ，计算结果见 表2 。对于深孔爆破的炮孔，炮孔底部1 ．Om 段采 用耦合装药来增加底部装药密度，减少爆破根底。 万方数据 爆破2 0 1 2 年1 2 月 3 ．1 ．3 浅孔爆破参数设计 根据单段最大起爆药量的计算结果 见表1 确 定，在距离民房2 0 3 0m 之间区域无法采用深孔爆 破方式进行施工，所以该部分岩石采用直径为 3 6m m 的浅孔爆破。该区域距离民房较近，不仅要 考虑爆破振动的影响，还要避免爆破飞石的产生，所 以该区域采用减弱松动爆破和机械破碎相结合的方式 进行施工。最小抵抗线形 0 ．8m ，孔间距口 1 ．0m ， 排间距6 o ．8m ，单位耗药量K 0 ．4 5k g ／m 3 ，单孔装 药量按照公式Q ‰坍或Q ‰船进行计算。 3 ．2 。起爆网路 起爆网路是保证爆破效果的关键，其设计原则 是实用可靠、安全准爆、操作方便，满足施工现场的 需要。为了避免外界杂散电流对爆破施工的影响，爆 破采用非电导爆管雷管起爆网路，以提高爆破网路的 安全性和可靠性。对于中深孔爆破，炮孔内起爆雷管 采用2 发M s l 0 段雷管，孔外连接雷管采用M S 4 段， 采用逐孔起爆，其局部网路结构图如图2 所示旧’7 1 。 对于浅孔爆破，根据计算结果，严格控制单段起爆药 量，将一次起爆的炮孔内均匀分布M S l 一M S 5 非电导 爆管雷管，用连接四通连接成复式起爆网路。 起爆点 M s 4M s 孑。丽fM s 4M s 4 N 孓弋弋■弋八 M S l OM S l OM S l 0M S l 0 M S l O 图2 中深孔爆破局部网路图 F i g ．2 P a I t i a ln e t w o r ko fm e d i u m l e n 殍hh o l eb l a s t i n g 4 爆破振动监测 为了确保将爆破振动控制在周围环境允许的范 围以内，在实施爆破时采用爆破振动测试仪对爆破 振动进行监测，从而能够更好的指导爆破施工。在 被保护房屋的附近布置4 个测振点 如图l 所示 ， 在距离房屋4 0m 以外区域、距房屋距离为3 0 一 4 0m 区域和距离房屋2 0 3 0m 区域进行爆破时，测 得振动数据如表3 所示。 表3 民房附近测振点的振动数据 T a b l e3v i b 豫舶nd a t ao ft h ep o i n tn e 盯h o 吣e 腑燃。掣二，。挲j ，。掣j ，。挲5 ， 11 6 0O ．5 80 ．5 40 ．6 00 ．5 1 2 5 0O ．9 8 O ．9 00 ．9 90 ．8 6 34 01 ．2 71 ．0 71 ．3 31 ．1 9 43 51 ．4 l1 ．3 8 1 ．4 51 ．5 3 53 01 ．7 51 ．6 71 ．8 81 ．5 2 62 51 ．8 3】．7 41 ．8 21 ．8 4 根据测试数据可知，每次爆破产生的振动效应 均小于房屋爆破振动安全允许标准 一般砖房、非 抗震的大型砌块建筑物安全允许振速下限值为 2 ．0c Ⅱ∥s ，表明爆破施工没有对房屋的结构造成损 坏，对民房及周边建筑的保护都达到了预期的效果。 5 爆破效果、建议及体会 爆破期间无爆破飞石及爆破振动等安全事故发 生，在保证周围环境不受影响的前提下，实现了安全 高效的施工，爆破块度、地板的平整性和爆破工期都 得到了建设单位一致好评。 1 在环境复杂的条件下实施爆破施工，首先 根据振动公式理论计算，确定合理的单响药量、起爆 规模和起爆区域的划分对保护爆破点附近民房的安 全非常关键。 2 在一些岩石整体性较差的区域，应灵活布 孔和缩小孔网参数，加强填塞和封堵，防止炸药能量 的泄露，提高岩石的破碎效果。 3 对于环境复杂的爆破工程，对爆破施工进 行爆破振动监测非常必要，测试结果对于指导后续 的爆破设计和确定合理的起爆规模起到至关重要的 作用。 4 对于采用孔内高段和孔外低段的逐孔起爆 网路时，对孔内雷管和孔外延期雷管的延期时间应 进行精心选择，在保证网路安全的前提下，尽可能降 低孔内起爆雷管的延期时间，以提高起爆顺序的可 靠性，保证爆破效果。 参考文献 R e f e 弛I 嗍 徐永刚．1 60 0 0m 3 石方深孔控制爆破施工技术[ J ] ．爆 破，2 0 1 l ，2 8 1 4 9 - 5 2 ． X UY o n g - g 肌g ．C o n s t n l c t i o nT e c h I l i q I l eo fd 唧h o l ec o n t r o l l e db l 鹊t i n go f1 6m i l l i o nc u b i cm e t e rs t o n e [ J ] ．B l 踞- t i n g ，2 0 1 l ，2 8 1 4 9 - 5 2 ． i nC h i n e s e 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 ． S UH e ，w A G NH a i b o ，z 0 N GQ i ．B l a s t i n gv i b 瑚正o nm o - n i t o r i n go ff o u n d a t i o nr o c k1 0 0 s eb l 船t i n gn e a rb u i l d i n g [ J ] ．B l 踮t i n g ，2 0 0 9 ，2 6 1 9 9 1 0 1 ． i nc h i n e 8 e 中华人民共和国国家标准．G B 6 7 2 2 2 0 0 3 爆破安全规 程[ s ] ．北京中国标准出版社，2 0 0 4 ． 管志强，张中雷，王林桂，等．复杂环境大区露天深孔 台阶爆破技术在岙山油库区开挖中的应用工程[ J ] ． 爆破，2 0 1 1 ，2 8 3 6 3 6 7 ． ●_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ 一 下转第9 8 页 ] ] ] ] ] ] 1 l 2 2 3 4 l 二 _ 心．心 口 H 万方数据 爆破 2 0 1 2 年1 2 月 爆破初期的倾倒趋势和后排倾倒翻转支撑构件的方 位决定，通过调整后排支撑的方位，可一定程度调整 定向爆破倾倒的方向，使其与设计的倾倒方向吻合。 2 对于特别不规则的建筑物，如果通过调整 爆破初期的倾倒趋势和后排倾倒翻转支撑构件的方 位仍很难满足倾倒方向和安全的要求，建议采用原 地坍塌爆破法，或者将结构分割成多个规则的单体 结构再分别进行定向爆破。 [ 2 ] [ 2 ] 图6 爆堆形状 F i g ．6S h a p eo f8 I a gm u c k 撕e rb l a s t i n g 崔晓荣，沈兆武，周听清，等．剪力墙结构原地坍塌爆 破分析[ J ] ．工程爆破，2 0 0 6 ，1 2 2 5 2 ．5 5 ． C U IX i ∞咖g ，S H E NZ h ∞w u ，Z H O UT i n g q i n ge ta 1 ． B l 鹊t i n gc o l l a p 8 e 明a l y s i so fs h e 盯．w a l ls t r u c t u r e s [ J ] ．E n - g i n e e I i n gB l 鹊t i n g 。2 0 0 6 ，1 2 2 5 2 - 5 5 ． i nC h i n e s e 黄士辉．国内城市高层建筑爆破拆除方式的探讨[ J ] ． 工程爆破，2 0 0 6 ，1 2 4 2 2 - 2 7 ． H U A N GS h i h u i ．I n v e s t i g a t i o no nm e l h o d so fb I 幽t i n g d e m o l i t i o no fu r b a nh i g h r i s ei nC h i n a [ J ] ．E n g i n e e r i n g B l 船t i n g ，2 0 0 6 ，1 2 4 2 2 乏7 ． i nC h i n e s e 周克荣，顾祥林，苏小卒．混凝土结构设计 土木工程 系列丛书 [ M ] ．上海同济大学出版社，2 0 0 1 ． 曹万林，胡国振，崔立长，等．钢筋混凝土带暗柱异形 柱抗震性能试验及分析[ J ] ．建筑结构学报，2 0 0 2 ， 2 3 1 1 6 - 2 0 ，2 6 ． C A OW 粕- l i n ，H UG u o z h e n ，C U IL i - c h 锄g ，e ta 1 ．E x p e r i - m 蚰t 蚰d 锄a l y s i so f ∞i s m i cb e h a v i o ro ft h e ，L ，T s h 印e dc o l u 砌sw i t l I ∞眦e a l e sc o l u m n s [ J ] ．J 叫m a Io f B u i l d i n gS t m c t u r e 8 ，2 0 0 2 ，2 3 1 1 6 - 2 0 ，2 6 ． i nC h i - n e 8 e 崔晓荣，郑炳旭，魏晓林。等．建筑爆破倒塌过程的摄 影测量分析 I 运动过程分析[ J ] ．工程爆破， 2 0 0 7 ，1 3 3 8 1 3 ，1 7 ． C U IX i a o m n g ，Z H E N GB i n g x u ，W E IX i a o l i n ，e ta 1 ． C 1 0 s e - 砌g ep h o t o g r 帅m e t r ya 1 1 a l y s i so fb u i l d i n g c o n 印s e I m o v e m e n to fb u i l d i o gd u r i n gb l a s t i n gd e m o l i t i o n [ J ] ．E n g i n e n gB l a s t i n g ，2 0 0 7 ，1 3 3 8 1 3 ，1 7 ． i n C h i n e s e 崔晓荣，魏晓林，郑炳旭，等．建筑爆破倒塌过程的摄 影测量分析 Ⅱ 后坐及能量转化分析[ J ] ．工程 爆破，2 0 0 7 ，1 3 4 9 一l4 ． C U IX i a o - m n g ，W E IX i ∞- l i n ，Z H E N GB i n g - x u ，e ta 1 ． a ∞e - 瑚g ep h o t 伽珥m m e t r _ y 蚰a l y s i so fb u i l d i n g - c o I l a p s e Ⅱ b 趾I 【l 髂h 锄de 聃r 9 3 ，t r a r I s f o m [ J ] ．E n 百n e e r i n g B l 鹊t i n g ，2 0 0 7 ，1 3 4 9 - 1 4 ． i nC h i n e s e 崔晓荣，王殿国，罗勇，等．大型多跨厂房定向爆破 拆除[ J ] ．爆破，2 0 0 9 ，2 6 3 6 l 一6 5 ． C U IX i ∞- m n g ，W A N GD i 粕- g u o ，L U 0Y o n g ，e ta 1 ．D i r e c t i ∞a lb l a s t i n g “s u p e rm u l t i - s p 蚴w o r k s h 叩[ J ] ．B l 鹞 t i n g ，2 0 0 9 ，2 6 3 6 l - 6 5 ． i nC h i n e s e 崔晓荣，李战军，周听清，等．拆除爆破中的大规模起 爆网路的可靠性分析[ J ] ．爆破，2 0 1 2 ，2 9 2 l l O 一1 1 3 ． C U Ix i ∞m I I g ，Uz h 鲫．j u n ，Z H O UT i n g - q i n g ，e ta I ．A p ． p l i c a t i o ns t u d yo ns u p e rp r i r n i n gc i r c u i tu s e di nb l a s t i n g d e m o l i t i o n [ J ] ．B l 鸽t i n g ，2 0 1 2 ，2 9 2 1 l O - 1 1 3 ． i nC h i - n e s e 上接第6 4 页 [ 4 ] G u A Nz h i - q i a n g ，z H A N Gz h o n g - l e i ，w A N GL i n - g u i ，e t a 1 ．F E N Gx i n - h u a ．A p p l i c a t i o no fl a r g eo p e nd ∞ph o l e b e n c hb l ∞t i n gi nA 鸺h 明o i lr e ∞r v o i re x c 删a t i o no nc o m p l e xe n v i m n m e n t [ J ] ．B l 踮t i n g ，2 0 l l ，2 8 3 6 3 - 6 7 ． i n C h i n e s e [ 5 ] 汪旭光．爆破手册[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 1 0 9 3 5 9 4 0 ． [ 6 ] 张志呈，熊文，吝曼卿．浅谈逐孔起爆技术时间间隔 的选取[ J ] ．爆破，2 0 1 l ，2 8 2 4 5 4 8 ． [ 6 ] [ 7 ] [ 7 ] Z H A N GZ h i c h e n g ，X 1 0 N GW e n ，U NM a n - q i n g ．D i s c u s - s i o no fd e l a yi n t e r v a le l e c t i ∞0 fh o l eb yh o l ei n i t i a t i o n [ J ] ．B l 拈t i n g ，2 0 1 l ，2 8 2 4 5 ．4 8 ． i nC h i n e s e 叶海旺，石文杰，王二猛，等．金堆城露天矿生产爆破 合理微差时间的探讨[ J ] ．爆破，2 0 1 0 ，2 7 1 9 6 - 9 8 ． Y EH a i - w a n g ，S H IW e n _ j i e ，W A N GE r - m e n g ，e ta 1 ．R e - 鼬嚏t r c ho fr e 鹊o n a b l ed e l a yi n t e r v 8 1 8i nJ i n g d u i c h e n go p e n p ．tm i m [ J ] ．B l 鹳t i n g ，2 0 1 0 ，2 7 1 9 6 - 9 8 ． i nc h i n e S e ] ] ] 】 ] ] ] ] 吲 ㈠ ㈠ 瞪 b ∞ № 口 口 隅 隋 万方数据