控制爆破在互道立交桥工程中的应用.pdf

第2 1 卷第2 期 2 0 0 4 年6 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 1N o ．2 J u n ．2 0 0 4 文章编号1 0 0 1 4 8 7 x 2 0 0 4 0 2 一0 0 4 3 一0 3 控制爆破在互道立交桥工程中的应用 陈连进 泉州市建设工程交易中心，福建泉州3 6 2 0 0 0 摘要根据工程特点，通过利用新的爆破方法，运用预裂爆破争挤压爆破相结合，孔内孔外微差延迟相 结合的爆破技术．降低了爆破震动，减少了爆破飞石，取得了良好的爆破效果。 关键词预裂爆破；挤压爆破；地震效应 中图分类号 T D 2 3 5 ．3 3文献标识码A A p p l i c a t i o nS t u d yO nN e wC o n t r 0 U e dB l a s t i n gT e c h n i q u e Si nM u t u a l R o a dC r o s s - b r i d g eP r o I je c t C H E NL 妇咒0 i 7 2 Q u a n z h o uC o n s t r u c t i o nE n g i n e e r i n gT r a d eC e n t r e ，Q u a n 2 o u3 6 2 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t ‘ c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i S t 池o ft h ep r o j e c t ，t h eI 删b l a s t i n gt e c m q u e sa r eu ∞d ．‰出i n i l l gp f e s l i tb I a s t i n gw i t hp r e s sb I a s t i n g ，a n dt i m ed a l e yb o t hi n s i d e 诵t ho u t S i d et h eh o l 荡，t h eb l a S t i n gv i b r a t i o na n dt h ef l y f D c ka r er e d u c e da n da9 0 0 db l a s t i n gf e s u l ti sa c h i e v e d ． K e yw O r d s p r e s l i tb l a s t i n g ；p r e s sb l a S t i n g ；t h es e i s m i ce f f e c t l 刖罱 在公路建设中，爆破发挥了越来越重要的作用。 但如果施工场地是在复杂的环境下，爆破施工中的 危害 如飞石、震动等 就不可忽略。采用合理的爆 破技术和减震措施，是保证施工能正常进行，保证人 民生命和财产安全的根本途径。结合福建省泉州市 仕公岭互道立交桥建设项目，探讨了微差爆破和挤 压爆破相结合，孔内孔外延期起爆相结合的新技术， 严格控制最大一段起爆药量，控制了爆破飞石、减少 了爆破震动，取得了良好的经济和社会效益。 2工程概况 泉州仕公岭互道立交桥建设项目是在原3 2 4 国 道上进行改建扩建，处于交通要道，人流、车流川流 收稿日期2 0 0 4 一0 3 1 3 ． 作者简介陈连进．男；泉州泉州市建设工程交易中心 不息，而且爆破区四周近临各种建筑、设施和市政管 线，爆破环境极其复杂，必须采用城市控制爆破方法 进行爆破施工 见图1 。 1 泉州仕公岭互道立交桥建设项目中对山体开 挖部分主要有两方面一方面需要将通明拉链公司 以南和储备粮库以北的山体进行开挖，一方面需要 将原3 2 4 线、坪山路部分路基开挖降坡。山体开挖 高度约1 5 ～2 0m ，路基开挖深度约5m 。根据现场 勘探表面岩石为中风化花岗岩，．厂 4 ～6 ，岩石总 开挖量将约为2 0 万m 3 。 2 开挖顺序总体布置首先使A 、B 匝道路基 成形，即对通明拉链公司以南和储备粮库以北的山 体和3 2 4 线南面半幅路基进行开挖，打通坪山路和 3 2 4 线，以利来往车辆通行。之后，拆除立交桥，对 3 2 4 国道北半幅路基进行开挖。 3爆破方案 由于施工地点处在交通要道，爆破区四周紧邻 万方数据 4 4 爆破 2 0 0 4 年6 月 图1泉州仕公岭互道立交桥周围环境示意图 各种建筑物，必须确保爆破安全；在此基础上，尽量 减少爆后岩石的块度，便于机械化装运，加快施工进 度；同时，必须保证边坡的稳定。根据工程特点，采 用松动爆破技术，预裂爆破和挤压爆破相结合，同时 在装药结构上采用孔内外延期起爆相结合的技术， 选择合理的起爆时差，保证爆破的最佳效果。具体 措施 1 对路堑边坡炮孔实施光面爆破，以保持边坡 稳定性和减少超挖。倾斜7 5 。～8 0 。钻孔，孔内装药 采用径向不耦合和轴上部空气垫层装药结构。 2 适当减小炮孔布置参数和增大单位耗药量， 双层装药，加强填塞，以求改善岩石破碎质量，便于 机械化装运，缩短工期。 3 主爆炮孔采取分段装药结构，并尽可能加大 底部药量，正向双雷管起爆，炮泥堵塞长度不小于抵 抗线值，同时堵塞长度必须大于孔排距。 4 对于需要重点保护的建筑方向上，开挖减震 沟，以降低爆破震动。 4 爆破参数的确定和理论原则 4 ．1 最大一段起爆药量 为控制爆破震动的强度在允许的范围以内，采 用萨道夫斯基公式求算。 V K √Q ／尺 。 1 Q 。。 R 3 V ／K 3 ／4 2 式中，Q 。。。为最大一段起爆药量，k g ；V 为质点允许 振动速度，c m ／s ；一般砖石结构的建筑物为2 ～3 c m ／S ，对钢筋混凝土框架房屋，取V 5c m ／s R 为 爆心距，m ；K ，口分别为震波衰减系数和指数。 根据现场勘察，裸露表面的岩石表象为中硬岩 石，根据现场实测数据进行的回归分析，并结合以前 的工程经验，K 取2 0 0 ，a 取1 ．8 。根据以上公式和参 数，计算不同距离和不同结构物所允许的最大单段 齐爆药量见表1 、表2 。 表l 钢筋混凝土框架房屋Q 值 4 ．2 孔网参数 炮孔间距口为 口 刀l W 3 式中，优是炮孔密集系数，这是炮孔布置中一个重 要参数。一般认为当优 1 ．2 5 时可取得良好的爆 破效果；若”。 1 ．2 5 ，则大块岩石增加。自从 L a n g e f o r sU ⋯研究提出了，，。 4 ～6 的特殊孔网参 数爆破技术 宽孔距爆破技术 以来，因其大大减少 了岩石大块、破碎块度均匀而得以广泛应用【2 I 。根 据实际开挖沟宽和深度布置，一般取口 7 0 ～1 0 0 c m ，W 3 0 ～5 0 ．c m 。 4 ．3 炮孔深度L 孑L 深L 的计算式为 L H 卢 ／S i n p ； 4 式中，J 9 为炮孔与地面夹角，取卢 6 0 。～7 0 。； H 为台阶高度，m ；口为炮孔超钻深度，m ；台阶爆破 一般取产 0 ．3 Ⅳ。。或卢 1 0 ～1 5 d d 为炮孔 直径，m m ，一般取口 3 0 ～5 0c m 。 图2 炮孔分段装药结构图 4 ．4 炮孔装药参数 首先根据岩性并经试爆后选取合理的单位耗 药量q ，风化花岗岩g O ．4 ～O ．4 5k g ／f n 3 。同时为 了充分利用炸药的能量，增强底部破岩作用[ 3 J ，先 在孑L 底放入的高威力岩石水胶炸药，而在其柱部装 万方数据 第2 1 卷第2 期陈连进控制爆破在互道立交桥工程中的应用 4 5 填较次之炸药，以充分利用炮孔体积、节省钻孔与炸 药费用。装药密度保证达l D o 0 ．9 ～1 ．0g ／m 3 ， 见 图2 。 4 ．5 合理的起爆时差和起爆方式 在微差爆破中，起爆时差的选择非常重要，如果 选取不当，就很难取得理想的爆破效果。按照地震 效应最小的原则确定段间的微差问隔时间，可通过 两种途径来实现【4J 一种是使前后两段炮孔装药起 爆产生的地震波主震相位错开，从而降低有害的地 震效应；另一种方法是使前后两段炮孔装药起爆产 生的地震波相互干扰，以最大限度的降低爆破地震 效应。 根据岩体爆破发生前移和回弹两个作用的运动 过程，并考虑自由面原理，下段装药挤压爆破微差延 迟时问应等于岩体向前运动和向后回弹以及形成裂 隙自由面的总时间【5 J r 厂1q 5 ／3 q { ／3 5 ／u 5 式中，r 为微差延迟时间，m s ； 为岩体系数，取1 ．0 ～1 ．2 。当岩体容重小、纵波速度低、节理发育时，取 小值；反之取大值。厂2 为炸药与岩体波阻抗系数，取 1 ．0 2 』D 2 c 2 ／P I c l 一1 ．7 8 ；1 0 2 f 2 为炸药波阻抗， f D l ‘1 为岩石波阻抗；5 为形成裂隙的宽度，一般s 1 0m m ；u 为岩块平均移动速度，一般取4 ～7 m m ／S o 为了控制一次最大齐爆药量，并最终减少爆破 飞石和爆破震动，采用孔内孔外分段延期起爆方 式【6J ， 见图3 。 5爆破效果 图3 起爆方式 ／D f ／D ／ p 7 由于对爆破精心设计，同时对可能发生的爆破 危害予以充分考虑，采取了得当的控制措施，本工程 爆破取得了良好的效果。爆后岩石破碎向上鼓起， 基本无飞石，个别碎石泥块的飞抛距离均在允许范 围以内；块度均匀，便于机械化挖掘。地表开裂隆起 显著，爆堆向前伸出的长度约为台阶高度的2 倍，爆 堆升高约0 ．5 ～1 ．0m ．松动效果良好。整个爆破大 块率控制在2 ％～3 ％之间。由于采用了微差松动 爆破和挤压爆破相结合的新技术，爆破震动强度低， 对周围建筑物和线缆设施没有产生明显的破坏。爆 后边坡稳定性高，无明显的爆震裂隙。整个爆破工 程达到了预期效果。 6 结语 1 在复杂环境条件下，采用微差松动爆破和挤 压爆破相结合的技术，采用孔内外分段延期起爆的 起爆方式，能够很好地减少爆破飞石，降低爆破震 动。 2 充分利用炸药的能量，在炮孔的底部装填高 威力的炸药，在上部装填能量低的炸药，首先起爆的 上段装药，松动破碎该段岩石，为后续起爆的下分段 装药大量破碎岩石提供防护飞石的覆盖层。此覆盖 层 留渣 使下分段装药爆破时岩石的运动受到很大 限制，彼此之间受到挤压和破碎。新分离的岩块带 有一定量的能量，将以很高的速度撞击留渣或前排 爆破体，使二者均得到进一步的破碎，达到减小大块 率的目的。 3 在有地下管道通过的地方，开挖减震沟，其减 震效果十分明显。 4 在爆破过程中，对爆破震动的跟踪监测是很 有必要的。这不仅有利于爆破震动的安全评定，同 时根据测试结果的反馈，为调整爆破参数提供重要 依据。 参考文献 [ 1 ] L a n g e f o r sU ．现代岩石爆破技术[ M ] ．北京冶金工业 出版社．1 9 8 3 ． [ 2 ]李廷春，刘国强，付建钢．大孔距小抵抗线微差爆破技 术的石方开挖[ J ] ．爆破，2 0 0 3 。2 0 3 2 2 ～2 4 ． [ 3 ]林从谋．印度河公路1 2 B 项目爆破技术与特点[ J ] ．工 程爆破，1 9 9 8 ，4 2 6 0 ～6 4 ． [ 4 ]彭光耀．复杂环境下深孑L 爆破地震效应的控制技术 [ J ] ．爆破，1 9 9 7 ．1 4 4 2 7 ～2 9 ． [ 5 ]钮强．岩石爆破机理[ M ] ．沈阳东北大学出版社， 1 9 9 0 ．1 3 9 ～1 4 0 ． [ 6 ]徐顺香．临长高速公路路堑开挖中的控制爆破技术 [ J ] ．爆破，2 0 0 2 ，1 9 1 2 7 ～2 9 ． ’ 万方数据