樓房深基坑爆破安全技術(shù)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(shè)計了某小區(qū)樓房深基坑巖石控制爆破方案，對比三種爆破方案，優(yōu)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(qū)分臺階的爆破方法，其中控制爆破Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)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(jiān)測，監(jiān)測區(qū)最大振動速度2．05cm/s，最小振動速度1．16cm/s，并根據(jù)測試結(jié)果對臺階高度、孔網(wǎng)參數(shù)和起爆規(guī)模進行調(diào)整。爆破施工結(jié)果表明:爆破網(wǎng)路參數(shù)安全可靠，爆破振動在安全允許范圍內(nèi)，無爆破飛石產(chǎn)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(guān)鍵詞:

深基坑爆破開挖;控制爆破;孔網(wǎng)參數(shù);爆破振動

1工程主要特點及技術(shù)難點分析

1．1基坑周圍環(huán)境情況

該工程位于淮南市謝家集區(qū)文山南村小區(qū)建設(shè)工地內(nèi)，需爆破的巖石大部分為中硬石灰?guī)r，部分屬于堅硬石灰?guī)r。爆破區(qū)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(huán)境情況如圖1所示:東側(cè)緊鄰待拆遷的居民區(qū)，該區(qū)域多為自建民房，其東側(cè)約為70m處有一高壓輸電線路;基坑南側(cè)約15m處為居民區(qū)，該區(qū)域距基坑40m范圍內(nèi)的居民大部分已搬遷，仍有少量未搬遷戶;西側(cè)約15m處為一居民小區(qū)，該小區(qū)人口入住率較高;基坑北側(cè)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(huán)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(gòu))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(yè)對周邊建筑環(huán)境和人文環(huán)境的有害影響，乃是本工程爆破面臨的主要技術(shù)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(shù)設(shè)計要點

2．1爆破方案的選擇及優(yōu)化

針對爆區(qū)周圍復雜的環(huán)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(qū)域爆破，該方案能保證爆破飛石和振動動不會對周圍環(huán)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(cè)緊鄰小區(qū)位置采用淺孔爆破(孔徑38mm，鉆孔深度2．0m)分區(qū)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(jié)束后再進行下一個循環(huán)。該方案能夠?qū)⒈普駝訉π^(qū)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(cè)小區(qū)方向，存在爆破飛石的風險。方案3:在基坑東側(cè)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(qū)域A，然后再用中深孔沿爆破區(qū)域進行鉆孔爆破。根據(jù)距離西側(cè)小區(qū)距離的不同分成三個區(qū)域，每個區(qū)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(qū)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(cè)小區(qū)，降低爆破飛石的風險。經(jīng)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(qū)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(jiān)測，為爆破參數(shù)設(shè)計和參數(shù)優(yōu)化提供參考依據(jù)。

2．2技術(shù)設(shè)計要點

(1)炮孔布置首先在基坑東側(cè)用小孔分兩次爆破一個長寬均為4．0m，深度約為4．0m的區(qū)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(jù)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(zhì)點允許振動速度，cm/s，一般磚石結(jié)構(gòu)的建筑物為2～3cm/s［4］，結(jié)合本次工程中的磚混結(jié)構(gòu)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(qū)地質(zhì)地形有關(guān)的系數(shù)和地震波衰減指數(shù)，因該工程設(shè)計以中硬石灰?guī)r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(qū)(25m＞R≥15m)采用鉆孔深度為2．5m;控制爆破Ⅱ區(qū)(55m＞R≥25m)采用鉆孔深度為3．5m。控制爆破Ⅲ區(qū)(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(shù)的確定根據(jù)文獻資料［5，6］，單段最大起爆藥量計算表和以往的施工經(jīng)驗，主要爆破參數(shù)見表2。

3爆破網(wǎng)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(shù)量，通過振動監(jiān)測和周圍居民的反應，采用逐孔起爆并且每次爆破炮孔數(shù)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(qū)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(fā)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(xiàn)場監(jiān)測，根據(jù)實時測試結(jié)果，從而指導爆破施工，對爆破參數(shù)和規(guī)模進行適時調(diào)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(jiān)測，數(shù)據(jù)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(qū)，鉆孔作業(yè)時爆破工程技術(shù)人員要在現(xiàn)場指導并監(jiān)督其作業(yè)，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(jù)最小抵抗線合理調(diào)整裝藥量;最后，要保證堵塞長度和堵塞質(zhì)量，專門安排人員對堵塞作業(yè)進行監(jiān)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(shè)計進行爆破施工，從爆破區(qū)域Ⅲ依次向爆破區(qū)域Ⅰ推進，爆后巖石破碎向上鼓起且無爆破飛石產(chǎn)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(fā)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(jù)爆破振動公式進行理論計算，為爆破方案提供設(shè)計依據(jù)，以及在施工中對爆破振動進行實時監(jiān)測，依據(jù)測量結(jié)果適時調(diào)整爆破規(guī)模和方案，都對設(shè)計方案的合理性起到了關(guān)鍵性的作用。

(2)在復雜環(huán)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(qū)的爆破方法，通過劃分不同的爆破區(qū)域，設(shè)計不同的爆破參數(shù)，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(jù)巖石硬度和構(gòu)造特征適時調(diào)整爆破參數(shù)，保證堵塞長度和堵塞質(zhì)量，從而能夠保證無爆破飛石的產(chǎn)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(wěn)．中孔徑淺孔爆破施工技術(shù)［J］．爆破，2013，30(3):81-82．

［2］杜忠龍，張風華，符小海，等．城市復雜環(huán)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(huán)境下大規(guī)模基礎(chǔ)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(shù)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(guī)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(yè)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(shù)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