鄧華

摘要：通過對爆破的概述和工程事故實例，圍繞工程爆破對保留巖體、邊坡、地下工程的不良影響進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：爆破；不良影響；保留巖體；邊坡；地下工程

巖石爆破開挖一般圍繞著交通、公路、鐵路、水電、礦山、路塹、隧道和井巷等工程進(jìn)行，無論地上和地下的開挖均依靠爆破方式完成土石方開挖。爆破能快速高效地開挖石方的同時，也帶來了不利的影響。所以，工程技術(shù)人員應(yīng)該對爆破技術(shù)有所了解或者掌握，和爆破人員共同努力降低爆破的不良影響，避免過度爆破產(chǎn)生破壞，造成工程量增加，殘留安全隱患。

一、爆破對保留巖體的不良影響

在有臨空面的半無限巖土中爆破，從藥包中心向外分為壓縮區(qū)、爆破漏斗區(qū)、破裂區(qū)和振動區(qū)。壓縮區(qū)和爆破漏斗區(qū)的巖體是我們需要挖運掉的，而破裂區(qū)和振動區(qū)會使保留的巖體產(chǎn)生裂隙。這種裂隙分兩類：一類是由于爆破作用產(chǎn)生的新裂隙，大多在完整的巖體中小范圍分布。另一類是由于爆破作用引起巖體中原有的節(jié)理、裂隙擴(kuò)張，在節(jié)理裂隙或者層理發(fā)育的巖體中分布范圍較大，裂隙延伸方向和長度受地形、地質(zhì)條件的影響比較大，有時大爆破形成的裂隙長度達(dá)百米之上。在平面爆破時，產(chǎn)生比較規(guī)則的環(huán)向裂隙和徑向裂隙，在斜坡地形處爆破，會產(chǎn)生平行于臨空面方向的裂隙，而且可能延伸很長。裂隙寬度和長度與爆破的規(guī)模息息相關(guān)，規(guī)模越大則破壞程度越強，距離爆破區(qū)越近，地表裂隙就越密、越寬。地表一般是風(fēng)化巖體，其抗拉強度小，最容易形成裂縫。根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)，地表破壞區(qū)的作用半徑按RP=KP3√Q￣公式計算（RP為藥包中心至最遠(yuǎn)裂隙的距離，米；Q為裝藥量，公斤；KP為破壞系數(shù)，取值范圍1.7～2.6，最大不超過3）。經(jīng)驗表明，藥包以下出現(xiàn)裂縫的破壞半徑不超過最小抵抗線。

二、爆破對邊坡的不利影響

爆破對邊坡的影響取決于爆破振動強度和邊坡的自身地質(zhì)條件，受破壞的程度和爆破藥量、最小抵抗線和地質(zhì)條件有關(guān)。

一次起爆藥量或者最小抵抗線越大，坡體內(nèi)的應(yīng)力波就越強，邊坡破壞越嚴(yán)重。破壞的現(xiàn)象表征為：對于軟硬相間的巖體或者軟弱巖體容易引起崩塌和滑坡（即使當(dāng)時表面上沒有立刻發(fā)生破壞，但在長期應(yīng)力和水的作用下會出現(xiàn)開裂、移動、滑落），對硬質(zhì)巖石可能產(chǎn)生危石或落石。

地質(zhì)條件（如地層巖性與地質(zhì)構(gòu)造）也對爆破有著顯著的影響。地層巖性、厚度、密度、縱波速度等不僅影響最小抵抗線的位置，還會影響爆破巖石的塊度。而地質(zhì)構(gòu)造對爆破影響最大的是斷層破碎帶，其次是裂隙發(fā)育狀況。假如邊坡體內(nèi)節(jié)理裂隙不很發(fā)育、巖體比較完整時，由于坡緣局部發(fā)育成沖溝，或者有陡傾張性裂隙，將巖體分割成搖搖欲墜的危石，在爆破的振動作用下，危石墜落，并且在以后的雨水沖刷下，也極有可能發(fā)生崩塌。假如邊坡體內(nèi)沒有貫通的滑動面，但至少有一組發(fā)育的節(jié)理裂隙，在爆破的振動下，使該組節(jié)理裂隙擴(kuò)展甚至貫通，經(jīng)過一段時間的變形后，邊坡極有可能發(fā)生滑塌。假如邊坡體內(nèi)已經(jīng)有了貫通的滑動面或者古滑坡體，爆破前坡體依靠滑動面的抗剪強度維持穩(wěn)定，爆破時產(chǎn)生的強烈振動使滑動面的抗剪強度損失而引起滑塌或者古滑坡復(fù)活。

根據(jù)鷹潭至廈門鐵路、寶雞至成都鐵路、蘭州至新疆鐵路的318個工點邊坡穩(wěn)定情況的調(diào)查數(shù)據(jù)，邊坡變形占62.3%，其中產(chǎn)生危石落石的占變形工點的一半，由于不良地質(zhì)條件引起滑坡的占17.6%。研究調(diào)查數(shù)據(jù)表明，爆破之后，邊坡高度不高于30米的邊坡比較穩(wěn)定，高于60米的邊坡產(chǎn)生的問題比較多。對30米～40米高度的邊坡，可依據(jù)地質(zhì)條件確定是否采用大爆破，對于高度高于60米的邊坡，不宜使用大爆破施工，而且盡可能優(yōu)化設(shè)計（多采用隧道工程摒棄高填深挖工程）。采用藥室法大爆破開挖的路塹，其邊坡產(chǎn)生的事故比較多，采用邊坡預(yù)留保護(hù)層或者采用光面爆破開挖的路塹，邊坡質(zhì)量事故率則大大降低。

三、爆破對地下工程的不良影響

巖體爆破工程不免使用爆破方法不當(dāng)，而常常產(chǎn)生巷硐塌方冒頂，造成地表塌陷，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，發(fā)生水及瓦斯突發(fā)事故等等。

㈠ 造成巷硐塌方冒頂

巖體本身的地質(zhì)構(gòu)造存在多種組合，而斷層、軟弱結(jié)構(gòu)面、節(jié)理裂隙等又與巷硐臨空面形成了多種不利組合。當(dāng)?shù)叵鹿こ涕_挖出空間后，空間周圍的圍巖形成了一個厚度不等的圍巖松動圈。松動全圈的厚度和巖體性質(zhì)、原始應(yīng)力狀態(tài)、埋深、空洞的幾何尺寸、形狀及位置都有關(guān)系，還和爆破的方法有關(guān)。

㈡造成地表沉陷

地表沉陷除了與開挖空間的大小、埋深、巖層產(chǎn)狀、巖層性質(zhì)、開挖方法有關(guān)外，還與爆破方法有關(guān)聯(lián)。當(dāng)爆破方法不妥當(dāng)時，造成空洞上方產(chǎn)生裂縫和彎曲，巖層產(chǎn)生水平移動和下沉，形成了地面的沉陷洼地。為此，必須及時監(jiān)測采空區(qū)圍巖及地表巖移征兆，凡是地下存在大面積的采空區(qū)時，必須在開挖前預(yù)測出巖層的移動角度、裂隙角、崩落角，在此移動范圍內(nèi)不得設(shè)置建筑物和道路以及工業(yè)永久設(shè)施。

㈢引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害

地下空洞大范圍的開挖，明顯改變了原有的地應(yīng)力狀態(tài)，有時開挖引起了地應(yīng)力的集中，當(dāng)由爆破誘發(fā)的地應(yīng)力急劇進(jìn)行釋放以求達(dá)到平衡狀態(tài)時，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，在堅硬完整的硬巖種產(chǎn)生巖爆，在軟弱巖體中出現(xiàn)塌方沉陷。

㈣引起地下水及瓦斯突發(fā)事件

爆破對圍巖產(chǎn)生不同程度的張開裂縫，成為地下水和瓦斯的良好通道，有時甚至引起一個地下工程的毀滅。

2011年9月16日，山西省朔州市山陰縣中煤金海洋公司元寶灣煤礦發(fā)生重大透水事故。在整合礦井復(fù)雜的水文地質(zhì)條件不清的情況下盲目施工建設(shè)，作業(yè)區(qū)域出現(xiàn)頂板淋水加大等異?，F(xiàn)象后，沒有及時采取有效措施，透水事故造成11人死亡。

2014年4月21日，云南曲靖市富源縣紅土田煤礦發(fā)生重大瓦斯爆炸事故。紅土田煤礦非法越界違規(guī)組織生產(chǎn)，隱瞞作業(yè)地點，采用非正規(guī)采煤方法，工作面存在違規(guī)串聯(lián)通風(fēng)和循環(huán)風(fēng)，造成瓦斯積聚并達(dá)到爆炸濃度，在未檢查瓦斯的情況下違章爆破引起瓦斯爆炸，造成14名礦工遇難。

四、結(jié)語

工程爆破有利有弊，施工中必須詳盡查明地質(zhì)情況，掌握爆破技術(shù)，針對事故征兆正確采取預(yù)防和應(yīng)對措施，才有可能降低爆破的不良影響，避免過度爆破產(chǎn)生破壞，甚至造成安全隱患和安全事故。

參考文獻(xiàn)

[1]爆破工程，中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999年

[2]工程爆破實用手冊，劉殿中，冶金工業(yè)出版，2003年

[3]爆破工程，王玉杰，武漢理工大學(xué)出版社，2009年endprint