張中雷，王林桂，李厚龍，何勇芳，許垅清

(1.大昌建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 舟山316000;2.大昌建設(shè)集團(tuán)與浙江海洋大學(xué)聯(lián)合專家院士工作站，浙江舟山316021)

1 爆破工程特點(diǎn)

本文介紹的外長(zhǎng)峙外山體爆破工程、萬(wàn)向石油岙山油品碼頭及配套設(shè)施項(xiàng)目和小干島圍墾采石工程都屬于復(fù)雜環(huán)境大區(qū)深孔臺(tái)階爆破工程，其特點(diǎn)主要有5點(diǎn)。

1)工期緊，施工強(qiáng)度高。巖土爆破施工是工程項(xiàng)目建設(shè)的方式之一，加快爆破施工進(jìn)度可以為后續(xù)的工程施工創(chuàng)造有利條件，是建設(shè)單位壓縮工期的首選。

2)周邊環(huán)境復(fù)雜，爆破有害效應(yīng)控制難度大。施工大多處于人員、建筑物等密集地帶，環(huán)境復(fù)雜，需要嚴(yán)格控制有害效應(yīng)，確保周邊環(huán)境、設(shè)施的安全。

3)“擾民”與“民擾”矛盾并存。施工產(chǎn)生的噪聲、安全警戒等不可避免地?cái)_民;而周邊居民對(duì)爆破作業(yè)的不熟悉及生活質(zhì)量要求提高，維權(quán)意識(shí)不斷加強(qiáng)，“民擾”問(wèn)題日益突出。

4)爆破安全警戒工作量大，施工協(xié)調(diào)難度大。爆區(qū)周邊人員、車輛眾多，安全警戒需社區(qū)及公安、交警、城管等眾多部門配合，協(xié)調(diào)難度大。

5)工程進(jìn)度易受出渣進(jìn)度影響。城區(qū)巖土爆破施工，石料外運(yùn)車輛通過(guò)市政道路，運(yùn)渣車輛必須避開(kāi)交通高峰期，車輛行駛路徑受到嚴(yán)格限制，因此制約工程進(jìn)度。

2 爆破設(shè)計(jì)及施工組織

2.1 爆破器材的選擇

1)所使用的炸藥應(yīng)具備性能穩(wěn)定且安全環(huán)保、爆炸性能好及抗水性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，一般選擇2＃巖石乳化炸藥來(lái)滿足施工要求。

2)由于復(fù)雜環(huán)境大區(qū)深孔毫秒延時(shí)爆破分段數(shù)量多，高段位的國(guó)產(chǎn)普通毫秒延時(shí)雷管，上、下限誤差較大，甚至超過(guò)了孔間雷管的延時(shí)，容易發(fā)生重段、跳段，不利于最大單響藥量的控制，影響爆破效果。所以首選高精度非電導(dǎo)爆管雷管，條件允許時(shí)也可采用數(shù)碼電子雷管等。

2.2 爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)

1)孔徑。復(fù)雜環(huán)境深孔爆破孔徑的選擇主要取決于鉆機(jī)類型、臺(tái)階高度和巖石性質(zhì)[1]，一般選擇較小炮孔直徑，如90、105、115 mm等。

2)孔深與超深。綜合考慮工程的實(shí)際情況及工程質(zhì)量要求，超深1.0～2.0 m。

3)底盤(pán)抵抗線。適當(dāng)減小底盤(pán)抵抗線，取2.5～3.5 m。

4)布孔方式與孔排距?？紤]鉆孔施工和起爆網(wǎng)路連接便捷，現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收、檢查方便，一般采用正方形布孔方式?？拙W(wǎng)參數(shù)為3.6 m×3.6 m、3.8 m×3.8 m、4 m×4 m。

需要特別注意的是，大區(qū)深孔臺(tái)階爆破炮孔排數(shù)多，為減小后排炮孔的夾制作用，防止出現(xiàn)爆堆內(nèi)部爆而不松，造成裝渣困難的問(wèn)題，每隔4～5排布置1排加密炮孔，加大對(duì)前排爆堆的拋擲力度。

5)裝藥結(jié)構(gòu)。一般為連續(xù)裝藥，臨近保護(hù)對(duì)象實(shí)施爆破作業(yè)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小單響藥量，可采用分段裝藥結(jié)構(gòu)。

6)填塞長(zhǎng)度。應(yīng)注重填塞長(zhǎng)度和質(zhì)量，復(fù)雜環(huán)境深孔爆破填塞長(zhǎng)度不小于底盤(pán)抵抗線與裝藥頂部抵抗線平均值的1.2倍。

7)炸藥單耗。應(yīng)適當(dāng)加大，根據(jù)歷次工程實(shí)踐，普氏系數(shù)f＝8～12的巖石單耗取0.45～0.6 kg/m3，爆破效果較為理想。

2.3 爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)

因?yàn)橹苓叚h(huán)境的復(fù)雜性，一般采用逐孔起爆技術(shù)，必要時(shí)可孔內(nèi)分段裝藥、分段起爆，確保周邊環(huán)境安全。

1)延時(shí)時(shí)間選取?？變?nèi)采用長(zhǎng)延時(shí)雷管，延時(shí)時(shí)間400～600 ms;孔間地表延時(shí)時(shí)間25 ms(孔內(nèi)分段9 ms);排間65 ms。

2)開(kāi)口位置選擇。應(yīng)選取臨空面好、自由面規(guī)整、盡可能避開(kāi)重要建(構(gòu))筑物、減少網(wǎng)路排數(shù)、便于網(wǎng)路設(shè)計(jì)與敷設(shè)的區(qū)域?yàn)殚_(kāi)口位置。條件允許時(shí)盡量中間開(kāi)口，減少爆破延時(shí)時(shí)間。

3)網(wǎng)路搭橋技術(shù)。爆區(qū)規(guī)模大，采用復(fù)式網(wǎng)路，單排炮孔多的起爆網(wǎng)路，每隔15～20個(gè)主炮孔采用排間搭接網(wǎng)路(搭橋)，形成復(fù)式交叉捆聯(lián)搭接網(wǎng)路，提高網(wǎng)路的可靠性。

2.4 安全防護(hù)設(shè)計(jì)

在控制標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)進(jìn)行爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)與施工，并采取相應(yīng)安全防護(hù)措施，可以進(jìn)一步保證施工安全。

1)爆破振動(dòng)控制。爆破施工單位應(yīng)根據(jù)爆區(qū)周邊環(huán)境情況，制定合理的爆破振動(dòng)控制措施?？刂七^(guò)程包括摸清爆區(qū)周邊保護(hù)對(duì)象→確定合理的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)→控制最大單響藥量(典型炮孔安全校核)→采取有效的減振措施→爆破振動(dòng)安全監(jiān)測(cè)及分析。

2)個(gè)別飛散物的安全防護(hù)。對(duì)于個(gè)別飛散物防護(hù)主要分為主動(dòng)防護(hù)和被動(dòng)防護(hù)。通過(guò)詳細(xì)的資料分析和現(xiàn)場(chǎng)勘查，完善的爆破設(shè)計(jì)方案以及精細(xì)化的施工組織和管理實(shí)現(xiàn)主動(dòng)防護(hù);通過(guò)覆蓋防護(hù)、近體防護(hù)及重點(diǎn)對(duì)象的保護(hù)性防護(hù)等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)被動(dòng)防護(hù)[2]。

3)爆破有害效應(yīng)監(jiān)測(cè)。根據(jù)《爆破安全規(guī)程》(GB 6722-2014)的規(guī)定:D級(jí)以上爆破工程以及可能引起糾紛的爆破工程，均應(yīng)進(jìn)行爆破有害效應(yīng)監(jiān)測(cè)[3]。復(fù)雜環(huán)境下實(shí)施大區(qū)深孔毫秒延時(shí)爆破為A級(jí)爆破，應(yīng)重視對(duì)各種爆破有害效應(yīng)的控制和監(jiān)測(cè)，便于對(duì)爆破效果的評(píng)估及在產(chǎn)生糾紛時(shí)提供證據(jù)。

2.5 施工組織

復(fù)雜環(huán)境大區(qū)深孔爆破，施工周期短，施工強(qiáng)度高，協(xié)調(diào)工作量大，施工組織復(fù)雜，需要投入大量的人力及精力才能做到施工組織完整詳細(xì)且符合實(shí)際情況。其流程為:建立完善的組織指揮體系→爆破審批手續(xù)的辦理→根據(jù)爆破設(shè)計(jì)及爆區(qū)情況訂購(gòu)民爆器材→爆區(qū)預(yù)處理→爆區(qū)清表(平臺(tái)整理)→布孔、鉆孔→爆前準(zhǔn)備→裝藥警戒→裝藥、填塞→網(wǎng)路連接及檢查→爆破警戒(人員清場(chǎng)、交通管制)→設(shè)置爆破指揮部與起爆站→爆破有害效應(yīng)監(jiān)測(cè)→爆后檢查→解除警戒。

3 工程實(shí)例

3.1 長(zhǎng)峙島外長(zhǎng)峙山體爆破工程

3.1.1 工程概況及周邊環(huán)境

本工程位于舟山市定海區(qū)臨城街道長(zhǎng)峙島東南端外長(zhǎng)峙。為了在浙江海洋學(xué)院新校區(qū)投入使用前完成山體爆破施工，決定對(duì)剩余山體實(shí)施一次性爆破，山體爆破后部分石渣原地堆放。

本項(xiàng)目實(shí)施前，山體已開(kāi)采至＋20 m平臺(tái)，爆區(qū)頂標(biāo)高＋17.0～＋23.0 m，爆區(qū)最終底標(biāo)高＋2.6～＋4.0 m，爆區(qū)面積約2.1萬(wàn)m2，爆破方量為37.78萬(wàn)m3。周邊環(huán)境如圖1所示。

圖1 周邊環(huán)境Fig.1 Surrounding environment

3.1.2 爆破參數(shù)和網(wǎng)路設(shè)計(jì)

考慮到東側(cè)浙江海洋學(xué)院校區(qū)距爆區(qū)最近只有35 m，易受爆破個(gè)別飛散物的威脅，開(kāi)口位置選在西南側(cè)，起爆順序?yàn)榕砰g自西向東(從前往后)、孔間從南往北。該工程的爆破參數(shù)如表1所示。

表1 爆破參數(shù)Table 1 Blasting parameters

孔內(nèi)裝同段高精度長(zhǎng)延時(shí)非電導(dǎo)爆管雷管，延時(shí)時(shí)間400 ms，每個(gè)主炮孔裝2個(gè)起爆體，加密孔裝1個(gè)起爆體，每個(gè)起爆體裝1發(fā)高精度導(dǎo)爆管雷管;孔間延時(shí)采用25 ms或17 ms高精度地表延時(shí)雷管，加密孔與主炮孔就近連接，與主炮孔同響;排間延時(shí)時(shí)間為65～90 ms，合理利用加密排炮孔，加密排與相鄰后排炮孔排間延時(shí)時(shí)間取以上取值區(qū)間的大值，改善后續(xù)排炮孔的爆破自由面狀況。

3.1.3 施工情況

1)鉆孔施工。采用4臺(tái)CM351高風(fēng)壓鉆機(jī)施鉆，鉆孔歷時(shí)近2個(gè)月，主炮孔1 983個(gè)，鉆孔總米數(shù)34 578 m。

2)炮孔吹水及裝藥作業(yè)。炮孔吹水作業(yè)分4組進(jìn)行，每組3～4人;裝藥作業(yè)分9組進(jìn)行，每組8人，歷時(shí)4.5 d，實(shí)際裝填炸藥204 300.6 kg。

3)網(wǎng)路連接。分4組進(jìn)行，連網(wǎng)作業(yè)于2013年1月18日下午開(kāi)始至1月19日中午11:00結(jié)束，下午15:00起爆。

3.1.4 爆破效果

本項(xiàng)目對(duì)爆破振動(dòng)有害效應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，共布置8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)結(jié)果如表2所示。

表2 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)Table 2 The test of blasting vibration

根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)爆破振動(dòng)速度均控制在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，距離爆源水平距離越遠(yuǎn)的測(cè)點(diǎn)測(cè)得最大峰值速度越小，7、8測(cè)點(diǎn)位于海岸以外的碼頭上，爆破振動(dòng)受到明顯的削弱，監(jiān)測(cè)方式和監(jiān)測(cè)結(jié)果在以后類似工程的設(shè)計(jì)施工中，可以作為參考。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查勘、儀器監(jiān)測(cè)和爆破過(guò)程視頻資料分析，所有炮孔全部準(zhǔn)爆，爆破基本無(wú)飛石，起爆后有3～5個(gè)炮孔沖孔，爆破飛石控制在50 m以內(nèi)，有害效應(yīng)控制在設(shè)計(jì)范圍以內(nèi)，爆破后爆堆形態(tài)好、塊度均勻(見(jiàn)圖2)。

圖2 爆破過(guò)程和效果Fig.2 Blasting process and effects

3.2 剩余山體爆破工程

萬(wàn)向石油岙山油庫(kù)區(qū)開(kāi)控工程和小干島圍墾采石工程，均為剩余山體爆破工程[4-5]。

3.2.1 工程概況

萬(wàn)向石油岙山油庫(kù)區(qū)開(kāi)控工程剩余山體高度約13～15 m，爆破面積約1.1萬(wàn)m2，爆破方量約17萬(wàn)m3;實(shí)際工期1.5個(gè)月，其中裝藥3 d，網(wǎng)路連接及起爆0.5 d;炮孔總米數(shù)14 656 m，使用炸藥78 389 kg，高精度導(dǎo)爆管雷管4 116發(fā)。

小干島圍墾采石工程剩余山體爆破開(kāi)挖面積約3.3萬(wàn)m2，一次爆破方量約42萬(wàn)m3。施工工期2個(gè)月，其中裝藥4.5 d，網(wǎng)路連接及起爆2 d。共布置主炮孔47排，加密孔8排，總炮孔數(shù)2 389個(gè)，總鉆孔米數(shù)36 979 m。炸藥實(shí)際消耗量213.096 t，使用高精度導(dǎo)爆管雷管9 507發(fā)。共分2 439段，總延時(shí)時(shí)間4 687 ms。

3.2.2 爆破效果

1)萬(wàn)向石油岙山油庫(kù)區(qū)開(kāi)控工程剩余山體爆破，測(cè)得最大峰值質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度均在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，振動(dòng)頻率范圍為27.466～32.959 Hz，高于一般非抗振建筑物自振頻率。爆破振動(dòng)對(duì)周邊保護(hù)對(duì)象沒(méi)有造成損傷。

起爆后約有20個(gè)炮孔沖孔，爆破飛石在100 m范圍以內(nèi)，有害效應(yīng)控制在設(shè)計(jì)范圍以內(nèi);爆堆較均勻，爆區(qū)東北側(cè)(最寬處)約60 m寬度范圍爆堆隆起不明顯。從后期出渣完成后現(xiàn)場(chǎng)情況看，除少量“根底”外，爆破效果好。

2)小干島圍墾采石工程剩余山體爆破工程，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)均控制在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查、視頻資料以及挖裝過(guò)程中的爆堆粒徑分析，所有炮孔安全準(zhǔn)爆無(wú)盲炮，基本無(wú)沖孔現(xiàn)象，爆區(qū)正向爆渣往前拋擲不超過(guò)30 m，爆堆規(guī)整。

4 結(jié)語(yǔ)

1)復(fù)雜環(huán)境大區(qū)深孔爆破提高了單次爆破規(guī)模，減小爆破次數(shù)，特別適用于爆破安全警戒難度大，民擾問(wèn)題突出的城區(qū)土石方爆破工程。

2)通過(guò)實(shí)施復(fù)雜環(huán)境大區(qū)深孔爆破，實(shí)現(xiàn)爆渣原地堆存，減少二次倒運(yùn)，短時(shí)間內(nèi)高強(qiáng)度施工，有利于集中優(yōu)勢(shì)人才、設(shè)備，減少閑置，降低勞動(dòng)力成本和提高機(jī)械設(shè)備的使用效率。

3)應(yīng)特別重視爆前的施工準(zhǔn)備及爆破作業(yè)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)組織管理及安全保衛(wèi)，防止出現(xiàn)民爆物品的流失。

4)應(yīng)安排可靠的技術(shù)管理人員負(fù)責(zé)炮孔填塞質(zhì)量及爆破網(wǎng)路的安全檢查，防止出現(xiàn)漏連、錯(cuò)連。

5)通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)、精心施工、嚴(yán)格管理可以確保復(fù)雜環(huán)境大區(qū)深孔爆破的順利實(shí)施，取得良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。