田愛(ài)軍，馬嚴(yán)輝，龔 兵

(1. 北京礦冶科技集團(tuán)有限公司，北京 100160；2.北京北礦億博科技有限責(zé)任公司，北京 100160；3.中國(guó)石油工程建設(shè)有限公司華北分公司，河北 任丘 062552)

1 工程概況

航天科工建設(shè)項(xiàng)目大斷面豎井爆破開(kāi)挖，該豎井?dāng)嗝娉式茩E圓型，長(zhǎng)17.4 m，寬13.2 m，斷面面積188.7 m2；爆破開(kāi)挖設(shè)計(jì)深度43.5 m，爆破方量1.6萬(wàn)m3。地質(zhì)勘查報(bào)告顯示，豎井所處位置地質(zhì)條件復(fù)雜，巖性以中風(fēng)化白云巖為主，巖石節(jié)理、裂隙多，有較多縱向節(jié)理，可見(jiàn)薄層理、中厚層理，鉆孔困難，巖石堅(jiān)硬程度等級(jí)為較軟巖，巖石堅(jiān)固性系數(shù)f=3～8；巖體完整程度為破碎巖石，基本質(zhì)量等級(jí)多為Ⅳ～Ⅴ等級(jí)。

本工程的重點(diǎn)、難點(diǎn)在于：1)地質(zhì)條件復(fù)雜，軟硬巖石不均勻分布，巖石破碎，鉆孔、爆破施工難度大；2)爆破質(zhì)量要求高，嚴(yán)格控制井壁超欠挖；3)工期緊，任務(wù)重，鉆孔爆破、石渣吊運(yùn)、錨噴支護(hù)三工序緊密銜接，循環(huán)進(jìn)行并相互影響；4)要求嚴(yán)格控制爆破振動(dòng)對(duì)井壁圍巖、錨噴支護(hù)層的影響。

2 爆破施工方案

2.1 爆破方案設(shè)計(jì)

針對(duì)工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，爆破方案為“豎井中部掏槽采用深孔爆破，周邊井壁采用淺孔光面爆破”。中部掏槽采用深孔爆破可提高爆破進(jìn)尺，掏槽效率高，縮短工期，減少鉆孔工程量，有利于各工序間施工配合。周邊井壁采用淺孔光面爆破能降低爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)，控制井壁超欠挖精度，提高工程質(zhì)量。

2.2 施工工序安排

鉆孔爆破、石渣吊運(yùn)、錨噴支護(hù)三道工序相互影響制約，1次施工循環(huán)包括1次中部深孔掏槽鉆爆、2次周邊井壁光面鉆爆、2次清渣、2次錨噴支護(hù)。第一次鉆爆施工是掏槽深孔與周邊光面淺孔同時(shí)進(jìn)行，第二次鉆爆施工只有周邊光面淺孔，利用上次深孔掏槽的爆破空間，可取得良好的爆破效果，相比中部采用淺孔掏槽爆破，鉆孔工作量大幅降低，(一次循環(huán)采用深孔掏槽爆破，豎井中部鉆孔延米為162 m，采用淺孔掏槽爆破，豎井中部鉆孔延米數(shù)為560 m)縮短工期。工序流程具體見(jiàn)圖1。

圖1 工序流程圖Fig.1 Process flow diagram

3 爆破設(shè)計(jì)

3.1 爆破參數(shù)[1]

爆破設(shè)計(jì)主要是中部深孔掏槽和周邊井壁淺孔的參數(shù)設(shè)計(jì)，工程中隨著巖性的變化不斷調(diào)整參數(shù)的大小。深孔爆破主要考慮掏槽效果，控制單孔裝藥量。布孔從豎井中部向四周布置，中心炮孔為垂直孔，兩側(cè)炮孔向中心傾斜，鉆孔角度80°，炮孔布置圖。淺孔爆破設(shè)計(jì)主要是周邊光面孔和光爆層的參數(shù)設(shè)計(jì)。為減少鉆孔工作量、加快施工進(jìn)度，光爆層在完整堅(jiān)硬巖層中采用淺孔爆破，軟弱破碎巖層中采用深孔爆破。具體鉆孔布置如圖2。鉆孔機(jī)械分別采用支架式潛孔鉆機(jī)和7655型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，炸藥選用Φ80 mm和Φ32 mm的2號(hào)巖石乳化炸藥。工程實(shí)踐中我們總結(jié)出不同巖性中的爆破參數(shù)見(jiàn)表1。

圖2 爆孔布置示意圖Fig.2 Draning of brehle arrangement

表1 不同巖性中爆破參數(shù)表Table 1 The blasting parameters in different rock formations

3.2 爆破網(wǎng)路

爆破施工中采用非電毫秒導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路，起爆順序從中部掏槽深孔開(kāi)始，順序向周邊逐次起爆，如圖3所示[2]。鑒于豎井?dāng)嗝嬷荛L(zhǎng)較長(zhǎng)，為防止周邊光面孔導(dǎo)爆索聯(lián)接網(wǎng)路被前排孔爆破引起的飛石砸斷而發(fā)生拒爆。保證周邊光面孔順利起爆是爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)。具體爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)，在孔內(nèi)除光面孔外均統(tǒng)一裝填高段別MS12 毫秒延時(shí)導(dǎo)爆管雷管，孔外排間采用雙發(fā)MS5段毫秒延時(shí)導(dǎo)爆管雷管傳爆，排內(nèi)2個(gè)或3個(gè)炮孔同時(shí)起爆，用雙發(fā)MS3段毫秒延時(shí)導(dǎo)爆管雷管傳爆；周邊光面孔劃分為四個(gè)區(qū)域并分別和前排用MS12 毫秒延時(shí)導(dǎo)爆管雷管聯(lián)接，用土袋子覆蓋保護(hù)[3-11]。

圖3 起爆網(wǎng)路示意圖Fig.3 Sketch of initiation network

4 結(jié)論

在復(fù)雜地質(zhì)條件下豎井的爆破開(kāi)挖根據(jù)巖層變化不斷優(yōu)化調(diào)整爆破參數(shù)。本工程中豎井?dāng)嗝婷娣e較大，選擇深孔爆破掏槽，充分發(fā)揮了深孔的爆破優(yōu)勢(shì)，降低了鉆孔工程量，提高了掏槽效率，為周邊光面爆破提供了良好的爆破條件。周邊光面爆破在不同地質(zhì)條件下通過(guò)合理的布孔降低光爆層鉆爆工程量，節(jié)省了成本，加大了施工進(jìn)度。采用合理的起爆網(wǎng)路有限控制了爆破振動(dòng)對(duì)井壁圍巖和錨噴質(zhì)量的擾動(dòng)。本工程中取得的爆破施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)于此類工程中地質(zhì)條件復(fù)雜、大斷面豎井的爆破開(kāi)挖具有借鑒意義。