摘要：文章通過(guò)分析露天淺孔爆破施工方案及實(shí)際爆破參數(shù)，探究露天淺孔爆破施工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀。首先，分析部分露天淺孔爆破施工方案，計(jì)算實(shí)際露天淺孔爆破個(gè)別飛散物的安全距離，總結(jié)個(gè)別飛散物安全距離在實(shí)際施工中與爆破施工專項(xiàng)方案中的誤差。其次，基于實(shí)際施工數(shù)據(jù)，通過(guò)分析對(duì)比在不同炮孔填塞防護(hù)措施下（僅填塞、填塞后覆蓋砂袋、填塞覆蓋砂袋后用黃泥覆蓋炮區(qū)）爆破所產(chǎn)生的飛散物的數(shù)據(jù)信息，研究炮孔填塞防護(hù)對(duì)爆破飛散物的控制效果。研究結(jié)果可為露天淺孔爆破施工制訂可控、可行、成本合理的爆破飛散物控制方案提供參考。

關(guān)鍵詞：露天淺孔爆破；爆破控制；爆破飛散物；炮孔填塞

中圖分類號(hào)：TD235.37"""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""""" 文章編號(hào)：1674-0688（2024）01-0082-05

0 引言

露天淺孔爆破作為工程建設(shè)中常用的爆破方法之一，在提高爆破效率、降低爆破成本等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。在已有的研究中，針對(duì)露天淺孔爆破飛散物的控制方法主要包括爆破設(shè)計(jì)和控制策略2個(gè)方面。張九龍［1］從爆破飛散物的產(chǎn)生的原因分析及控制改進(jìn)入手，研究爆破參數(shù)對(duì)飛散物的影響規(guī)律；李本偉等［2］研究爆破過(guò)程中飛散物的運(yùn)動(dòng)特性和分布規(guī)律，提出一種以拆除爆破工藝流程為主線的爆破飛石故障樹(shù)模型。李天凱等［3］根據(jù)露天爆破的作業(yè)流程，分析爆破飛散物產(chǎn)生的原因，建立事故樹(shù)模型，通過(guò)定性分析得到結(jié)構(gòu)的重要度排序，并且提出應(yīng)對(duì)爆破飛散物事故的措施及控制策略。此外，還有一些研究涉及爆破飛散物的環(huán)境影響和環(huán)保措施等方面。然而，這些研究仍存在一定的局限性，例如缺乏對(duì)淺孔爆破工藝中最關(guān)鍵的炮孔填塞設(shè)計(jì)的深入研究，以及對(duì)飛散物控制效果不顯著等問(wèn)題的研究。因此，本研究的目的在于從實(shí)際項(xiàng)目中試驗(yàn)出有效的結(jié)果，并將其形成一種新的控制策略和方法，實(shí)現(xiàn)更有效的爆破飛散物控制。

1 工程概況

上思至防城港高速公路（樁號(hào)K3+066.8～K67+162.432）起自上思縣那琴鄉(xiāng)龍樓村東南側(cè)，與合那高速交匯于樞紐互通，終至防城港市防城區(qū)江山鄉(xiāng)李子潭村一帶，與西灣大道和防東一級(jí)公路互通［4］。上防路四分部（K41+900～K67+162.432）全長(zhǎng)23.881 km，途經(jīng)大菉鎮(zhèn)、華石鎮(zhèn)、水營(yíng)街道辦事處、江山鎮(zhèn)，設(shè)有2座隧道，隧道總長(zhǎng)為1.39 km，路基長(zhǎng)為16.48 km。路基工程包括挖方577.63萬(wàn)立方米，填方427.77萬(wàn)立方米。取料場(chǎng)位于柳云隧道進(jìn)口端右側(cè)，距離為40 m左右。本爆破工程范圍涵蓋防城港市防城區(qū)大菉鎮(zhèn)那料尾村的官橋南側(cè)山頭。爆破點(diǎn)北距村莊304 m，東北距村莊279 m，與村道相距約310 m。西面、南面方向400 m內(nèi)的范圍為林地。預(yù)計(jì)爆破工程總量為200萬(wàn)立方米。待開(kāi)挖路基的巖石主要為石灰?guī)r，具有表層中度風(fēng)化特征，伴有少量覆土。巖石硬度系數(shù)f=6～8。

2 爆破飛散物的控制方法

2.1 爆破布孔的方式

采取科學(xué)合理的布孔方式能在一定程度上控制飛散物。布孔方式主要有環(huán)狀布孔、平行布孔和對(duì)稱布孔3種。環(huán)狀布孔是在巖石周圍均勻分布孔位，形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其優(yōu)勢(shì)在于可限制飛散物的傳播方向，降低爆破對(duì)周圍環(huán)境和人員的潛在威脅；平行布孔通過(guò)將孔位平行布置在巖石表面，有針對(duì)性地引導(dǎo)飛散物沿特定方向擴(kuò)散，適用于需要控制物體運(yùn)動(dòng)方向的工程爆破作業(yè)；對(duì)稱布孔是在巖石兩側(cè)對(duì)稱布置孔位，通過(guò)平衡爆炸力量，提高爆破作業(yè)的平衡性和穩(wěn)定性［4］。

2.2 爆破填塞的方式

常見(jiàn)的爆破填塞方式有泥塞填塞、砂石填塞和巖屑填塞。泥塞填塞采用泥漿或泥土等松軟材料填充鉆孔，具有良好的密封性和抑制飛散物擴(kuò)散的效果，它能填補(bǔ)爆破孔周圍的裂縫和空隙，降低傳播速度，有效控制飛散物的產(chǎn)生；砂石填塞使用的是細(xì)砂或礫石等堅(jiān)硬填充物，具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可以減少飛散物產(chǎn)生，提升鉆孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；巖屑填塞利用從爆炸中產(chǎn)生的巖屑填充，其優(yōu)勢(shì)在于成本較低且充分利用了碎片，能有效控制爆破沖擊波，減少飛散物產(chǎn)生。

2.3 爆破裝藥的方式

對(duì)爆破裝藥技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化可以提升對(duì)飛散物的控制效果。常見(jiàn)的裝藥方式有分段裝藥、間隔裝藥和阻尼裝藥。分段裝藥通過(guò)控制爆炸的序列和力度，逐步釋放能量，能減少飛散物的產(chǎn)生；間隔裝藥通過(guò)在鉆孔中設(shè)置間隔，可以產(chǎn)生更集中的爆破效果，并降低對(duì)周圍環(huán)境的影響，減少飛散物的擴(kuò)散；阻尼裝藥利用阻尼材料對(duì)爆炸物進(jìn)行緩沖和吸能，可減少爆破的沖擊力和飛散物的產(chǎn)生。結(jié)合工程需求，科學(xué)、合理地優(yōu)化裝藥技術(shù)，能最大限度地提高爆破作業(yè)的安全性和爆破的效果，降低對(duì)周圍環(huán)境的影響。

3 設(shè)計(jì)方案與實(shí)際施工的區(qū)別

3.1 設(shè)計(jì)方案與實(shí)際施工的誤差

計(jì)算露天淺孔爆破施工設(shè)計(jì)方案與實(shí)際施工的誤差，需要驗(yàn)算爆破飛石的安全距離。

爆破參考的專項(xiàng)施工設(shè)計(jì)方案中使用的公式為

L=20 kn2W"""""""""""""""""""""""""" （1）

其中：L為個(gè)別飛石的最遠(yuǎn)距離（m）；k為安全系數(shù)，與地形、風(fēng)向等因素有關(guān)，一般取1.0～1.5，本方案設(shè)計(jì)中取1.5；n為爆破作用指數(shù)，一般取0.8；W為最小抵抗線，取0.8～2 m。將數(shù)值代入公式（1），計(jì)算出爆破飛石的安全距離L=15.36～38.4 m。

爆破專項(xiàng)實(shí)際施工方案中使用的公式為

Rf=（40/25.4）d"""""""""""""""""""""""""" （2）

其中：Rf為個(gè)別飛石的最小距離（m）；d為炮孔直徑，d=40 mm。將數(shù)值代入公式（2），計(jì)算出爆破飛石安全距離Rf=62.99 m。

對(duì)比收集的露天淺孔爆破施工記錄數(shù)據(jù)與露天淺孔爆破實(shí)際爆破參數(shù)的計(jì)算結(jié)果，得到本次爆破參數(shù)誤差的具體數(shù)值（見(jiàn)表1）。

3.2 根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況科學(xué)地開(kāi)展施工

分析表1中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際露天淺孔爆破施工過(guò)程中的鉆孔環(huán)節(jié)，施工隊(duì)伍并未選用《爆破安全規(guī)程》（GB 6722—2014）中推薦的直徑不大于50 mm的炮孔，而是在考慮鉆孔成本、鉆孔施工時(shí)間、爆破效果等因素后選用了露天深孔臺(tái)階常用的直徑為75 mm、90 mm、110～115 mm規(guī)格的炮孔，該選擇直接改變了炮孔的最小抵抗線，擴(kuò)大了爆破飛石的影響范圍，擴(kuò)大炮孔直徑后的爆破飛石影響范圍普遍大于露天淺孔爆破施工設(shè)計(jì)方案給出的理論影響范圍。為改變路基施工隊(duì)伍普遍使用大孔徑炮孔進(jìn)行露天淺孔爆破施工的工程現(xiàn)狀，在劃分爆破飛石的影響范圍時(shí)，不應(yīng)完全根據(jù)露天淺孔爆破施工設(shè)計(jì)方案中提供的飛石安全驗(yàn)算結(jié)果進(jìn)行判斷，需要結(jié)合實(shí)際爆破參數(shù)制定爆破飛石影響區(qū)域內(nèi)保護(hù)物的二次防護(hù)措施，盡可能地降低炮損事故發(fā)生的概率。

4 控制爆破飛散物的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 不同填塞條件對(duì)控制效果的影響

根據(jù)不同填塞條件下露天淺孔爆破飛石控制效果的試驗(yàn)，分別統(tǒng)計(jì)露天淺孔爆破施工時(shí)不同填塞條件下（僅填塞炮孔、填塞炮孔后使用砂袋覆蓋炮孔）產(chǎn)生的爆破飛散物標(biāo)本數(shù)據(jù)，分析不同填塞條件對(duì)露天淺孔爆破飛石的控制效果［5］。

（1）填塞方案一：僅對(duì)炮孔做填塞處理，不額外覆蓋砂袋。本次共計(jì)開(kāi)展露天淺孔爆破試驗(yàn)7次，其中有4次試驗(yàn)在爆破填塞階段僅對(duì)炮孔作填塞處理，不額外覆蓋砂袋，涉及的施工記錄有2023年5月5日的上防路四分部K44柳云養(yǎng)護(hù)工區(qū)路基爆破、2023年6月20日的上峒路三分部K53百馬服務(wù)區(qū)左幅路基爆破、2023年6月20日的上峒路三分部K53百馬服務(wù)區(qū)右幅路基爆破及2023年9月2日的上峒路三分部K53百馬服務(wù)區(qū)路基爆破，其飛散物標(biāo)本數(shù)據(jù)見(jiàn)表2；其他3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為現(xiàn)場(chǎng)參考及調(diào)試數(shù)據(jù)，不在文中列出。

由表2可知，在僅填塞的條件下，體積低于100 cm3及高于400 cm3的飛散物主要集中在10～20 m和50～70 m的距離區(qū)間，而體積為100～400 cm3的飛散物大部分集中在30～40 m的區(qū)間。

（2）填塞方案二：炮孔填塞后，用砂袋覆蓋炮孔。開(kāi)展的7次露天淺孔爆破試驗(yàn)中，有3次試驗(yàn)在爆破填塞階段填塞炮孔并使用砂袋覆蓋炮孔，涉及的記錄有2023年7月4日的上峒路一分部連接線L2K4路基爆破、2023年7月8日的上峒路三分部K53百馬服務(wù)區(qū)路基爆破、2023年9月27日的上峒路三分部K53百馬服務(wù)區(qū)路基爆破，其標(biāo)本數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。其他4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為現(xiàn)場(chǎng)參考及調(diào)試數(shù)據(jù)，不在文中列出。在覆蓋砂袋的條件下，爆破飛散物體積與飛散距離質(zhì)量不論大小，均集中在10～45 m的距離區(qū)間，呈均勻離散分布。對(duì)比表4中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在觀測(cè)距離固定時(shí)（相同飛行距離），選用炮孔填塞并在孔口覆蓋砂袋的填塞方案，能更好地控制露天淺孔爆破飛散物的重量及體積。

2種露天淺孔爆破填塞方案的爆破飛散物的體積、質(zhì)量歸零點(diǎn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。根據(jù)表4可知，相較于僅對(duì)炮孔進(jìn)行填塞的方案，對(duì)炮孔進(jìn)行填塞后使用砂袋覆蓋炮孔口的方案能更好地控制爆破飛散物的影響范圍，可使同體積或同質(zhì)量爆破飛散物的影響距離大幅降低。

4.2 飛散物影響范圍經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納匯總

根據(jù)收集到的露天淺孔爆破飛散物標(biāo)本數(shù)據(jù)，歸納匯總爆破飛散物標(biāo)本的質(zhì)量、體積數(shù)據(jù)后，制作露天淺孔爆破飛散物影響范圍經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表，提供了2種填塞方案的不同質(zhì)量、體積的爆破飛散物的影響范圍（見(jiàn)表5和表6），可供爆破作業(yè)人員參考。

5 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)上思至防城港高速公路（樁號(hào)K3+066.8～K67+162.432）的爆破試驗(yàn)開(kāi)展研究，得出以下結(jié)論。

（1）實(shí)際露天淺孔爆破施工過(guò)程中的鉆孔環(huán)節(jié)時(shí)常因鉆孔成本、鉆孔施工時(shí)間、爆破效果等因素的影響而未選用《爆破安全規(guī)程》（GB 6722—2014）中推薦的直徑不大于50 mm的炮孔，導(dǎo)致出現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際參數(shù)誤差較大的問(wèn)題，應(yīng)結(jié)合實(shí)際爆破參數(shù)制定爆破飛石影響區(qū)域內(nèi)保護(hù)物的二次防護(hù)措施，盡可能地降低炮損事故發(fā)生的概率。

（2）露天淺孔爆破飛散物的飛散距離與其自身體積、質(zhì)量呈反比，具有線性關(guān)系。相較于僅對(duì)炮孔進(jìn)行填塞的填塞方案，填塞后使用砂袋覆蓋炮孔口的方案能更好地控制爆破飛散物的影響范圍。

（3）露天淺孔爆破飛散物控制技術(shù)的關(guān)鍵在于填塞方案的設(shè)計(jì)，本文總結(jié)的露天淺孔爆破飛散物影響范圍經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表能幫助現(xiàn)場(chǎng)施工人員、安全員科學(xué)地判斷露天淺孔爆破風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)出合理的炮孔填塞方案。

6 參考文獻(xiàn)

［1］張九龍.爆破飛散物的原因分析及控制［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2014，30（3）：178-179，199.

［2］李本偉，陳德志，周應(yīng)軍，等.基于故障樹(shù)分析法的拆除爆破飛散物事故風(fēng)險(xiǎn)分析［J］.爆破，2015，32（2）：147-151.

［3］李天凱，耿堯瑜，田運(yùn)生，等.基于事故樹(shù)分析的露天爆破飛散物預(yù)防研究［J］.工程爆破，2017，23（6）：30-33.

［4］姚煜國(guó)，岑森裕.淺孔爆破技術(shù)在水泥建材礦山開(kāi)拓階段的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2017，33（9）：102-104.

［5］邱慎前，范殿光.淺孔爆破技術(shù)的改進(jìn)［J］.中國(guó)礦山工程，2007（1）：6-7.

*廣西路橋工程集團(tuán)有限公司內(nèi)部課題“露天淺孔爆破飛散物控制關(guān)鍵技術(shù)研究”（2023-043）。

【作者簡(jiǎn)介】韋旺霖，男，廣西都安人，助理工程師，研究方向：工程管理、安全管理；袁成棟，男，廣西恭城人，工程師，研究方向：爆破施工設(shè)計(jì)、安全管理；陳仕聰，男，廣西寧明人，工程師，研究方向：爆破施工設(shè)計(jì)、安全管理；陳玉杰，男，廣西灌陽(yáng)人，工程師，研究方向：工程管理、安全管理。

【引用本文】韋旺霖，袁成棟，陳仕聰，等.露天淺孔爆破飛散物控制關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.企業(yè)科技與發(fā)展，2024（1）：82-85，90.