某居民点土石方爆破工程施工技术
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摘要：西南地区大部分城市山多地少，为扩大城市规模，需要通过开挖山体来增加建筑面积，在居民点附近开挖爆破，必须考虑对附近管线和居民楼的保护。本文通过对某居民点土石方爆破的施工过程进行论述，为类似工程项目提供参考和借鉴。
关键词：居民点；土石方；爆破工程；施工技术
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
工程概况
该土石方工程位于某县城西南区域，施工区域面积80000，开挖土石方量约100万方。开挖爆破施工需对附近高压线、天然气管道及邻近居民楼进行保护。
施工区域周边环境
工程所在地位于县城边缘，有市政公路相连接，交通较为方便。爆区正北侧为居民群。居民群房屋结构为七层的砖混结构，基础为独立浅基，深度约1.5m，无地下室，是本次爆破作业的保护对象。最近居民楼与开挖区相距3m。其他3个方向均未空旷原野，无爆破作业障碍。
施工区域原地表植被茂密，在西北侧有一条10KV、35KV的高压线经过，在场地中央有一条天然气主供管道（D=108mm无缝钢管）。
图1.爆破区域施工平面图
施工区域地形地质情况
现场地形高差起伏较大，施工场地东、南侧地势较高，最大高程为303m，开挖后平基高程268m，开挖高度约35m。西侧的高程较低，约269m，开挖后的平基面263m和现有居民集聚点的地坪高程吻合。在场地内，东北角和西南角的连线上是山脊，其余部位为坡度约20°的缓坡带。在场地的东南侧是山沟，沟深约30m。
现场地质结构主要为少量表层土和灰白色硬质砂岩，岩质坚硬、韧性大。
施工控制的重点和保护对象
爆破作业过程中，需对尚未拆除的高压线路、天然气管、通信走廊和居民群建筑物的安全保护，加强高边坡下施工安全。
总体爆破施工方案
施工步骤
本次施工分三步走，第一，在施工区域北侧居民集聚地，居民楼距开挖区域存在3m宽通道，该区域爆破作业，利用炮机开凿一条长130m、宽5.5m、高6m的隔离带，将通道加宽至8.5m（详见图1），然后利用旋挖钻机钻进形成减震槽，减震槽宽度不小于0.6m，深入房屋基础底标高以下2.3m，挖到位后采用松散材料回填，消除安全隐患；待减震槽施工完毕后，采取浅孔控制爆破方式完成管网搬迁的18m通道；第二，由当地相关部门对高压、天然气、通信线路进行改迁；第三步，随着上述措施完成，采取台阶式安全放坡形式进行土石方爆破开挖施工。
爆破类型的确定
土石方爆破开挖采用台阶式的浅孔、密眼、少药量为手段进行控制的松动控制爆破。爆区正北侧为居民楼爆破安全震动速度控制在1.5cm/s，其他爆区爆破安全震动速度控制在2.0cm/s。
起爆器材的确定
炸药选用2#岩石乳化炸药，雷管采用电雷管和导爆管雷管。
起爆网路的确定
起爆网络采取电和非电延期微差起爆网路系统，延期时差大于100ms。
安全措施的确定
（1）由当地政府牵头相关单位参加，组建爆破作业安全协调小组，负责周边的协调工作，做好安抚民心的工作。同时委托具有资质的单位对靠近爆区的居民楼进行爆破前后的安全鉴定；
（2）在爆区正北侧与居民楼之间，利用旋挖钻机开凿纵向的减震带以保护爆区正北侧居民群；
（3）根据当地电、燃气等相关部门给出的保护区组织施工；
（4）对居民楼进行爆破地震波监测；
（5）爆区采取必要的防飞石措施。
爆破参数设计
炮眼布置方式
采取台阶炮眼爆破法开挖，主爆区台阶高度H=3m，爆区北侧台阶高度H=1m。炮眼的排列方式采用多排眼平行布置或交错布置，炮眼示意和布置图见图2。
图2.台阶爆破法炮眼示意图
炮眼直径和炮眼深度
主爆区采用机械钻机打孔，孔径≤80mm，孔深L=3m。
爆区北侧居民楼附近采用手持风钻打孔，孔径=42mm，孔深L=1m。
最小抵抗线W
W=（0.5～0.9）H，主爆区W=1.5m，爆区北区居民楼附近W=0.7m。
炮眼间距a排拒b
对于松动控制爆破，当岩石条件和炮眼深度一定时，每个炮眼所担负的爆破面积是一定的，及S=ab不变，对于电、非电雷管的起爆，炮眼间距a=(0.8～2.0)W，排距b=(0.8～1.2)W。
主爆区取a=2.0m，b=1.8m；爆区北侧居民楼附近取a=0.9m，b=0.6m。
单孔装药量Q
Q=KaWL
式中：K―岩石单位耗药量，砂岩取0.3kg/m³；W―炮眼抵抗线；L―炮眼深度；
主爆区Q=0.3×2×1.5×3=2.7kg；爆区北侧居民楼附近Q=0.3×0.9×0.6×1=0.162kg；
炮眼堵塞长度Ls
为了防止冲炮，确保松动爆破效果，理论上要求Ls≥W，用3：1的砂粘土堵孔。
装药结构
图3.炮孔装药结构示意图
起爆网路
对于推进的工作面，采用波浪式微差起爆顺序，这样需要的微差段数少，爆破方向交错、爆破石块块度均匀、便于装运，且减震效果好。
高压线两侧需用专门的杂散测试仪进行杂散电流测试。当杂散电流强度大于普通型电雷管安全电流0.2A的区域不得使用普通型电雷管。
起爆网路校核
由于爆区各区域复杂条件不同，以靠近天然气保护区附近爆破为例，校核串联起爆网路的准爆条件。
爆破安全措施
爆破地震波控制措施
居民楼距爆破区域8.5m，为砖混结构，根据《爆破安全规程》的规定，允许震动速度为2～3cm/s，为确保安全，本次取值为V=1.5cm/s；天燃气管道附近V=2.0cm/s；控制单孔最大药量，爆区距房区、天然气管道远近每次起爆单段最大药量，施工时按爆破振动速度V=K（Q1/3/R）α＜1.5或2.0cm/s进行有效控制。
飞石控制措施
①主爆区采取棕垫的防护材料和尼龙绳安全网对炮孔进行覆盖，在高压线和建筑物附近采取沙袋、双层胶皮绳、尼龙绳安全网进行覆盖，覆盖面积超过爆区各边3m。杜绝飞石伤人和损害临近的事故产生。
②对于多临空面部位的处理，具体分析各方向临空面情况，找出最小抵抗线的临空面，控制装药量。
③选择科学合理的孔网参数和的施工工艺，保证炮孔堵塞长度和堵塞质量，减少飞石的产生并控制飞石距离。
减震槽措施
在靠近居民楼北侧爆破作业前，沿爆破区域和居民楼之间利用旋挖钻机开凿有效的大于0.6m宽的减震槽，深度超出房屋基础1.5倍，阻断爆破地震波的传播途径。
爆破地震波的检测措施
利用先进的TC-4850爆破测振仪对临近居民楼进行监控，检测爆破振动波是否超出爆破安全允许的指标，及时反馈信息到施工现场，指导施工。
爆破效果
通过施工证明，采取以上施工措施达到了预期的爆破效果。爆破实践表明，附近房屋、燃气管道均未受到破坏，爆破安全得到了有力保障。
作者简介：于国杰（1983―），男，河南新野人，2007年毕业于华北水利水电学院工程管理专业，大学本科，助理工程师，主要从事渠道、渡槽、桥梁、隧道工程施工技术管理工作。