城市复杂环境基坑开挖中石方控制爆破的应用 开挖基坑时,石方基底应预留多少

  请保留作者简介:王明明(1984-),男,1984年生,安徽安庆人, 深圳市城投爆破工程有限公司,工程部经理,主要从事爆破工程施工管理。       摘要:水木澜山居基坑爆破施工过程中,在复杂的环境下,采用了浅眼小孔径爆破、深孔爆破的方案。利用微差起爆控制起爆时间,减小单次起爆药量,控制爆破对周围建筑的振动。采取了控制爆破飞石的安全措施,在闹市中安全实现了5.4万方石方爆破施工。
  关键词:复杂环境;石方开挖;控制爆破;微差起爆
  Abstract: shuimu ripples in the process of blasting construction on excavation, in a complex environment, the use of a small hole blasting, shallow eye deep hole blasting scheme. Using differential blasting control initiation time, reduce the single initiating explosive, control of the vibration of the architecture around the blasting. Take the control of security measures flying rock blasting, in the city of the safety in the 54000 party realize blasting construction project.
  Keywords: complex environment; Excavation; Controlled blasting; Short-delay blasting
  
  
  中图分类号: TV551.4文献标识码:A文章编号:
  1 爆区概况
  水木澜山居基坑石方爆破场地位于深圳市福田区。其东临梅观路,西边25米处是合正逸园居民小区,南侧距深新大厦仅5米,北面40米处是一基坑开挖在建工地。基坑占地面积6000㎡,石方开挖方量54000m3。石方开挖深浅不一,大约8~12m。基岩主要由花岗岩组成,呈褐色。
  2 控制方案及爆破参数设计
  2.1 爆破方案
  该工程岩石较为集中,综合考虑工期、现场实际情况、施工技术要求等因素,对距离周边建筑物在30m以外范围、开挖深度在5米以上的地方采用深孔松动爆破,深度超过10m的分两级台阶开挖,孔径选用φ76mm,对局部开挖深度在5米以下的地方,拟用浅眼台阶小孔爆破。根据现场施工要求,爆破石渣的最大块度不得超过80公分,以方便挖运,对大块须采用人工或机械方式进行二次破碎。根据现场施工环境,炸药采用防水乳化炸药和铵油炸药。雷管采用毫秒延期电雷管和瞬发电雷管、非电导爆管(在雷雨天气及附近有电源的地方使用),雷管起爆间隔时间为50~100ms。在爆破作业过程中,控制单段最大起爆药量,以减少震动的影响。本爆区的所有爆破,除严格控制充填长度外,必须采用竹笆或运输皮带覆盖,所有孔口都采用2层以上的沙包覆盖。
  2.2 爆破参数设计
  (1)浅孔台阶爆破参数设计
  钻孔直径d=42mm;台阶高度H=1.5~3.0m;底盘抵抗线W1=(25~35)d (m)
  孔间距a=(0.8~1.2) W1 (m);排间距b= W1 (m);钻孔深度 L=H+h (m)
  超深h=(0.1~0.15)H (m) ;单位耗药量 q=0.4~0.5 kg/m3
  每孔装药量 Q=q•W1•H•a;堵塞长度 L1=(20~30)d;装药长度L2=L-L1
  (2)深孔台阶爆破参数设计
  钻孔直径D=76㎜;钻孔深度H=5~6m ;超深h=0.6~1.0 m;底盘抵抗线W1=2.2m
  排距b=2.0~2.2 m;孔距a=2.3~2.5 m;填塞长度L1=(30~35)d;
  炸药单耗q=0.5㎏/ m3;孔装药量Q前= q W1ah;Q后 = qabh
  装药线密度:q1=1/4•π•φ2•ρ,ρ为炸药密度,多孔铵油炸药按850㎏/m3计算,得q1=3.85㎏/m 。
  表1 不同台阶高度浅孔爆破参数
  
  
  根据爆破振动公式:V=K(Q1/3/R)α:
  式中:Q——微差爆破时同段最大药量,Kg;
  R——爆破点距建筑物的距离,m;
  V——建筑物允许的安全震速,cm/s;
  K——与场地有关的系数, 本爆破区域K取150;
  α——地震衰减指数,α取1.6;
  爆破震动主要对周边建筑物可能产生影响,《爆破安全规程》中对钢筋混凝土结构房屋所允许的安全震速为3~4 cm/s,根据本爆破区域的复杂性,以及城市环境爆破中投诉情况多,选取安全震动值为2cm/s进行计算和控制。通过计算得最大单段药量表,如下:R-距建筑物的距离,Q-最大单段起爆药量
  R=10m,Q=0.31㎏;R=25m,Q=4.76㎏;R=30 m,Q=8.23㎏;R=40m ,Q=19.52㎏;R=50 m ,Q=38.12㎏;R=60m ,Q=65.87㎏。
  4 爆破飞石的控制措施
  爆区地处人口密集、行人车辆来往频繁的闹市中。爆破区域周边都是住宅与公路,因此本爆区的另一个最大的安全问题,就是控制爆破飞石。
  4.1 单位炸药消耗量的调控
  单位炸药消耗量的大小决定爆堆及飞石抛掷距离的最大因素之一。在城市岩石控制爆破中,选择合理的单位炸药消耗量,是控制爆破飞石的重要手段之一。因此,本工厂每次爆破,对整个爆区炮孔所处的岩石特性、节理裂隙以及孔网参数都进行细致地踏勘,根据踏勘结果,对每孔的装药量及单位炸药消耗量都进行认真计算和调整,以达到控制爆破飞石的目的。
  4.2 堵塞长度的选择
   堵塞长度的大小是决定爆破效果和飞石远近的另一个主要因素。堵塞长度过大,爆破效果就会差,甚至出现裂隙和龟裂,根本无法进行挖运,若出现这种情况,还要进行爆破安全性更差的二次爆破。堵塞长度过小,爆破将出现漏斗,岩石将抛出,个别飞石就无法控制。因此,必须严格按照参数设计保证堵塞长度。
  4.3 自由面的选择
  每次爆破都要合理选择爆破的方向,使爆破方向尽量不对着需要保护的建筑物,利用微差爆破技术,合理安排炮孔的起爆顺序。创造新的临空面,尽可能的增大爆区与被保护物的距离。
  4.4 加强爆区的安全覆盖
  在爆破施工中,由于岩石的不均匀性或未考虑到的因素,往往有个别飞石脱离爆破岩体。为防止个别飞石飞远,在本次爆破施工中,对爆区采取多层的安全覆盖。第一层采用运输皮带整体覆盖在爆破区域上,第二层在炮孔上压上沙袋,然后再在整个区域压上二层沙袋。
  4.5 做好安全警戒工作
  在爆破施工中,做好安全警戒工作是一项杜绝飞石伤人,防止意外爆破事故的有效安全措施。在爆破时,设置安全警戒岗,保证合理的安全警戒距离,采用定人定岗的方法,确保在警戒范围内无人员无车辆进入。
  5 结论
  (1)针对复杂环境采用控制爆破方案及参数是可行的;
  (2)根据周围建筑物的距离,设置合理的单段起爆药量,控制爆破震动,尽量减小对周边建筑物的影响,采取的措施是有效的;
  (3)本工程采用的爆破飞石控制措施的安全有效的。
  
  参考文献
  [1] 刘殿中,杨仕春.工程爆破实用手册.北京:冶金工业出版社,2004.
  [2] 汪旭光,于亚伦,刘殿中.爆破安全规程实施手册.北京:人民交通出版社,2004.
  [3] 顾毅成.爆破工程施工与安全.北京:冶金工业出版社,2004.
  注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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