大規(guī)模土石方爆破施工技術(shù)應(yīng)用
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摘要:
爆破施工技術(shù)是工程施工中常用的一種技術(shù)，對(duì)于工程施工進(jìn)度和成本有著較大的影響。在土石方爆破施工當(dāng)中，容易造成粉塵、噪音等污染，如果控制不當(dāng)，還可能導(dǎo)致周邊建筑物受到不良影響，所以，做好土石方爆破施工技術(shù)控制十分必要。本文就對(duì)大規(guī)模土石方爆破施工技術(shù)應(yīng)用展開(kāi)分析，以為其實(shí)際運(yùn)用提供有效參考。
關(guān)鍵詞:大規(guī)模土石方;爆破施工技術(shù);應(yīng)用
一、土石方爆破工程概況
以某住宅工程為例，其土石方爆破工程范圍是2平方千米，需要開(kāi)挖的土石方總量為60萬(wàn)m3。在地形上，土石方爆破工程區(qū)域?qū)儆谏角鸬貛В哂休^好的施工環(huán)境。在地質(zhì)結(jié)構(gòu)上，基巖主要成分是砂礫巖，完整度較好，質(zhì)地堅(jiān)硬，硬度系數(shù)范圍在8－12之間，不存在溶洞、含水層等不良地質(zhì)問(wèn)題，地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)爆破的影響較低。
二、大規(guī)模土石方爆破施工技術(shù)要點(diǎn)
(一)爆破孔孔徑和鉆機(jī)配置。
在鉆機(jī)與鉆孔孔徑計(jì)算過(guò)程中，需要結(jié)合總工程量和工期情況，確定合適的鉆孔孔徑，在本工程中孔徑設(shè)計(jì)為140mm，然后在根據(jù)布孔孔網(wǎng)參數(shù)和平均日產(chǎn)量和高峰日工作量，計(jì)算出爆破工程鉆孔的實(shí)際工作量，參照每臺(tái)鉆機(jī)的日鉆進(jìn)尺寸，本工程采用的是阿特拉斯液壓潛孔鉆機(jī)，來(lái)確定鉆機(jī)數(shù)量。
(二)確定臺(tái)階的開(kāi)挖高度。
在施工機(jī)械設(shè)備確定的情況下，根據(jù)工程施工的進(jìn)度要求，本爆破工程主體開(kāi)挖區(qū)設(shè)計(jì)的臺(tái)階高度為12m米。
(三)計(jì)算爆破的相關(guān)參數(shù)。
爆破質(zhì)量與爆破參數(shù)之間有著密切聯(lián)系，參數(shù)設(shè)定的合理與否會(huì)對(duì)爆破質(zhì)量和安全產(chǎn)生極大影響，爆破的相關(guān)參數(shù)包括:一是底盤抵抗線。抵抗線W底大小的計(jì)算，需要結(jié)合基巖特點(diǎn)、炸藥用量和特性以及炮孔直徑等情況來(lái)確定。如果抵抗線過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致炸藥不能被有效利用，在抵抗線方向上的巖石未能充分破碎，降低爆破效果;如果抵抗線過(guò)大，會(huì)增大單位耗藥量。通常而言，抵抗線是炮孔直徑的20－50倍，在本爆破工程中，取30倍炮孔直徑，其值為4．20m。二是孔距大小。其計(jì)算公式為a=m*w，其中，m表示的是炮孔密集系數(shù)，取1．30常數(shù)，計(jì)算可知a等于5．46m，為方便施工，取5．5m。三是排距大小。為提高爆破效率，本工程采取的是多排爆破方式，計(jì)算公式為b(排距)=a(孔距)/(m)炮孔密集系數(shù)，取值是4．20m。四是超深長(zhǎng)度和填塞長(zhǎng)度。在一般情況下，超深長(zhǎng)度和填塞長(zhǎng)度范圍分別是8－12倍d和20－40倍d，在本工程中，根據(jù)巖石成分和硬度性質(zhì)，超深長(zhǎng)度取9倍炮孔直徑，h=1．30m，填塞長(zhǎng)度取30倍直徑，h1=4．20m。五是炸藥單位耗用量。在炸藥單耗量上，需要結(jié)合巖石硬度、結(jié)構(gòu)、爆炸特性等情況，選擇合適值，在本工程中，炸藥單耗量q取0．45kg/m3。六是單孔裝藥量。單孔裝藥量的計(jì)算公式為Q=q*a*b*H，代入相應(yīng)數(shù)值，可得Q=125kg。同時(shí)，由于本工程采取的是多排爆破方式，在爆破過(guò)程中，后排孔會(huì)受到前排孔礦巖阻力的干擾，所以，為保證后排孔的爆破效果，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加后排孔單孔裝藥量，取基本單孔裝藥量的1．1倍，即137．5kg。
(四)確定毫秒延期爆破間隔時(shí)間。
在土石方的爆破過(guò)程中，前排孔硬巖爆破時(shí)，會(huì)發(fā)生爆巖前移現(xiàn)象，給后排孔爆破形成良好自由面。為保證后排孔爆破效果，且避免發(fā)生大量飛石以及上沖、后沖問(wèn)題，需要對(duì)前后排爆破的延期時(shí)間進(jìn)行有效控制。一般而言，合理延期爆破間隔時(shí)間為10－20倍抵抗線，在本工程中，爆破間隔時(shí)間取45ms。
(五)選擇土石方爆破區(qū)的范圍。
在土石方爆破工程中，通過(guò)加大爆破區(qū)規(guī)模，可以起到減少鉆機(jī)以為時(shí)間、降低大塊產(chǎn)生率的作用，對(duì)爆破效果有著重要影響。在土石方爆破實(shí)踐中，臺(tái)階爆破大塊的主要來(lái)源是首排炮孔，其次才是后排孔的后沖、爆區(qū)兩側(cè)帶炮等，也就是說(shuō)，相比于單排孔爆破方式，多排孔大塊率更低。在本爆破工程中，爆破孔排數(shù)取為4排，爆破區(qū)范圍應(yīng)保持長(zhǎng)度＞50m，寬度在16－20m之間。
(六)確定起爆網(wǎng)絡(luò)和起爆順序。
本工程采取的是多排毫秒延期起爆方式，起爆網(wǎng)絡(luò)連接方式為四通連接，借助塑料導(dǎo)爆管來(lái)實(shí)現(xiàn)連接，采取的是復(fù)式起爆網(wǎng)絡(luò)。在起爆順序上，本爆破工程采用排間奇偶順序，從前往后起爆，利用毫秒延期來(lái)增加自由面，通過(guò)交錯(cuò)爆破方向，來(lái)增加巖塊碰撞的概率，使巖塊破碎更加均勻，并起到良好減震效果。
三、大規(guī)模土石方爆破施工安全控制
(一)爆破沖擊安全控制。
為避免爆破沖擊過(guò)大，需要對(duì)單段最大裝藥量進(jìn)行限制，將爆破沖擊值控制在合理范圍之內(nèi)，有效預(yù)防爆破沖擊對(duì)周邊環(huán)境造成的不良影響。單段最大安全裝藥量計(jì)算公式為:Qmax=［R(v/k)1/α］3，其中，R是保護(hù)體與爆區(qū)間的距離，取值300m，v是允許的安全振動(dòng)速度，取1．5cm/s，k是爆破場(chǎng)地情況相關(guān)系數(shù)，取值230，α是地質(zhì)情況相關(guān)系數(shù)，取值1．60。將各數(shù)值代入公式中，爆破沖擊安全范圍的單段最大裝藥量為2153kg。
(二)爆破飛石安全控制。
在爆破飛石安全的控制方面，需要從兩個(gè)方面入手，一是做好裝藥檢查工作，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)參數(shù)和方案對(duì)炮孔裝藥情況進(jìn)行全面檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)方案不符的情況并修正，起到控制飛石的效果。二是做好安全警戒工作，根據(jù)巖石性質(zhì)、裝藥量等情況，制定合理安全范圍，以防止飛石飛散較遠(yuǎn)給周邊人員造成傷亡。一般而言，安全警戒范圍需要以爆破點(diǎn)為中心，安全規(guī)程取300m。
(三)有毒炮煙安全控制。
有毒炮煙主要是由于炸藥本身和爆破過(guò)程兩個(gè)方面引起的，對(duì)此，在有毒炮煙安全控制上，首先要加強(qiáng)對(duì)炸藥的檢查，確保炸藥在使用安全期以內(nèi)，沒(méi)有發(fā)生潮濕等問(wèn)題，炸藥本身質(zhì)量和堵塞質(zhì)量符合要求。其次，在爆破過(guò)程中，需要結(jié)合爆區(qū)內(nèi)風(fēng)速、風(fēng)向等情況，選擇合適的位置，使人員處于上風(fēng)方向，預(yù)防有毒炮煙的危害。
結(jié)語(yǔ):
近些年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，工程建設(shè)數(shù)量不斷增加，大規(guī)模土石方爆破施工應(yīng)用越來(lái)越加廣泛，加強(qiáng)對(duì)大規(guī)模土石方爆破施工技術(shù)的研究有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。在大規(guī)模土石方爆破施工中，為提高爆破效率，可以根據(jù)無(wú)限分段理論，通過(guò)排間奇偶順序起爆的方式，來(lái)減少爆破次數(shù)，擴(kuò)大爆破范圍，提高爆破可靠性，并做好技術(shù)要點(diǎn)和安全控制，保證大規(guī)模土石方爆破技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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作者：戈志 胡開(kāi)敏 單位：江蘇省核工業(yè)二七二地質(zhì)大隊(duì)