1、浅析复杂条件下中深孔爆破对比邻道路及知名建筑的影响摘要三亚美丽之冠大酒店基础深坑的中深孔爆破施工，是位于三亚市主城区地带的中深孔爆破，周边有知名建筑物、会所及邻近城市主干道等复杂条件。该工程不但施工方量大，而且施工难度大。对爆破的各种有害效应必须作全面的分析，针对不同的建（构）物的实际情况，做出相应的预防措施。本工程主要采取道路邻近处预裂爆破、远离建（构）筑物坑槽爆破、会所附近的密集孔减震预裂隔离岩石爆破振动等多种施工方式，将爆破的有害效应减少到足够低的程度，有效的保护了周边环境的建（构）筑物。该爆破施工方案，既加快了爆破进度，满足了工期要求；也确保了安全和施工质量，得到了业主的一致好评。 关
2、键词中深孔爆破、预裂爆破、掏槽爆破 中图分类号：P633.2 文献标识码： A 1 前言 本复杂条件下深基坑爆破存在较多技术难点，具体分析如下： 1）本爆破基坑周围建（构）筑物多，距离近，且有三亚市最负盛名的建筑物美丽之冠，有高级会所、艺术家新村、山水碧阁等重要建筑物。这就要求爆破不能有一丝一毫的失误。业主要求保证这些建（构）筑物免遭爆破振动的破坏，因此必须控制爆破规模和最大一段装药量，减小爆破振动的影响，确保周围建（构）筑物的安全。 2）本基坑爆破地处三亚市主城中心区域，周围人员车辆川流不息，均在爆区飞石危险范围内，爆破时需进行飞石控制。 3）本基坑爆破紧邻三亚市城市主干道凤凰路，最近处 2
3、0m,设计要求爆破开挖时必须保证道路路基的稳定，防止道路塌方而影响整个城市的交通。因此施工时要采取有效的控制爆破措施，以保证工程质量，并为下游施工创造安全的工作环境。 4）爆破工程量大，共约 380000m；工期紧，合同工期仅有3.5 个月。因爆破起始掏槽场地狭小，工作面只有一个，在爆破时间和爆破规模均受限的情况下，工期显得尤为紧张。 针对上述施工中的各种难点，施工人员采取了灵活多样的针对性的爆破技术措施，克服了爆破各种有害效应，取得了良好的效果，不仅有利于质量安全、施工进度、经济效益的改善，而且积累了宝贵爆破施工经验。本文将就通过工程实践对浅孔爆破、深孔爆破及预裂爆破工艺在深坑岩石开挖工程中
4、的实际应用情况进行分析总结。 2 工程概况 三亚美丽之冠大酒店拟建场地位于三亚市凤凰路与新风路交叉口西北侧，三亚美丽之冠文化会展中心北侧。场地总用地面积为112072.27m2，总建筑面积 577600 m2，规划建设 1 栋 25 层七星级酒店，1 栋 25 层白金五星级酒店及 7 栋 33 层的公寓式酒店（AG 栋） ，建筑高度均为 99 米，全场地内均设有 2 层地下室（基底绝对标高约-5.0m） ，拟建建筑物采用框剪结构，采用桩基础和天然地基。因酒店基础工程在开挖的过程中遇到岩石，主要为奥陶系中统尖岭组的砂岩风化层，必需进行爆破施工。基础平均爆破深度约 11 米，岩石较破碎，性质单一，
5、可爆破性较强。总爆破方量初步估算约 38 万 m3。 爆破区域周边环境复杂，需爆破的基坑东侧为凤凰路，基坑边缘最近处距凤凰路 35 米；南边为三亚知名建筑美丽之冠，距离爆破区域边缘最近约 70 米；北面为山体，西北 33 米外为艺术家中心，西为临春河，河对岸为民用建筑物，最近距离约 150 米； 起爆药卷采用乳化炸药炸药，毫秒延时雷管起爆。 爆破类型：毫秒微差松动爆破； 特点及预期效果 1、要求块度不大于 0.8m，大于 0.8m 大块控制在 5以内，满足挖机铲装要求，保证其工作效率。 2、在严防飞石有害效应的同时，尽可能降低爆破振动对周边建（构）筑物的影响，特别是防止近在咫尺的凤凰路路基的安
6、全，更是成了中深孔控制爆破中重中之重，在爆破方案中应予以特别关注。 3 爆破施工方案与爆破施工的部署 31 爆破方案的选择 根据本工程的要求和周围环境的特点，选择爆破方案主要由三个关键因素来决定：选择的方案必须在合同工期内完成全部施工任务，必须保证周围建（构）筑物的安全，必须保证暗沟沟槽的开挖质量符合设计要求。 3.2 小孔径浅孔松动爆破方案 这是控制爆破经常采用的爆破方案。该方案使用风动凿岩机钻孔进行小台阶爆破，周边采用预裂或光面爆破。其优点是：设备投入少；钻孔深度小、孔径小、单孔装药量少，容易控制爆破振动，对爆破安全有利。缺点是：采用人工操作风动凿岩机，劳动强度大，工作效率低；开挖分层多，
7、爆前爆后要人工清理工作面浮碴、松碴，重复工序多；工期较长，成本较高。 3.3 中孔径深孔松动爆破方案 这是石方钻爆开挖中较快速的施工方案。该方案使用钻机钻孔，可一次钻孔到位，不需分层爆破，周边采用预裂爆破。其优点是：机械化程度高、劳动强度小，工作效率高；不分层开挖，重复工序少；工期有保证。缺点是：钻孔深度深、孔径大、单孔装药量大、爆破规模大，对沟槽底板基岩的完好性很难保证，而且爆破振动会对爆区周围邻近构筑物的稳定性产生不良影响，施工风险大。 3.4 中孔径结合小孔径浅孔松动爆破方案 该方案采用接近路基或其它建筑物时预留 5m 厚岩体作为保护层，保护层用小孔径浅孔松动爆破方法一次炸除来保证爆破后
8、这些被保护物基础岩石的完好性；在距离 550m 范围内采用中孔径浅孔松动爆破，来加快施工速度；周边采用预裂爆破来保证被保护物基础的完好性。其优点是：有利于保证开挖质量；施工速度也较快，能保证工期；缺点是：分层较多，增加了机械清理工作面的工作量；爆破安全问题仍很突出，需采取安全技术措施。 根据以上对三个方案的综合比较，认为第三个方案对本工程较为适宜，决定采用中深孔结合小孔径浅孔松动爆破方案。 35 爆破施工的部署 爆破方案的确定取决于所需爆破工程的岩性、风化程度、地质构造、爆破类型和周边环境，对于类似爆破工程，公司有着多年的实践经验，可以参照同类工地爆破的实际使用情况，并结合本工地实际情况进行设
9、计。 根据目前场地内的情况，现场地内覆盖土层必须首先开挖。爆破时，在现有的酒店基础西面中心位置处由西向东先爆破出一条宽度不低 于 8米的坑槽，然后由坑槽向北边依次采用潜孔钻台阶爆破的方法。对于爆破区域边缘，尤其是东侧靠近凤凰路一侧，在 550 米的距离范围内，采用 76mm 中孔径浅孔弱松动爆破作业；距艺术家新村、会所 50 米范围内，一律进行小孔径浅孔爆破作业，其它部分进行中深孔爆破。爆破作业北边山体前，先进行预裂爆破，预裂爆破的高度必须与正式施工爆破时的高度一致，以保证边坡的稳定性。 4 爆破参数设计 4.1 中深孔爆破（典型设计） 炮孔直径：115mm；钻孔深度：L=H+h=8.0m+1
10、.2m=9.2m； 最小抵抗线：w=3.5m；炮孔间距：a=4.0m； 炮孔排距：b=0.8a=3.2m, 取 3.5m； 炸药单耗：k=0.25kg/m3； 单孔装药量：Q= kabL=0.25kg/m34.0m3.5m9.2m=32.2 取30kg 4.2 浅孔爆破 炮孔直径：d=40mm； 4.3 预裂爆破 为保证基坑北侧山体边坡的稳定性，在主爆破之边坡附近 1520m 时，采用预裂爆破技术进行边坡预裂爆破。采用潜孔钻机钻孔，孔径D=76mm，32 乳化炸药，其它预裂爆破参数按下列公式确定： 孔距：a 预=（812）D 不耦合系数：Dd=D/d=24 线装药密度：q 线=0.127( 压
11、)0.5a0.84(d/2)0.24 预裂缝的超长：b （10100）D 通过计算和结合实践经验，选用如下预裂爆破参数，见表 1。 5 布孔形式及装药结构 6 爆破网络及连接形式起爆网络 爆破深孔连接和装药结构示意图 孔内非电-孔外电起爆网路图示意图 7 爆破危害效应分析 爆破时，炸药一部分能量破碎岩石，另有一部分能量转化为爆破有害效应，主要表现为爆破震动、飞石、空气冲击波、噪音等，必须采取有效措施，将爆破危害控制在允许范围内，确保爆破安全。本工程南侧为美丽之冠，东侧为风凰路，西北为艺术家新村，北面有山水碧阁。根据爆破类型及爆破区周围环境条件，本爆破采取以下措施控制爆破震动及飞石： 1）施工前
12、由爆破工程师对施工人员进行技术交底和安全教育，严格按公安部门批准的爆破设计文件、储存规定进行施工。 2）按设计文件中的爆破参数进行钻孔、装药、联线，应保证孔位、孔深、倾角符合设计要求，误差不得超过规定值。装药量应准确，不得擅自修改爆破设计。 3）减震及防飞石措施 中深孔采用毫秒微差松动爆破，控制炸药单耗，控制单段起爆药量及每次爆破的总药量，微差起爆的间隔时间为 50ms。 距离凤凰路 50 米范围内采用 76mm 孔弱松动爆破和距离艺术家新村、会所和山水碧阁 50 米范围内，采用浅孔爆破，并辅以重覆盖以减少对周边的影响。 保证堵塞长度不小于炮孔最小抵抗线的 1.2 倍，减少垂直飞石的可能。 及
13、时清理爆破工作面，形成良好的爆破自由面。另外，注意自由面的形状，最小抵抗线过小部位，可采用间隔装药。 对于手风钻浅孔爆破，采用覆盖防护措施，在每个炮孔之上，压一个砂袋，砂袋之上压一层铁板或铁丝网，其上再覆一层砂袋。 加强警戒，爆破前，所有人员、设备一律撤至安全地点，封闭主要路口，无关人员一律不得进入警戒线以内，直至爆破结束。 4）火工品进场后应及时进行入库登记，进行电子数据采集， 5）施工作业顺序自上而下，做好坡面浮石、松石、滚石清理，严把施工安全关。 6）严把边坡施工的质量安全工作，临近边坡的炮孔布置要求密孔、少药，严控单段药量。 7）爆后检查：爆破后安全员及爆破员进入爆区检查，确认无盲炮后
14、才发出解除警戒信号。 8）盲炮处理：每次爆破后，爆破员应认真仔细检查现场，发现盲炮时应及时报告工程师，由工程师确定处理方案进行处理。 8 质量工期保证措施 (1)根据方案设计的范围，分别采用不同的爆破方式 (2)最开始阶段的坑槽爆破可以采取多阶段进行施工，在 35 天内能使坑槽基本成型，为早日进行大规模施工爆破创造好条件。 (3)用爆破振动测试仪对爆破振动进行实时监控，对凤凰路路基进行爆破振动的重点监控，力求能在最短时间内发现隐患，及时采取措施排除隐患。 (4)正式爆破开始前，必须进行试爆。 (5)艺术家新村、会所和山水碧阁等附近重点是做好爆破防护飞石工作，美丽之冠和凤凰路附近重点是做好爆破减
15、震工作。 (6)预裂爆破的孔距不得大于 0.8m，钻孔超深 0.5m。 9 爆破效果 （1）爆破飞石得到了控制。爆破后，爆区周边 10m 内无一飞石，虽有个别处遭遇到飞石袭击，但没有受到破坏，周围其它建（构）筑物安然无恙。 (2）爆破振动得到了控制。在爆区各测振点测出的振动速度均小于安全值，符合建（构）筑物安全振动速度的要求。 (3）工程开挖质量符合设计要求。局部超欠挖在 20cm 以内，路基附近没有产生裂缝，预裂孔半孔率达 90%以上。 (4）保证了工期。采用上述爆破方案，经过紧张施工，按期完成了施工任务。 10 结束语 （1）针对爆区的地质、地形条件和环境情况，在大面积使用 115mm中深
16、孔爆破、临近凤凰路 50m 内的 76mm 中孔径爆破和艺术家新村、会所50m 内选择浅眼松动爆破作为爆破方案，并将爆破开挖的最小抵抗线方向设计在背向凤凰路、艺术家新村、会所等的方向。采用爆破覆盖防护，有效地消除了飞石的有害效应。同时，采用毫秒微差起爆技术，以及在凤凰路基附近一侧的爆破区域外预裂爆破，极大地削弱了爆破的地震效应，避免了爆破地震效应对被保护物的危害。 （2）本工程采用柱状（条形）装药，与同等药量的集中装药相比，柱状装药引起的地震波强度低 30%；通过对各监测点的数据统计显示，各质点震动速度中最大值为 1.21cm/s，符合周围各建（构）筑物的允许的震动速度。 （3）根据爆区的环境
17、特点，将最小抵抗线一般设计为稍大于排距，把爆破作用的范围限制在内部破坏与外部破坏的临界点，只产生松动效应，而不产生飞石。 （4）根据人工开挖揭露的岩性和地质构造情况、以前本地爆破的实际用药量，综合确定单位炸药消耗量；根据爆破技术要求和周围环境的特点，确定的爆破作用指数 n = 0.70，属于松动爆破，符合国家的有关规定，与国内外松动爆破的成功的经验数据一致。 （5）预裂爆破是在主爆破之前进行，尽管由于个别地段岩石的整体性不够或炮孔间距稍大，但总体而言还是达到了预期效果，形成了一条完整的预裂缝。 （6）在大规模的中深孔爆破中，通过毫秒微差爆破、控制最大段发药量等措施，成功地减轻了爆破振动效应对美丽之冠等周边建筑物的影响， 参考文献 1 吴立, 闫天俊, 周传波. 凿岩爆破工程M. 武汉: 中国地质大学出版社, 2005. 2 李夕兵. 凿岩爆破工程M. 长沙: 中南大学出版社, 2011. 3 余德运, 杨军, 赵明生. 减震沟对台阶爆破地震波减震机理探
