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復雜環境溝槽開挖控制爆破

2017-02-14 15:54:36 責任編輯:崔瑋娜

曾春橋1  葛兆林1  管國順1 李運喜2

(1.寧波永安爆破工程有限公司,浙江寧波,315700;

2.浙江省高能爆破工程有限公司,浙江杭州,310012)

摘要:在船塢及多種氣體管道旁一次起爆上千個炮孔,并要控制爆破振動和飛石,爆破設計和施工難度很大。本文介紹復雜環境下溝槽開挖多排延時爆破方案沒計、爆破參數選取和安全防護措施,并對爆破效果進行了分析,得到了一些有益的經驗,可供類似的溝槽開挖爆破設計和施工借鑒。

關鍵詞:復雜環境;延時爆破;溝槽開挖

 

1工程概況

工程位于浙江省象山縣涂茨鎮嶼岙村丁家山地塊,需要爆破的溝槽有七條,每條溝槽長約80~100m不等,寬約6.Om,開挖深度1.8~3.0m,爆區內巖石為含角礫玻屑凝灰巖,由微-未風化含角礫晶屑玻屑熔結凝灰巖組成,屬堅硬類巖石,風化程度中等,地表覆蓋層為含碎石粉質黏土,巖石強度為f=8~10。

爆區東北側35m為浙江新樂造船廠船塢,85m處為在建船只及造船設施,220m為船塢閘門;東側約25m為造船廠天然氣、氧氣、壓縮空氣、二氧化碳氣體、水管、電線管道及終端控制設施設備,約125m為造船廠辦公廠房;東南側約60m為造船廠龍門吊,150m為鄉村公路,160m為通信光纜;西北側為大海,西南側為空場地,周圍環境如圖l所示。

 214102141.jpg

2爆破方案設計

2.1工程難點

工程難點如下:

(1)該爆破工程為造船廠新建項目的關鍵工程,工期緊、任務重。

(2)嚴格控制爆破振動和飛石,確保周圍船塢、水、電、氣管管道和終端控制設施設備不受影響。

2.2爆破參數設計

設計一次爆破開挖到位,且爆后不留根底,采取適當縮小炮孔間排距,增大堵塞長度,嚴格控制飛石。根據第一次試爆效果,確定爆破參數為,溝槽內布五排孔,采用矩形布孔方式,炮孔深度(根據地形高低)L=1.8~3.0m,超深0.6~1.Om;鉆孔直徑d=11Omm;炮孔間距1.8~2.Om,排距1.5~1.6m,抵抗線W=1.5~1.8m;堵塞長度l=1.6~1.8m;單位炸藥消耗量q=0.45kg/m3;單孔裝藥量依據體積公式Q=qabL計算,采用Ф90乳化炸藥,裝藥密度ρ=1.15g/cm3,每延米裝藥量約為9.0kg,單孔裝藥量取2.2~4.3kg。炮孔布置如圖2所示。

 214102142.jpg

2.3起爆網路

毫秒延期時間:確定合理的毫秒延時間隔是實現毫秒爆破的關鍵,瑞典諾貝爾公司的研究認為,為了保證振動不疊加和破碎效果,理想的延遲時間是在后爆巖石起爆之前必須保證先爆巖體已開始前移,為后排炮孔爆破創造了自由面,即延遲時間與先爆炮孔底盤抵抗線成正比,即

△t=k·W

式中   k——系數,ms/m,硬巖取10,軟巖取30;

   W——先爆炮孔的底盤抵抗線,m。

根據公式計算毫秒延時間隔為30ms,設計取50ms。

起爆網路:根據第一次試爆后的效果確定起爆網路,主炮孔采用孔內、孔外延時起爆,中間一排孔孔內裝毫秒7段非電毫秒雷管先起爆,相鄰兩排輔助孔孔內分別裝非電毫秒8段、9段雷管接著起爆,最后靠近溝壁的兩排孔內分別裝非電毫秒10段、11段雷管最后起爆。孔外2~4排約10~20孔一束,采用大把抓一起起爆,孔外采用雙發3段非電毫秒雷管接力延時,起爆方向從遠離保護物逐漸傳向保護物方向,排間、孔間接力點均采用雙發雷管并聯。

3爆破安全設計

3.1  一次齊發起爆藥量計算

最大一段齊發起爆藥量計算見式(1):

Qmax=R3V3/αK3/α    (1)

式中,Qmax為最大一段齊爆的藥量,kg;V為被保護目標的安全振動速度,cm/s;K、α為與工程地質條件有關的衰減系數和指數;R為爆破中心至被保護目標的距離,m。

根據《爆破安全規程》(GB 6722—2003)規定,一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物允許振速為2~3cm/s,現根據現場(一般磚房)的建筑物情況允許振速取2.0cm/s,船塢允許振速為4.0cm/s,K=180,α=1.6,計算出爆破中心距離被保護目標不同距離處的最大齊爆藥量,見表1。

 214111551.jpg

根據爆區距保護物的距離,查表1中最大齊爆藥量。在保證安全的前提下,一次爆破的總藥量不超過2500kg通過現場第一次爆破試驗,根據爆后效果,選取合理的爆破參數和單位炸藥消耗量及合理的間隔時間和起爆方法,減小爆破振動。

3.2安全防護

安全防護措施如下:

(1)覆蓋防護。為了保護爆破區周圍船塢、水、電、管網及設施,直接在每個炮孔上加壓一到兩個沙袋;布孔時注意抵抗線的方向和大小,孔口朝向盡量避開需保護的對象。

(2)保護性防護。對爆破危險區內的船塢、水、電、管網及設施,進行必要的保護性防護,在離開保護物正前方5.0m處架設雙層防護排架,防護排架高5.0m,防護排架的長度每邊超出保護物區5.0m(具體情況根據現場地形環境及高差決定)。防護排架分兩層,兩層之間間隔0.8~1.0m,防護排架采用毛竹和竹片架設,在毛竹上捆扎竹片,竹片之間全部用細鐵絲捆扎,連成一體,增加防護效果,防止飛石危害。

(3)保護物直接防護。對爆破危險區內的水、電、管網及設施采取直接保護措施,直接覆蓋廢麻袋和廢輪胎,并用細鐵絲捆緊。爆破前斷氣、斷水、斷電,并做好應急預案。

4爆后效果與分析

第一次試爆一條溝槽共160個炮孔,第二次爆破剩下的全部溝槽1050個炮孔。總共消耗Ф90乳化炸藥2718kg,共爆破1210個炮孔,爆后爆渣松散,未發現明顯飛石,爆破有害效應控制在安全允許范圍內,爆破開挖后無根底,達到了預期的爆破效果。總結如下:

(1)進行溝槽開挖控制爆破時,通過爆前試爆,選取合理的爆破參數,正確進行爆破技術和安全設計,可以實現預期的爆破效果。

(2)通過認真組織、嚴格管理、嚴密防護,達到了爆破施工安全與周圍環境安全的目的。

(3)采用孔外毫秒非電雷管接力延時起爆網路,擴大了爆破規模,減少了爆破次數,提高了鉆孔設備及挖掘、裝運的利用率,同時巖體破碎率提高,大塊率減少,爆破振動等有害效應降低,爆破更安全。

(4)爆破前落實安全防護措施,嚴格控制填塞長度和堵塞質量,搭建防護屏障和對爆區覆蓋是控制個別飛石的重要措施。

 

參考文獻

[1]  顧毅成,史雅語,金驥良.工程爆破安全[M].合肥:中國科學技術大學出版社,2009.

[2]  中國工程爆破協會.GB 6722一2003爆破安全規程[S].北京:中國標準出版社,2004.

[3]  汪旭光,爆破手冊[M].北京:冶金工業出版社,2010.

[4]  葛勇,汪旭光.逐孔起爆在高速公路路塹開挖中的應用[J].工程爆破,2008,3:35~37.

摘自《中國爆破新進展》


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