水厂基坑开挖爆破施工技术范文

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摘要:介绍了一次复杂环境下水厂基坑开挖爆破施工，根据施工现场的周围环境，论述了爆破施工方案以及各项爆破施工参数的选择。对爆破振动及其他有害效应进行了校核，采取了有效的防护措施，爆破达到了预期的效果。

关键词:基坑开挖；岩土爆破；爆破参数；安全防护

1工程概况

某地水厂取水工程建设中，水泵房基础开挖、拦河坝基础平整和开挖、沉砂井和汲水井开挖等遇岩石需进行爆破施工。待爆破水泵房基础坑开挖规格及工作量为:长*宽*深=29*15.3*3m=1331.1m3;拦河坝:长*宽*深=170*2.2*0.5m=187m3;沉砂井:长*宽*深=13*4.6*3m=179.4m3;则爆破的净工程量为:1697.5m3，总工程量约为:1870m3。待爆破岩石主要为粉砂岩，上部强风化，下部中等风化;志留系霞乡组，沉积砂岩;上部为灰黄色，下部为灰～灰黑色，石英、岩屑组成。岩石硬度:上部=3～7，下部=8～10;岩层中主要为裂隙水，工程地质、水文地质和环境地质相对简单。待爆破点东偏南距约50m为新建体育馆;南侧为河床或河道;西侧为河道，在此方向上将建拦河(溢流)坝;北及西北侧距离约15m为施工配电简易房和输电线路。

2爆破施工方案

根据爆破区的环境和待爆破岩石的赋存条件，确定采用浅孔控制爆破法进行施工。控制的内容为:爆破飞石和爆破震动。本工程中，水泵房基础、拦河坝清挖的爆破，都可以一次爆全深;沉沙井的爆破可以采用分台阶施工。原因是该沉沙井开挖断面太小，一次爆全深岩石的夹制作用太大，难以取得较好的爆破效果，而且在安全上不易控制。

3爆破技术及参数设计

3．1钻孔直径

D根据岩层的赋存条件和基坑挖深不大的实际情况，确定选用YT24或ZY24型气腿式凿岩机进行穿孔，钻孔直径选择为:D=38～42mm。

3．2台阶高度

H根据实际的挖深确定爆破的台阶高度，这里最大为3m(水泵房基坑)。沉沙井分台阶爆破，则分台阶高度为1.5m。溢流坝0.5m。

3．3底盘抵抗线

W1浅孔爆破的底盘抵抗线W1经常采用如下的经验公式计算，即:按台阶高度计算，即:W1=(0.4～1.0)H分别计算为:H1=3.0m，W1=1.2m(系数取0.4)H2=1.5m，W2=0.9m(系数取0.6)H3=0.5m，W3=0.5m(系数取1.0)综合考虑该工程的实际情况并按照工程类比的方法，初步选择上述最小抵抗线数值，必要时还可在施工中进行调整。

3．4钻孔深度

L和角度β一般情况下钻孔深度L等于台阶高度H加上超深h，即:L=H+h。正常情况下，钻孔超深值h按如下方法计算，即:根据抵抗线计算超深:h=(0.15～0.35)W1根据台阶高度计算超深:h=(0.05～0.25)H这里参考h=0.15H取值，则h=0.15～0.5m;则相对于不同的台阶高度，钻孔深度依次为:L=3.5m、1.8m、0.65m。钻孔角度为:β=85°～90°。

3．5炮孔间距

a和炮孔排距b根据公式:炮孔间距a=mW1;式中:m—钻孔密集系数，一般取0.8～1.4，这里取1.2;则依次得:a=1.5m、1.1m、0.6m。炮孔排距b:根据公式:炮孔排距b=0.866a并本着“大孔距、小排距”的原则，依次得:b=1.0m、0.8m、0.5m。

3．6单位炸药消耗量

q参照经验数据和工程类比，并考虑岩石硬度差别较大的实际情况，选取的单位炸药消耗量q值为:对于松动爆破:q=0.42kg∕m3。

3．7单孔装药量

Q根据装药量计算公式，即:第一排孔:Q1=q*a*W1*H;第二排及以后各孔:Q2=q*a*b*H。以3.0m挖深代入数据计算得:Q1=0.42*1.5*1.2*3.0=2.3kg∕孔。考虑边坡岩石塌落量为:Q1=1.92kg∕孔;Q2=0.42*1.5*1.0*3.0=1.89kg∕孔。同理，以1.5m和0.5m挖深代入数据计算得:Q1=0.58kg∕孔、0.063kg∕孔;Q2=0.56kg∕孔、0.06kg∕孔。

3．8装药长度

L1和堵塞长度L2使用炸药卷规格:直径Ф32mm，卷长180mm，重量150g∕卷;则对应的装药长度和堵塞长度为:挖深为3.0m∶L1=2.3m、2.27m;L2=1.2m、1.23m;挖深为1.5m∶L1=0.7m、0.68m;L2=1.1m、1.12m;挖深为0.5m∶L1=0.08m、0.07m;L2=0.57m、0.58m。合理的堵塞长度应该为0.66～1.4W1根据工程类比的经验可知，这里的装药长度和堵塞长度设计基本上是合理的。堵塞材料:炮孔的堵塞材料为粘土、沙石粉或沙黏土混合物，但严禁堵塞物中混入或掺杂小石块(最大边长≥2cm)。

3．9起爆方法及其网路(1)起爆方法:

由于待爆破区域紧邻施工变配电房和中低压输电线路，所以这里爆破不宜采用电爆网路。炮孔内采用非电导爆ms雷管微差起爆，使用雷管段数为1～5段;分区接力起爆网路，孔内、孔外共同延期。(2)起爆规模:同段雷管可同时起爆2个炮孔;每次可同时起爆3～4排炮孔，炮孔数为40～50个/次，最大段装药量≤4.6kg。(3)网路连接:采用先簇联后串联的连接方法;或采用“四通连接元件”连网，“并—串联”起爆网路。(4)网路激发:采用:“非电导爆管网路→导爆管→激发针→发爆器”的纯非电起爆网路。

3．10爆破器材爆破器材:

(1)炸药:采用Φ32mm卷装乳化炸药;(2)雷管:采用非电导爆ms雷管1～5段;雷管脚线长3m或5m。

4爆破安全设计

4．1地震效应

根据公式:V=K(Q1/3∕R)α;式中:V—地震波的传播速度，cm∕s;根据《爆破安全规程》的规定和实际情况，这里关键的是要保护东侧的体育场馆，该体育场馆为钢筋砼框架结构，所允许的爆破震动速度为:5.0cm∕s;K•α—衰减系数，这里根据《爆破安全规程》的相关规定以及岩石软硬程度和振动频率综合考虑，取K=150;α=1.67;Q—最大段装药量，kg;这里为4.6kg;R—爆破中心至建筑物之间的距离，这里爆破区边缘至东侧体育场馆的最近距离约为50m;将以上数据分别代入计算得:V=0.51cm∕s＜＜5.0cm∕s;参考这些数据可以看出，爆破震动是不会对东侧的体育场馆及其辅助设施造成破坏和影响。

4．2爆破飞石深孔台阶爆破个别飞石安全距离的计算，《爆破安全规程》尚无给定的计算公式，现借鉴经验公式:R飞=20Kn2W来计算;式中:R飞—爆破时个别飞石的最大飞散距离，m;K—与爆破区地形和风向有关的系数，一般取1.0～1.5，这里取1.5;n2—爆破作用指数，松动爆破时为0.75;W—底盘抵抗线，m;这里为1.2m。将以上数据代入计算得:R飞=20.25m。参考该数据可以看出，爆破飞石不会对周围造成多大的影响。但为安全起见，当爆破点推至距离体育场馆和配电房时进行适当的防护，即采用竹笆片会废旧胶皮输送带进行覆盖防护。爆破对人员的警戒距离为:200m。

5爆破效果

该爆破项目共进行6次爆破，爆破振动和爆破飞石及边坡质量都得到了有效控制，爆破效果良好。为此认为深孔“孔内外微差，一孔多响，在复杂环境下，配合现代化机械设备，能有效减少爆破振动及爆破飞石的危害。

参考文献

［1］于亚伦．工程爆破理论与技术［M］．北京:冶金工业出版社，2009．

［2］汪旭光，刘殿中．爆破安全规程实施手册［M］．北京:人民交通出版社，2001．

［3］中国工程爆破协会．爆破设计与施工［M］．北京:冶金工业出版社，2014．

［4］陈德志，徐顺香．减少路堑开挖爆破对邻近民房影响的控制技术［J］．工程爆破，2001(3):60－63．

［5］言志信，王后裕．爆破地震效应及安全［M］．北京:科学出版社，2011．

［6］谢先启．爆破地震效应及安全［M］．武汉:华中科技大学出版社，2010

作者：张贞姣；方文英；殷勇 单位：安徽宏泰矿山建设工程有限公司