浅谈爆破技术在工程中的应用

浅谈爆破技术在工程中的应用

邓家金

(广西桂能工程咨询集团有限公司，广西南宁530023)

溪(摘要]一。本文以桂林川江柑4枢纽导流漓为御，?焱绍爆破技术在工程中的应用，旗爆破彦寨}辨鼷二麟臻电工组织、、安全措施等见方面进。

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1工程概况

桂林市川江水利枢纽是桂林市防洪及漓江补水枢纽工程之一，是以城市防洪和生态环境补水为主，结合发电、灌溉等综合利用的水利工程。

JIl江流域为山区河流，洪水暴涨暴落，洪枯水位变幅大，本工程围堰挡水导流时段只能在枯水期。拦河坝施工采用围堰挡水，导流时段为9月～次年2月，由导流隧洞导流，导I)IL设计洪水标准采用枯水期5年—遇，洪峰流量为74．9m3／s。

导流隧洞全长5．3m，其中进口明挖段42m，洞挖段508m，出口明挖段39．3m。隧洞中圆形洞433．621m、城fqiF目形．379m、渐变段20m。

隧洞洞挖段长508m，其中以II一Ⅲ类破碎围岩及IV类围岩居多。

2爆破方案的选择21洞口明挖旋．工

洞口石方主要以第四系覆盖层为主。开挖采用自上而下液压钻机

钻孔分层梯段爆破的开挖方法，

“密孔、弱爆破”方式开挖。

2．1．1爆破参数设计

1)分层厚度：石方开挖采用自上而下的原则分区分层进行梯段控制爆破，开挖厚度控制在6～8m。

2)平面布置：主爆孔孔距为3．Om，排距25m，梅花型布置；预裂孔一般炮7L间距a=(7—12)d(d为钻孔直径)，取0．8m

爆孔平面布拦图

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3)药量计算

a主爆孔药量Q=qawl

式中：q为松动爆破单位炸药消耗量(0．4-0．5)，kg／m3：

8为炮孔间距，m；

W为抵抗线，m：

I为分层高度，m。b预裂孔

线装药密度：线装药密度是单位长度炮7L的平均装药量。影响预裂爆破参

的因素复杂，很难从理论上推导出严格的计算公式，以经验

公式为主，目前国内较常用公式的基本形式为：

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式中，Q厂预裂爆破的线装药密度，kg／m；

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r岩石的极限抗压强度，MPa；

a—炮孔间距，m：

小≮占孔直径，mm：

K、a、p和y—经验系数。

随岩性不同，预裂爆破的线装药密度一般为70—4009／m。由于预裂爆破孔底岩石夹制作用很大，为确保预裂缝贯穿到底，在孔底1

m

的长度上适当增加装药量。当孔深<5m时，底部1m的装药量为1—2

倍Q×：当孔深为5m一10m时，底部1m的装药量为2—3倍Q×；当孔深为≥10m时，底部1m的装药量为3—5倍Q)c．爆破参数设计爆破参数设计如下表

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4)联网起爆

为保证同时起爆，预裂爆破采用导爆索起爆，采用分段并联法。预裂7L与主爆区炮孑L组成同一网路起爆，且预裂孔超前第一排主

爆孔75—100ms起爆。

2．1．2主要技术措施

a．预裂爆破造孔采用液压钻钻孔，钻孔直径76mm；预裂爆破孔位偏差、钻孔角度都直接影响预裂爆破的爆破效果和外观质量：开孑L后

进行中间过程的深度和角度校对，以便及B寸调整偏差。

b预裂爆破药卷选用由35mm乳化炸药，不1禺合系数2_2；装药采用间隔装药，药卷问用导爆索和竹片连接。

c棉段爆破采用网络爆破技术，控制爆破规模，保证边坡安全和开

挖质量。

22洞室刑t施_T-2．21隧洞施工主要方法

隧洞洞内地质主要以粉砂岩与细砂岩互层局部泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩为主，围岩微风化，中等坚硬，节理裂隙较发育。根据地质资料，隧洞开挖以新奥法理论指导施工，主要采用全断面开挖的施工方

案，利用气腿式手风钻配合平台车钻孔：采用光面爆破、微差爆破的钻

爆法进行开挖掘进。

隧洞破碎围岩和洞身不良地质洞段，采用正台阶法进行隧洞开挖，并结合超前锚杆、钢拱架、径向锚杆、挂钢筋网和喷砼作加强一次支

护，确保施工安全。

为确保成功进洞安全掘进，进洞前先沿隧洞顶拱开挖轮廓线外，

打设一排025、L=4m、环向间距O．3m、平行于洞轴线的超前锚杆，

然后挂钢筋网、喷砼，使其连成整体，增强洞脸的稳定性。因洞脸揭露地质较差、无法自稳，采用超前锚扦、钢拱架、径向锚杆、挂钢筋网和

喷砼加强支护。

222施工工艺流程

测量放样一钻孔一装药、起爆一排烟、洒水一安全处理一出渣一初期支护(锚杆、挂网喷砼)一下—循环

2．23爆破设计

1)断面特性及围岩条件分析

本工程隧洞开挖断面有圆洞型及城f-J浯J型，其中圆洞开挖洞径为

6．84m及6．2m、开挖断面36．7m2及302m2：城f-JNJ型开挖宽度为6．84m、高6．72m一9_01m、断面面积约409m2～56．6m2，均属中面

积、宽高匀称型的断面型式，边界条件对爆破的影响不大，按～般隧洞进行爆破设计即可。

2)钻孔深度及孔径

本工程根据断面大小、设备情况、围岩隋况选取不同钻杆长度进行钻孔。炮孔直径42mm，掏槽区空孔直径50mm。

3)掏槽方式

采用“空孔、直眼掏槽”的方式。

4)装药参数及炮7L布置

先进行3—4轮的爆破试验(采用“空孔、直跟掏槽”的方式)，再根据爆破效果进行调整，以选取最佳的装药参数与装药结构。

围岩具体装药参数及炮孔布置如下：

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I刿鄙岩开挖炮孔布置图

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2．设计霉一循环进只25m，每一照并婚畦五艿9Z．gm

l。，1隧洞进出口以及遇地质不良洞段如塌方等，采用“正台阶开挖法”进行施工。

正台阶开挖：台阶采用短台阶，上、下半洞台阶长度约5m，先开挖上半洞，待上半洞锚喷支护完成后再开挖下半洞，进行下半洞锚喷支护。台阶高度考虑上半洞的高度满足平台车及出渣设备施工操作即可，台阶面高程设在隧洞底部上2m位置，分成上、下半洞两部分。

正台阶法日缱]：示意图正台阶开挖炮孔布置与装药参数：

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正台阶开挖E野∽糊

工程技术

正台防爆破参数表

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5)起爆网络

除掏槽眼外，隧洞端面上的其他炮眼尽量使其在无夹制的情况下起爆，为此采用矩形原理设计爆破的破裂线。采用非电毫秒雷管微差起爆网络。起爆顺序见围岩的爆破参数表。

2．2．4测量放样

采用全站仪进行测量放样。每次放样时，测量人员、现场技术人员

及钻手一起子掌子面布孔放样，确保钻孔布孔嘭馐：，保证爆破效果。

2-25钻孔

a．确保钻孔精度，特别是周边孑L的方向，关系到开挖规格质量的好

坏。

b．钻孔结束后，要认真检查钻孔数量、间距、深度等，发现漏钻应

补钻，有方向偏差、堵塞的孔应汇报、处理。

2．2．6装药起爆1)装药

采用平台作业车做操作平台，人工装药，炮工作业组专人负责分发起爆药卷，从掌子面上部往下部进行，避免作业时掌子面石块掉落破坏塑料导爆管，作业组长统一指挥作业人员，避免错装(段位)、漏装。

2)堵塞

炮孔堵塞采用预先制作好的炮泥卷，严格按要求堵塞。炮泥采用1：3粘土和砂的配制品，制成长35cm，30mm的柱状。光面爆破孔孔口

堵塞长度80cm，其余掘进孔堵塞长度大于抵抗线的80％。

3)联网起爆

联网前仔细检查有无错装雷管(段位)、漏装炮孔。严格按设计要求联结，结点要牢固，起爆雷管的起爆方向要正确，以免拒爆，联网须两人以上操作，监督进行。

检查网络无误、设备、器材、人员等转移到安全地点后，方能由炮

工起爆。

起捌砷络圈

227通风排烟

采用压入式通风。通风管布置在隧洞右侧拱部或边墙，管路以不影响施工测量及洞内交通为布置原则。

通风排烟后，采用有毒气体监测仪进洞监测，如发现有毒气体应

立即撤出。加强通风将有毒气体排出洞外，达到安全标准后才能进洞施

工o

2．28安全处理

由经验丰富的撬挖工进洞对洞内已开挖段(未衬砌部分)和掌子面进行检查，并清除开挖面上残留的危石、碎块，确定安全后，

可进

行下一工序施工。

3主要人员及主要设备配置

本项目内容施工的主要人员及设备配置如下：

(下转第1页)

187

工程技术

失等综合确定其防洪标准。

32关于安全鉴定费用的问题

目前水利部还没有明文规定将安全鉴定费列入工程概算，以及如何计算该项费，而大中型水库除险加固工程概算要求采用部颁定额计算，这就给实际工作带来许多不便和麻烦。安全鉴定阶段发生的费用是相当大的，包括现场检查、检测、地勘、试验、核查、报告编制等各项

是重大设计变更呢?笔者认为，有下列情形之一的，应属重大设计变更：1)挡水、泄水、引(输)水等主要建筑物的轴线位置重大调整、断面发生较大变化或加固方案改变：泄水建筑物消能型式改变：2)大坝防渗设计方案重大变更；3)挡水、泄水建筑物地基处理方案改变或处理范围发生较大变更；4)金属结构及电气设备更新改造设计方案发生重大变更：5)其他涉及工程安全、公共安全的重大变更。为了规范对设计变更的管理，建议出台工程重大设计变更管理办法。

5调整概算的方法问题

费用，由于没有统一规定，该项费用的计取和审批随剃生大，实际工作

中，有的工程概算单独计列了该项费用，而有的不计列，有的工程该项费用多，有的工程少，造成苦乐不均，使得安全鉴定的质量也参差不一。本阶段如果经费得不到保证，则工作深度难以达到要求，使得工程存在的问题找得不准、不全，将直接影响下一阶段乃至整个工程的加固工作。建议水利部尽快出台有关落实安全鉴定费用的文件，明确其计取方法并将其列入工程总概算，同时各级水行政主管部门应划出专项前期经费用于水库安全鉴定工作，这既有利于工程安全，也有利于工程项目

的储备和申报。

4设计变更及其报批问题

在现实工作中，由于工程设计深度达不到要求，超出初步设计范围的的重大设计变动，国家对主要材料、设备所作的性调价超出价差预备费所考虑的幅度，国家和地区变化，国家计划有重大调整等种种原因，造成概算在执行过程中突破原批复的投资额，为了工程的顺

利进行，必须进行概算调整。调整概算的编制依据和方法，随着编制时

间的不同，具体依据也有所不同。笔者认为，要区别不同情况对待，对于工程竣工后的概算调整，可先经审计部门审计，然后根据审计结论进行概算调整，其主要依据是审计部门的审计报告。因为尽管有施工合同，但未实施部分的不可预见．因素仍相当多，若按合同规定预计未完工程概算投资，在实施过程中概算将有很大的可能被再次突破。

在实际工作中，经常会遇到设计变更的问题，不少项目批复后因主客观条件发生变化，要进行一些设计变更，这是不可避免的。一旦发生设计变更，便一律行文上报要求审批，不仅增加了审批部门的工作负担，也影响了工程的进度，这是不太合适的。具体工作中要；隹确区分重大设计变更、一般设计变更和现场签证的范畴，具体问题具体处理。

根据健设工程勘察设计管理条勋规定，建设工程勘察、设计文

件内容需要作重大修改的，建设单位应当报经原审批机关批准后，方可

修改。即当发生重大设计变更时，才需报原审批机关扰隹。那么，什么

(上接第187页)

本工程项目内容的主要人员

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导、检查、监督、制止违章、在危险时刻采取紧急措施、组织考核安全工作等责任与权力。

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3)按照劳动保的规定，配齐必要的劳动防护用品。

4)爆破人员必须由参加过门考试并取得爆破作业安全证的

人员担任。

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42施工现场措施

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1)爆破作业前，制定通讯联络制度和联络方法，且警戒点、起爆点和指挥部之间必须保持畅通和通讯联络，在爆破前必须同时发出声响信号和视觉信号，使危险区内所有人员都能清楚地听到或看到。

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本工程项目内容的主要施工设备表

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2)所有电气设备必须质量可靠，并有可靠的漏电保护与接地装置，进洞电缆不得破皮，并牢固地固定在洞壁。洞外埋地铺设的电缆立

设电缆走向标志，并采用覆盖等措施加于防护。

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出凄一，迸出口．，

3)火工材料、油料等易燃易爆物品，严格按国家颁布的安全规程采购、运输、保管和发放，严格遵守国家有关爆破器材的管理规定。

4)工程爆破用火工材料如炸药、雷管、导爆管等必须检查试验合

格后才能使用。

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发电吼电捍矾-j全站仪

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5)严格按批准的爆破作业安全措施文件规定的要求进行爆破作业，不良地质段采用“短循环，弱爆破，快支护”的施工方法，保证施

工安全。

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6)设立专职的隧道施工安全监测小组，加强施工量测，及时掌握隧洞的变形隋况，预报隧洞施工安全状况，出现险情及时采取工程措施及时处理，保障施工安全。

7)加强通风排烟工作，严格按规范要求控制粉尘和有毒气体含

量，保证施工人员安全。

4安全施工措施

4．1安全管理措施

1)执行安全生产责任制，从领导到施工工人层层落实，分工负责，使“安全生产，人人有责”落到实处。

2)建立完善的安全检查管理网络，专职安全员负责工程的日常安全管理工作，现场施工员兼职安全员，并赋予他们进行安全管理、指

1