分区分台阶深孔爆破技术在城市土石方开挖中的应用

宋超

摘要：相较于一般的工地施工，城市中心区域土石方开挖施工难度较大。因其周围环境复杂、地下管道多、事故安全隐患点多等特点，为确保施工质量，需要采用特殊的爆破技术来精准控制。本文介绍了一种分区分台阶深孔爆破技术，拟以城市A项目的土石方开挖项目为案例，采用高效安全的分区分级深孔爆破工艺，在爆区与被保护体之间合理设置孔距，安装好台阶，从而提高施工质量。此外，在施工过程中，还采用了高精度雷管、密目式安全网等辅助手段，确保了周围结构和地下网络的安全性，并使施工效率得到了极大地提高。

关键词：深孔爆破技术；城市土方开挖；施工环境

在我国，以城市为核心的深基坑施工工程，容易受到人口密集、地下管网复杂、交通繁忙、大型商业设施密集等复杂地质条件的限制，会对施工产生各种不良影响（如：振动、飞石等），因此，需要进行精确控制。当前，在城市中心区域进行爆破工程，一般都是采用浅孔爆破，该方式利用人工方式进行土石方开挖，不仅施工效率低下，还因为作业时间长，噪音大，对周边群众正常生活造成很大的干扰，而且施工进度往往延期，无形间增加了工程造价，因此，很难在当前迅速发展的城市建设中得到运用。随着我国城市标准化、规模化的发展，城市中心区内土石方开挖施工次数逐年增多，其施工安全问题日趋严重。为确保相关项目的安全与顺利实施，本项目以分区分台阶深孔爆破技术在城市土石方开挖中的应用为主要内容，结合实际的施工案例，来探讨相关的施工技术应用价值和方法，以确保项目的安全高效。

1工程概况

本项目拟在城市A中心环路和城东路交汇地点进行施工作业，需进行分区分台阶深孔爆破技术。在施工过程中，初步设定爆破范围深度15m，土石方60000m³。爆炸现场条件十分复杂：金融大楼位于施工地点东北侧50m位置，南侧60m有人口众多的居民区；购物商城在中心环路的右侧，距离爆破地点40m；城市输气管线位于爆炸场地北侧20m，西侧10m，埋设深度1.3m。

2爆破总体方案设计

针对深基坑施工地点周边环境的特殊性，本文设计了施工方案，提出科学管理、精细施工、松动爆破施工原则，确保了施工的安全性。具体的施工方案是：

（1）按照施工现场的实际情况，先对开挖地点表土进行去除，自上而下进行分层爆破。爆破完成后，开挖土石方时，尽可能将地势低洼地段作为爆破开挖的自由面，没有低洼地段时，选择岩性较软地段先开挖。

（2）按施工地点周边情况，把爆破区分为重点控制区和一般控制区：将爆破地点西边燃气管线位置作为重要控制区，预留出20m防线位置，采用低台阶控制爆破，高度4m；在被防护体20m以外总体控制区，使用高台阶控制爆破，高度8m。

（3）以深孔段松散控制爆破为主要爆破方法，对大颗粒岩石采用机械式粉碎方法进行处理。

（4）从施工地点的东南方到西南方，以减少在进行爆破时对被防护建筑如金融大厦、居民楼等建筑所造成的伤害。

3爆破参数控制

本施工项目采用分区分台阶深孔爆破技术，具体的参数设计如下表1所示。

表1 爆破参数

爆破 分区	台阶高度/m	孔深/m	孔径/mm	孔距/m	排距/m	装药 量/ kg	单耗/ kg /m³
一般控制区域	8.00	8.50	85-90	3.00	2.75	21.8	0.30
严格控制区域	4.00	4.50	85-90	2.72	2.45	8.8	0.28

3.1孔布置及装药布置

(1）鉴于该项目的施工条件十分复杂，为避免因阻力线太窄而产生飞石，因此，在施工过程中，将设置多个垂直孔，并且确保不多于3个，每一列垂直孔都要相互平行，并以三角形（或称为梅花形）的方式进行打孔。(2）为了避免钻孔时产生飞石，采用连续结构连续装药，使用直径70mm乳化炸药，并且在各个孔中设置了2.5m—3.5m的封堵距离[1]。

3.2起爆

该项目地处城市中心区域，在外部因素干扰下，会产生大量的干扰电流，因此，为确保爆破作业的安全性，选用了非电导爆管作为引爆装置，起爆网络为逐孔起爆。本项目拟在此基础上，以延迟高精密导爆器LP6 ，结合3段普通导爆管雷管，实现对目标的有效防护。

4爆破危害防范措施

4.1爆破振动控制

(1）利用澳瑞卡公司出品的LP6 （1200 MS）高精度导爆管，利用微差技术进行爆破，以确保50毫秒起爆时间间隔，使爆破振动对周围环境的伤害降到最低。(2）在燃气管线靠近爆破区的一侧，采用机械开挖方法，沿爆破挖出一条4m深、1.4m宽、110m长的防爆沟，降低起爆对燃气管道的影响[2]。

4.2飞石治理

针对施工的实际，先在各孔眼上覆盖沙袋（每只不低于30 kg），然后在爆破部位用密目网罩住，防止爆破瞬间产生的飞石落到施工范围之外，提高施工安全性。

4.4.3工程振动监测结果

建筑和管道振动监测的详细结果见表2。该项目共实施15次爆破，建筑和管道的振动速度均在2.35cm/s以内，满足了《爆破安全规程》（GB6722-2014）的要求。研究结果证明，采用分区分台阶深孔爆破技术，对城市中心区域的土方石开挖作业，能有效地控制爆破过程中产生的振动，提供施工安全性能。

表2为 建筑和管道振动监测数据

序号	最大单段装药量/kg	燃气管道		金融大厦		居民区
		距离/m振速/(cm ·s-1)
①	22	80	0.33	78	0.61	85	0.50
②	22	77	0.40	73	0.65	88	0.49
③	22	73	0.58	65	0.82	74	0.47
④	22	54	0.64	64	0.78	98	0.23
⑤	22	52	0.85	67	0.84	106	0.20
⑥	22	28	1.12	64	0.76	108	0.07
⑦	22	74	0.55	50	1.11	52	0.63
⑧	22	58	0.88	32	1.32	43	1.12
⑨	22	28	1.43	24	1.53	109	0.24
⑩	22	78	0.54	22	1.34	69	0.65
⑪	22	110	0.20	25	1.87	39	1.26
⑫	9	18	1.61	73	0.43	103	0.19
⑬	9	20	1.58	58	0.68	112	0.22
⑭	9	10	2.25	61	0.62	104	0.18
⑮	9	10	2.18	33	1.14	89	0.23

4.4.4其他措施

(1）因爆炸现场位于市区内，且有大量的外部干扰电流，因此，爆炸时宜采用非电导爆管起爆。(2）下雨天或雨后进行爆破，用沙将孔填满，填满后，再用竹制炮孔捣实，再用多层密目网罩上，以避免因钻孔而引起的飞石伤害[3]。(3）在临近管线的控制区，通过控制孔排数，设置减震沟，使用高精度雷管，减小孔距等方法，可有效减小爆炸振动，确保输气管道的安全性；在爆破施工过程中，每一次爆破结束后，都要有燃气公司的专门人员对其进行检查，并做好安全记录。

5结语

本施工项目利用分区分台阶深孔爆破技术，对城市土石方开挖中的应用进行了分析。在施工前，针对城市基坑爆破区域的周边环境，设置了严格管控区和一般管控区，并采取针对性的安全措施，有效地控制施工过程中产生的各类不良影响，实现精细施工，重点解决严控区的安全技术难点。

实践证明，分区分台阶深孔爆破技术具有良好的应用效果。在本次施工中，共消耗了16t的炸药，爆破次数达15次，实际施工天数为60d，相较于原规定的80d，有效缩短了工期，控制爆破施工产生的不良影响，提高了施工质量。因此，在日后的同行业施工过程中，建议考虑分区分台阶深孔爆破技术。

参考文献

[1]许峰,王蜡梅,胡殿坤.中深孔爆破技术在废弃矿山生态修复工程中的应用——以华峰矿为例[J].世界有色金属,2023(01):190-192.

[2]赵垒.深孔爆破快速处理综采工作面构造技术应用研究[J].煤,2023,32(01):44-47.

[3]李春林.露天采矿深孔爆破技术的思考[J].内蒙古煤炭经济,2022(19):31-33.DOI:10.13487/j.cnki.imce.022582.

宋超（1993.7），男 汉族 安徽省六安人，大学本科，弹药工程与爆炸技术专业，从事爆破施工相关工作