关于复杂周边环境下爆破控制措施研究

关于复杂周边环境下爆破控制措施研究

周锋

中国水利水电第七工程局有限公司南方分公司四川省成都610081

摘要：本文结合实际工程概况，从繁华商业、地下管线众多及周边构（建）筑物林立的施工技术的具体要求入手，探讨了控制爆破控制的措施，以供相关人员参考。

关键词：地下管线种类众多；地铁运营线；周边建（构）筑物林立；爆破控制措施

1、引言

随着城市可开发土地资源的逐步减少，旧城改造工作迫在眉急。本文结合城市更新过程项目的实地情况，对工程周边环境复杂，爆破施工时须严格控制爆破有害效应，确保周边建（构）筑物、行人、车辆、相邻地铁运营线、各类市政管线及基坑内支撑体系的绝对安全，是爆破施工的重点；即要保证工程施工质量、爆破安全，又要按期完成爆破任务。因此，在爆破施工过程中与协同施工的钻孔、挖运、内支撑施工班组的协调，科学合理地组织爆破施工来保证高效、安全、如期完成爆破任务是工程的关键点。

2、爆破方案设计

2.1设计原则

工程场地位于某城主干道南侧，基坑坑底绝对标高为-21.5m，基坑开挖深度约26m，石方开挖工程量约8万m3，基坑①东侧为商业街，路下埋设有污水、给水、电力、等管线，街对面是小高层建筑，距离基坑开挖线约15m；②南侧桩基础10层以上（含10层）大厦等高层建筑以及一栋砖混结构老式小高层建筑与基坑开挖边线紧邻，沿基坑边埋设有给水、污水、电缆等管线；③西侧为人行道和建设路，路下埋设有污水、雨水、给水、电力、等管线；④北侧为人行道和城市主干道，路下埋设有雨水、污水、给水、电力、电信等管线，且地铁运营线从下穿过，地铁线至基坑开挖边线最近直线距离不足20m，地铁隧道顶与基坑底板标高垂直距离4m，沿基坑边的燃气管道均已封堵或改迁，基坑周边环境复杂。根据工程自身特点和周围实际环境，拟采总体设计原则：

1）拟采用浅孔台阶微差控制爆破，降低爆破振动，保证周边构筑物安全；

2）拟采用严密的防护措施，将爆破飞石等危害控制在基坑范围内；

3）加强警戒警示工作，非专业爆破作业人员禁止进入爆破作业区，放炮前应在设计要求的安全距离处设立警戒、警示。

2.2方案设计

根据爆破工程的具体特点，综合考虑爆区环境、地形条件、结合现有设备和施工技术条件，为确保基坑支护体系、人员、车辆、建筑物、相邻地铁运营线的安全，爆破作如下设计：

1）地铁运营线30～50m范围、周边楼房0m范围、支撑体系的立柱5m范围、围护结构3m范围采用拟静态破碎施工开挖。

2）爆破施工区采用钻孔直径φ42mm的浅孔台阶控制爆破法；非电起爆网路。

3）地铁运营线爆破振速控制在1.2cm/s以内、低层住民楼爆破振速控制在0.5cm/s以内；高层建筑物（写字楼）破振速控制在1.0cm/s以内、基坑周边各种市政管线爆破振速控制在2.0cm/s以内。对保护对象进行实时振动监测，并根据监测数据指导爆破施工。

4）对爆区进行双层覆盖（炮区表面覆盖+基坑口遮挡）防护措施，对人员、车辆安全警戒距离不小于50m。

5）因施工区域人员较多，孤石和大块采用机械或人工解小。

3、爆破控制措施

基坑爆破施工所产生有害效应主要有爆破飞石、振动、粉尘、噪音、空气冲击波等有害效应，其中严格控制爆破振动与爆破飞石是保证工程安全的关键，爆破作业时，在爆破不同地段应根据地形、岩性、环境条件采取相应的技术标准与安全措施，施工过程中不断地优化爆破参数，通过精准设计、精细化施工、严格的安全警戒保障爆破安全。

正式爆破前应进行试爆，进而确定合理的爆破施工参数，对周边重要保护目标进行爆破振动实时监测，并根据监测结果及时调整爆破施工参数、施工工艺，确保保护目标的安全。

3.1爆破振速控制

工程在施工过程中受爆破振动有害效应影响最近的主要有：

1）基坑内支撑体系；

2）基坑周边各种市政管线；

3）基坑周边各种构（建）筑物；

4）基坑相邻地铁运营线。

最大限度降低爆破振动对被保护构筑物的最小影响，在施工中严格按表1控制保护对象的爆破振速。

表1爆破振速控制指标

施工时应严格按表2、控制同段起爆药量，在地铁运营线、基坑周边构（建）等保护对象布设振动监测点，对爆破振动速度进行实时监测，不断优化爆破参数，确保基坑内及周边构筑物及设施的安全。同时应采取如下措施保证安全

a、控制单孔、单段装药量以及一次爆破规模减小爆破振动；

b、在内支撑的立柱3m内、内咬合桩5m内、地铁和楼房30m范围内采用静态破碎的施工方法；

c、委托有专业资质的单位编制震动检测方案，对保护对象进行实时振动监测。

3.2.爆破飞石控制及防护措施

工程爆破量集中在基坑北侧区域，见岩深度约离地面10m，根据周边环境决定采用双层（炮区覆盖+支撑梁覆盖）覆盖防护措施，确保爆破飞石不出基坑。

A、炮区覆盖，采用“沙包+1cm钢板+沙包”覆盖炮区；

B、支撑梁覆盖，炮区上方整体铺设密目网。

C、严格控制单孔、单段药量和一次爆破规模，保证炮孔回填长度和质量。

因工程爆破开挖基坑深度为26m，岩石开挖面距基坑顶最小的垂直高度均大于10m，在采取精细化施工、严格的安全防护等措施下（见图1），可确保爆破飞石不会逸出防护层。

根据爆破周边环境，工程警戒范围结合实际情况选择警戒距离，爆破警戒时，对安全警戒范围通行车辆和行人疏导，撤离至指定的安全区域，对于在警戒范围内，因故障不能移动的车辆、机械等做好近体防护措施，防止爆破飞石造成人员伤亡和财产损失。

3.3爆破噪音控制

爆破时，加强填塞及孔口覆盖防护，可减少噪音对环境的影响；爆破时应进行警示、告知及加强沟通工作。

3.4爆破粉尘与炮烟的控制

钻孔时所产生的粉尘影响基坑周边环境和施工现场的空气质量，控制钻孔所产生粉尘的飞扬是爆破施工的一项非常重要的任务，控制的主要方法有：

1）使用自动吸尘的钻孔机具；

2）采用湿式凿岩法，使所产生的粉尘随水流沉淀在地面；

3）钻孔过程中作业人员需佩戴专用防尘口罩；

4）爆破后待炮烟散尽后，方可进入爆区检查。

3.5静态爆破控制

静态爆破在破碎过程中无震动、无飞石、无噪声、无毒、无污染，但在施工过程中管控不严密无法达到预期效果，控制主要要点有：

1）收集岩石的岩性、节理、走向及地下水情况，钻孔参数、分布及破碎顺序需要结合实际进行；

2）钻孔方向尽可能做到与临空面平行，自由面越多，单位破石工程量越大；

3）钻孔直径的选择，确保药剂的效力发挥，禁止边打孔边装药；

4）钻孔深度及装药深度须结合岩石实际情况选择，一般1至2米较好；

5）装药与加水比例、捣实及过程关注，支持药剂持续反应，确保药剂发挥最大效力；

6）药剂反应时间的控制，一般控制在30至60分钟，结合工程实地温度检测结果，掌控药剂反应速度。

4、结语

爆破工程启动前必须对实施的客观条件进行了解，细致调查、掌握爆破对象周边环境的实际情况，以作为制定爆破设计及预防措施的依据。通过查阅原始地形、地质资料、岩性资料、建（构）筑物设计资料和爆炸区保护对象；随着爆破深入开展，岩体内部地质构造情况会逐步暴露，地形也可能因施工而发生变化，爆破设计各项参数及控制措施须根据新情况进行修改和调整。

参考文献：

1、《爆破安全规程》（GB6722-2014）；

2、《民用爆炸物品安全管理条例》。

作者简介：周锋、男、汉、1984.3?四川犍为?本科?大连理工学院?监测工程师?中电建水电7局有限公司南方分公司??施工管理