淺談爆破在地下巖石頂管中的應用

施昌權

摘?要通過工程實踐，介紹地下爆破成洞頂管施工技術，?對施工工藝和關鍵工序質量控制要點進行總結，為頂管遇到巖石地段提供借鑒，希望和廣大同行交流探討。

關鍵詞爆破；巖石；頂管；應用

中圖分類號TU文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2011)071-0135-01

1工程概況及周圍環境

1.1工程概況

合肥市蒙城北路梅沖泵站重力流出水管道工程，位于合肥市蒙城北路梅沖泵站，沿梅沖湖路、鳳霞路、谷河路敷設，最終排入板橋河。其中F型Ⅲ級頂管188米，F型Ⅱ級頂管1504米，管徑均為內徑1500mm。梅雨11#井--梅雨15#井段，位于地下堅固的巖石之中，巖石強度為28-40Mpa，屬于較軟巖。采用爆破成孔施工，管道內徑為1.5米，爆破孔徑為2.0米。

1.2周圍環境

本次爆破施工在梅雨11#--梅雨15#之間進行，其中梅雨12#--梅雨13#穿越一條新建水泥路，梅雨13#--梅雨14#穿越一條老水泥路，老水泥路東側有部分居民房屋，爆破點距最近居民房屋約三十米。由于爆破施工在地下進行，且每次爆破方量大致只有幾個立方米，一次爆破藥量較小，同時為了保證工程的進度，采用延期爆破，從而對周圍環境的要求不高，且對周圍環境不會造成影響。

2技術方案

2.1總體設計

根據管道開挖具有自由面只有一個的特點，同時為提高工程進度，擬采用以下總體設計原則：充分考慮巖石的特性，采用中間掏槽，周邊光面的爆破方案，但考慮到條件的局限性等諸多因素，采用耦合裝藥方式、非電毫秒雷管爆破，保證起爆的可靠性與操作的方便性，以及爆破效果。

為了嚴格控制飛石，保證爆破的安全，可在爆破時在管道口部覆蓋竹篾，由于本身采用延期技術以及每次爆破藥量較小，噪聲沖擊波對周圍環境不會造成影響。

2.2設計原理

通過光面爆破，用延期起爆技術，在中間進行掏槽爆破，然后周邊眼同時起爆。由于管道爆破只有一個自由面，增加了爆破的難度，先用爆破的方式進行掏槽爆破，為周邊眼形成兩個自由面，減小了爆破的夾制作用，再引爆周邊眼，可以較好地保證管道周圍的形狀，并且可以通過對每一循環進行一次爆破，提高工程進度和質量。

1）炮孔直徑的確定?？紤]到選用炸藥的規格為直徑35mm，炮孔直徑取38-42mm。

2）炮孔深度（L）的確定。每一開挖循環為1.5m，則周邊眼的深度L=1.5m，掏槽眼的深度為L`=1.65-1.70m。

3）每一開挖循環裝藥量（Q）的確定。每一開挖循環裝藥量（Q）的確定可由以下公式求得：

Q=qv=∏qR2L

其中：Q—裝藥量；V—被爆破石方體積；q—炸藥單耗，考慮到巖石的f=8-12，故取q=2.74kg/m3；R—底面半徑，1m。

故計算出Q=12.91kg/m3。

4）炮孔數目的確定：N=qS/rη

其中：q—炸藥單耗，2.74kg/m3；S—開挖斷面面積，S=∏R2 =12∏；

η—炮孔裝藥系數，取周邊眼為0.65，掏槽眼為0.70；r—炸藥線密度

kg/m，直徑35mm炸藥r=096kg。

可計算得N=9.3，取N=10。

5）炮孔布置。因斷面較小，掏槽眼設計為正三角形垂直掏槽，炮孔間距為500mm，周邊眼為10個，均勻分布在斷面的周邊，每相鄰的炮孔間同心夾角為51.4度，且炮孔略向外斜，角度為8度。具體分布如下：

6）填塞裝藥與填塞尺度。掏槽眼：裝藥尺度為1.19m，填塞長度為0.51m；周邊眼：裝藥長度為0.98m，填塞長度為0.52m。

7）起爆方式與網絡。掏槽眼采用瞬發導爆管雷管，周邊眼采用3段毫秒導爆管雷管，用雷管或擊發導爆管方式起爆，爆破震動安全距離管道建筑物的震動安全性的要求，采用如下公式對爆破震動的安全距離進行估算：

R=（k/v）1/aQm

式中：R—被保護建筑物的距離m；Q—一次性最大爆炸藥量kg；m—藥量指數，m=1/3；a—爆炸震動衰減，a=1-2；v—安全臨界震動速度v=5mm/s；k取200-300。

8）炸藥的選用。穿越巖層基本上為較軟巖，強度較高，巖層局部破碎、裂隙較多，雨季中有少量地表滲流的裂隙水。故選用2#巖石乳化炸藥（防水型炸藥）。

3爆破安全檢查和處理

為防止爆破后毒氣中毒，在通風排煙20分鐘后，爆破員首先進入爆區檢查爆破情況，查看后有無盲炮，確認安全后，其他人員才能入內作業。如發現盲炮，按“爆破安全規程”規定的處理方法，由爆破員進行處理。

4修邊、出渣、管床處理

出渣過程中要注意巖體的穩定性，避免傷人。對爆破不夠的斷面，進行修邊，對出現坑面用碎石黏土泥餅找平，使管床在頂進管節時不發生塌陷、脫節、隆起。

5頂進

按常規頂進，但每次頂進過程中都要觀察推進的頂力、偏位、管床變化等情況并及時進行測量檢查。

6管外注漿

頂管地下對接管道貫通后，對工具管、中繼站等進行處理。然后用拌、注漿設備，通過管路接頭、連接注漿孔閘閥等對管外空隙進行注漿，將管道與土層之間空隙充填。

注漿壓力控制在0.2mpa-0.3mpa漿液配合比:水:水泥（425#）:早強劑=1:1:0.02。

7安全教育、檢查保證措施

1）安全生產制度。根據合肥市建委有關文件規定，并結合本工程的實際情況制定關于安全教育、安全檢查、安全交底、安全活動等四項制度，要求所有進入本施工現場的人員以班組為單位進行檢查，同時制定本工程《安全生產獎罰條例》以確保制度及各項措施的落實。

2）工程施工階段的防護措施。做好坑洞口及洞口臨邊的防護：在工作坑、接收坑周圍設置高度1.5米的雙層鋼管護欄，采用彩鋼板把工作坑、接收坑與外界分隔，并設立警示警告標志、夜間設置紅燈警示井口；洞口設置高于四周地表0.2米坡度為５%的流水坡，以防雨天地表水的流入，對工作坑安全產生不利影響。施工中隨時檢查工作坑洞口觀察點洞口、臨邊的防護措施情況，因施工需要拆除的防護，應在施工結束后及時恢復。在洞口上下施工需要設警戒區，派專人看守。

現場所有機械設備必須按照施工平面圖布置圖進行布置和停放，機械設備的設置和使用必須嚴格遵守《施工現場機械設備安全管理規定》，現場機械有明顯的安全技術操作指示牌，所有機械設備應經常性清潔、潤滑、緊固、調整、不能超負荷運轉和帶病工作，并設置在離工作坑１米以外的安全地點。

8結束語

對合肥市建設中爆破頂管施工工藝進行了總結，根據現場的條件提出淺埋小截面巷道掘進光面爆破施工方案。該方案將爆破成硐與頂管施工相結合避免了拆遷工作、減小了環境污染、加快了工程進度、節省了項目投資，對類似工程有很好的借鑒、指導作用。

參考文獻

[1]GB50218-94工程巖體分級標準.

[2]最新煤礦爆破新工藝,新方法,新技術與爆破參數計算實用手冊.中國煤炭科技出版社,2010.

[3]GB6722-2003爆破安全規程.