水泥厂基础爆破工程施工工艺应用

王美丽

(山西四建集团有限公司，山西太原 030024)

1 工程概况

由我公司承揽的某项目3000t/d熟料新型干法水泥生产线主体土建工程，现已具备施工的窑尾预分解系统、窑中及生料均化库三项工程，经实地勘察及测量放线，此三项工程基础均坐落在坚硬的石头山座上，属前期场平工程的挖方地段。爆破区四周无需要保护的建筑物和设备、设施，作业面开阔，爆破环境较好。

该水泥厂为新建，基坑及周围岩石主要为石灰岩，表面已经平整，基坑东面100m处有边坡治理的施工现场。南面150m有活动板房，西面150m有采石场及工棚，北面100m有工棚。为保障作业安全，提高效率，基坑主要是通过爆破方式来完成。

现以窑尾预分解系统工程为例(其他基坑类同)，基坑底长23.5m，宽 22.5m，深 6.3m，放坡系数为:1∶0.2，方量约3 818.8m3，如图1所示。

2 编制说明

根据现场周围环境情况及水泥厂建设对基础的要求，在爆破设计上既要控制爆破地震波对高边坡的破坏，又要控制爆破对基坑周围岩体的破坏。本基坑开挖采用空压机手风钻打炮眼法，手风钻装药少，对高边坡、基坑边坡都有保护作用，属小型松动爆破。

3 爆破设计参数

1)孔径d。采用液压钻机钻孔。孔径d=42mm，钻孔角度90°。

2)孔深L。根据设计要求基坑深度6.3m，为克服底盘抵抗线应每层超深0.2m，分两次钻孔爆破，故孔深L=H=3.15m+0.2m=3.35m。

3)底盘抵抗线 W。W=(0.25－0.4)H，取值0.33，所以 W=0.33H=0.33×3.35=1.1055m。

4)孔距 a。a=1.1W=1.1×1.1055=1.216m。

5)排距b。排距b=a。

6)填塞长度 L1。L1=0.7W=0.7×1.1055=0.774m。

7)单位炸药消耗量 Q1。Q1=1.25kg/m3。

8)单孔装药量Q2。Q2=KQ1aHW，其中，K为爆破作业指数。

4 钻孔布置

1)掏槽:根据现场实际情况决定采用桶形掏槽的方式进行掏槽，掏槽孔孔深3.35m，孔距1.216m，孔径42mm(如图2所示)。

2)爆破孔和周边孔的布孔原则:布孔均匀，既要充分利用炸药能量，又要保证岩石按设计轮廓线开裂。孔深3.35m，孔径42mm，孔距均为1.216m。

a.起爆顺序如图2所示，即:掏槽孔→爆破孔→周边孔(1→2→3)的顺序。

b.每次起爆间隔时间为50ms。

5 起爆网络

采用电起爆毫秒导爆管雷管和电雷管，延时起爆复式网路，围绕掏槽孔由近及远的炮孔内装不同段别的导爆管雷管，通过孔内延时，实现分段起爆。孔外通过电起爆网路，用电雷管引爆导爆管，然后传到孔内引爆导爆管雷管。为确保每个炮孔起爆，在每个炮孔内放置两个起爆药包。即炮孔底部放置一个反向起爆药包，上部放置一个正向起爆药包。

6 爆破质量要求

1)在进行光爆孔(周边孔)爆破时，先进行试爆破，首先按设计布孔打眼、装药试爆破，确定符合基坑四周尺寸，并不扰动基坑尺寸外部基石的技术参数，否则调整炮孔离边沿的距离和装药量。

2)在爆破完毕，机械清渣时，边清渣边修正边坡，使边坡的坡度符合要求(1∶0.2)，并将边坡松动的石头清除掉，以防掉下伤人。

3)基底清除后，检查基底标高，高于基底的应凿除掉，并将低于设计标高处，采用符合设计承载力的毛石混凝土浇筑至设计标高。

7 安全技术措施

1)爆破地震波控制。

爆炸地震波的震动，会造成附近地面及地面上设施产生颠簸和摇晃，即地震效应。由于本次爆破采取分段延时起爆，每一次起爆的炮孔数控制在50孔以内，因此一次最大起爆药量小于140 kg，最近的建筑及设施距爆源的地震波距离为100m，根据公式:

其中，V为爆破振动速度;d为一次爆破的装药量;R为爆心至观察点的距离;K和C均为系数，取值分别为200和1.5。

V=K(d1/3/R)C=200×(1401/3/100)1.5=2cm/s。符 合2cm/s的安全值，故地震波不会对周边设施和人员造成大的影响(本数据已在水泥厂平地中使用，并取得了良好效果)。

2)基坑周围岩体防护。

由于本次爆破采用了掏槽式爆破技术，在爆区与周围岩体之间的接边线上布置光面孔。光面孔数量多，每孔装药量少，且采取不耦合装药的方式进行装药，炸药爆炸时不是直接对岩石做功，且是先对孔内的空气做功，然后孔内气体均匀对岩石做功，所以能减少对周围岩体的破坏。

每层爆破完毕后，机械清渣时，按边坡系数1∶0.20，边清渣边修整边坡，并将松动的危石清除干净，以防危石掉下伤人。

3)飞石防护。

本次爆破采取分段延时起爆，一次量大起爆药量小于140 kg，根据爆炸飞石距离公式:Rfmax=KD，K取值16，D为炮孔直径，cm。所以:Rfmax=16×4.2=67.2m，按照理论计算飞石不会造成大的危害，但个别飞石可能会对周围设施造成危害。因此爆破前应做好周围设施的相关防护。

8 安全、警戒

1)本次爆破，以爆破点为中心200m为半径以内的范围为警戒区。在爆破前，在危险区边界应有明显的标志，并派出岗哨。

2)装药警戒范围由爆破工作领导人确定，应在警区边界设置明显标志并派出岗哨。

3)执行警戒的工作人员，应按指令到达指定地点并坚守工作岗位。

4)设定爆破预警信号、起爆信号和解除信号，各类信号应使爆破警戒区域及附近人员能清楚地听到或看到。

5)认真做好爆破后的检查工作。确认有无盲炮，爆堆是否稳定，有无危岩、危石等，并做好处理。

9 放炮时间安排

为了确保爆破工作的安全，决定将爆破时间安排在下班时间，每天爆破时间定为:中午12:00～13:30;下午18:00～19:00。

在爆破危险区域外，将爆破时间的通知张贴于各单位办公、生活、生产、住宅等有人的地方的显眼处，并在爆破危险区域外的东南西北方向各设明显的标志牌，在爆破前的15min，安排的4名～5名警戒人员必须到位于各个方位，并检查危险区域内的人员及设备的撤离情况，确认无人员及设备，达到爆破条件时，通知爆破指挥，方可开始爆破。

10 结语

采用爆破方法对基础石头山进行开挖，施工过程中严格控制各项参数，基坑开挖尺寸符合设计要求，安全无事故，工期和质量均达到业主的要求，取得了良好的效果。

[1]詹红中.爆破施工对附近建筑物的影响分析[J].山西建筑，2010，36(36):136-137.