中深孔爆破在仁怀茅台机场石方爆破中的应用

肖 兵

(山西机械化建设集团，山西太原 030009)

1 茅台机场及李家沟试验段挖方区地质条件描述

1)贵州仁怀茅台民用机场场平工程位于贵州省仁怀市高大坪乡银水村，总体上交通较为便利。本期机场规模为4C，跑道长度为2 600 m，宽度为45 m;2)茅台机场李家沟地基处理及土石方工程试验段，挖方工程量50万m3，挖方最大深度45 m。挖方区从上往下依次为植物土、硬塑红粘土，可塑红粘土、强～中风化白云岩，其中覆盖层厚一般在2 m以内。

2 茅台机场李家沟试验段挖方区石方爆破的技术要求

1)开挖爆破应按图纸设计轮廓尺寸进行控制，爆破后石料粒径要满足石方填筑要求及最大粒径不大于80 cm，爆堆要求集中，便于装运。2)由于工程规模大，在良好的爆破施工环境下对于爆破安全依然需要严格保证，确保爆破产生的震动强度不超过国家允许的爆破震动范围，爆破飞石必须控制在安全范围内，不伤及周边施工人员和机械设备。3)爆破工作要保证设计标高以下岩石不受扰动，结构完整。

3 李家沟试验段挖方区采用中深孔石方爆破的施工工艺

首先对爆破区域表面植被进行清表和挖土，露出石方后再进行爆破开挖，根据工程的实际情况，石方的开挖采取中深孔台阶微差爆破为主，浅孔爆破、二次解炮为辅的方法。

3.1 中深孔爆破施工工艺

清理表土→标定孔位→钻孔→炮孔检查→爆破器材准备→装药→炮孔堵塞→连接爆破网络→布设安全岗哨→起爆信号→起爆→消除瞎炮、清理危石→解除警戒→爆破效果分析及资料记录。

3.2 中深孔爆破参数

3.2.1 凿岩设备选择

潜孔钻机主要由钻机及空压机组成，我国潜孔钻机市场产品种类繁多，国内主要以河北宣化钻机为主，空压机常用的主要有阿特拉斯、美国寿力及英格索兰。下面就本工程中采用的两种常用钻机作简单介绍。

1)JK580履带式液压潜孔钻机技术参数:钻孔直径:90 mm～165 mm;钻孔深度:40 m;最大换杆长度:3.5 m;工作风压:0.7 MPa～2.4 MPa;耗风量:孔径不大于 115 为 11.3 m3/min(1.4 MPa);孔径不大于140为13 m3/min(1.4 MPa);孔径不大于165为17 m3/min(1.4 MPa)。2)HD680潜孔钻机技术参数:钻孔直径 100 mm～180 mm;钻孔深度 0 m～136 m;爬坡度30°(无牵引)，24°(牵引一台空压机);外型尺寸 7 278 ×2 180(带除尘 2 330)×2 580(最大 2 730);冲击风压 1.05 MPa～2.46 MPa;耗风量 11 m3/min ～14 m3/min;重量 8.2 t(含除尘系统)。本工程钻孔深度均采用10 m～12 m。JK580主要优点为油耗较少，对于白云岩平均钻每米需要1.5 min，1 h可钻40 m左右。HD680效率优于JK580，平均钻10延米要比JK580快5 min～10 min，并且增加了除尘系统。JK580和HD680潜孔钻机见图1。

图1 JK580和HD680潜孔钻机

3.2.2 炮孔布置方式

炮孔采用梅花形布置方式布置。炮孔的孔距、排距可根据岩石的硬度不同进行调整，当岩石硬度系数比较小时，即岩石经过风化，在表1中选择较大参数值;但岩石硬度系数较大时，即岩石保存比较完整，未经风化，在表1中选择较小参数值。采用140 mm孔径炮孔时，建议采用孔距为5 m，排距为4.5 m的孔网参数;采用90 mm孔径炮孔时，建议采用孔距为3 m，排距为2.5 m的炮孔，具体爆破参数通过现场试爆确认。

表1 茅台机场中深孔台阶爆破设计参数

3.2.3 爆破器材的选用

1)炸药:现场采用混装铵油炸药。BC-8型铵油炸药现场混装车是车载专业硝铵和油相材料运至作业现场后，用车载输送机和高压泵将原材料混合形成炸药后送至炮孔口进行装药。工业炸药现场混装技术具有较强的适应性和优越性，它不仅能满足大型石方爆破的要求，同时经济效益和社会效益可观，生产使用方便，不用外购及储存成品炸药。2)雷管:非电延期导爆管雷管:14段、10段、5段和3段8号;瞬发电雷管。3)乳化炸药:直径32 mm;直径70 mm。

3.2.4 起爆方式

采用塑料导爆管微差起爆。孔内采用双发15段导爆管雷管延时，孔间采用双发3段导爆管雷管延时，延时时间为50 ms，排间采用双发5段导爆管雷管延时，延时时间为110 ms。

3.2.5 警戒范围

根据GB 6722-2003爆破安全规程，中深孔台阶爆破安全警戒范围为200 m。

3.3 爆破作业

爆破施工作业主要有三个阶段:

1)工程准备与爆破设计阶段:具体内容为工程资料的收集、爆破技术设计方案的确定、审查、批准，同时着手该工程的施工组织设计和施工准备。2)施工阶段:按照爆破方案制定的施工方法、技术安全交底，是施工进度、安全、质量保障体系组织的活动体现。3)爆破实施阶段:包括装药、填塞、联网、覆盖、警戒、起爆、爆后检查、事故处理、爆后总结等。4)爆破安全警戒:防止爆破飞石及爆破震动引起的滚石，爆破安全警戒范围为200 m。

3.4 爆破质量控制措施

1)在施工全过程，爆破工程技术人员要严把“三关”，即:图纸关、测量关、试验关。开工前即组织技术人员、管理人员熟悉该工程的图纸设计标准和相关技术规范，施工测量应为爆破设计提供必要的和准确的技术图纸。2)日常爆破作业过程中，在设计孔网参数、技术交底的同时加强执行力度。3)严格在钻爆三个环节的质量监控，提高工序质量。a.钻孔阶段合理统筹安排挖方区的施工次序，钻孔工作完毕后及时装药爆破，并采取有效的措施加强对验收合格成品孔的保护，避免在装药时出现漏孔、废孔。b.装药联管时，加强爆破操作人员的规范操作。c.回填时，根据孔径大小要求用一定级配粒度的渣石填塞，回填操作要求规范，防止卡孔、扯脱起爆药管而出现拒爆和冲炮现象。

4 李家沟试验段挖方区采用中深孔石方爆破的安全措施

4.1 安全管理制度

1)成立爆破安全领导小组，由爆破施工负责人担任组长，负责进行安全技术教育，明确人员、分工、定岗，制定安全职责;2)爆破作业人员须严格按照《爆破安全规程》和《爆破技术设计书》及《爆破安全措施》进行施工，作业人员必须经过安全培训和相关专业知识培训并考核合格;3)经常对全体施工及管理人员进行安全教育，提高全员安全意识，爆破员必须拥有有效证件上岗，杜绝无证爆破作业;4)做好周围居民的宣传教育工作;5)爆破作业过程中，必须配备专职安全员一名，爆破员不少于两名，在施工期间，各作业人员必须严格按照各自岗位的职责作业，不许离岗、串岗;6)严格遵守安全文明生产纪律，进入施工现场须佩戴好安全防护用品，禁止违章作业，爆破施工区域设置警示牌，禁止无关人员进入。

4.2 爆破器材安全管理措施

4.2.1 爆破器材运输的安全管理措施

运输爆破器材要使用专用运输工具，在公安部门的押运下进行，并应避开人员密集地段，中途不得停留。

4.2.2 爆破器材施工现场存放及使用的安全管理措施

1)爆破炸药、雷管、导火索应根据当天爆破计划用量组织进场，作业地点只准存放当班使用的爆破器材，并应有专人警卫保管;2)爆破器材应按规定要求进行检验，对失效和不符合技术要求的不得使用，使用前后还应对数量进行盘点;3)炸药与雷管等爆破材料领用后应轻拿轻放，不得有摩擦、震动、撞击或坠落等情况发生;4)在保管、加工、运输爆破器材过程中，严禁人员穿着化纤服装，禁止在衣带中随身携带爆破危险物或火柴及打火机等物，所有爆破人员禁止吸烟。

4.3 电爆网路安全措施

1)起爆电源及起爆器材应有专人严格管理;2)应使用同厂、同批、同牌号的雷管，各雷管的电阻误差应控制在±0.2 Ω之内;先将电雷管的脚线连成短路，连接母线时解开，连接母线应从药包开始向电源方向敷设，主线末端连接电源前应先用胶布包好，防止误触电源;3)雷雨天气不得进行露天电力爆破，施工中途遇雷电时，应迅速将雷管的脚线、电线主线短接。

4.4 警戒

施工起爆前，必须做好警戒范围内的人员、设备清场和警戒，未做好警戒工作，不准实施爆破。

4.5 爆破安全检查

1)爆破后，从最后炮响算起的等待时间不少于5 min后，检查人员方可进入爆破地点检查有无盲炮和其他不安全因素;2)每次爆破后，爆破员应认真填写爆破记录;3)爆破结束后，爆破员应将剩余爆破器材仔细清点，如数及时直接交回规定的爆破器材仓库;4)严格执行火工品材料领退手续，严防丢失，工地禁止存放爆破器材。