泰和广场建设项目基坑石方开挖爆破工程施工设计方案

肖强

【摘要】针对泰合广场项目基坑石方开挖施工的技术难点、实际施工环境、参考各方有利参数及施工要求进行合理设计施工方案，从而有效进行工程基坑石方开挖的，并对其关键施工工艺进行了相应探讨，以供同行参考。

【关键词】基坑爆破；施工工艺；设计方案；爆破技术；参数设计

1、工程概况

泰和广场是七冶房地产开发有限责任公司白云分公司开发的住宅及商铺的项目，主楼为两栋楼房，项目位于贵阳白云区南湖东路。项目占地面积为9022.2m2，建筑面积为62659m2，住宅面积为50350m2，商业及配套3366 m2，地下车库及设备用房8943m2。

2、爆破施工要求

1）爆破范围：本次工程爆破范围为泰和广场规划的开挖范围的石方工的范围；2）爆破后的石渣块径小于150cm；3）爆破振动速度控制在不大于1.5cm/s，完全符合国家标准；4）爆破无事故

3、爆破方案选择

该项工程周围环境比较复杂，根据本次爆破区周围环境情况及地形地质特点，比较各类爆破工艺的利弊，以便选择适合的爆破技术。

3.1本次控制爆破工程突出特点：

1）工程量较大：泰和广场的开挖土石方工程量约为10 万m3，其中石方工程量约7.5万m3，独立柱基及孔桩石方工程量约0.15万m3；2）工期紧：爆破施工工期为3个月；3）安全生产任务重：矿区周围环境非常复杂，周围居民楼抗震很差，爆破区四周都有道路，学校，人流量及车流量都比较大，这种需要保护对象较多，爆破警戒难度非常大，都必须保证万无一失。

3.2爆破方法的选择

根据实地踏勘及对周围环境调查，及工程施工安全的要求，本工程只能采用浅孔爆破。根据对爆破振动及对工期综合考虑要求，采用两种孔径（φ40和φ90）的浅孔爆破方式。

3.3爆破方案应用

通过对浅孔爆破、扩壶爆破、深孔爆破、峒室爆破以及静态爆破和挖掘机液压破碎锤破碎对不比，本项爆破工程主要是采用低台阶深孔爆破技术，以浅孔爆破及静态爆破和挖掘机液压破碎锤破碎为辅助。爆破方案选择可见下表。

3.4爆破参数设计

3.4.1设计原则

1）采用三个作业面交替施工施工，采用浅孔爆破技术进行减弱松动爆破；2）为了提高矿石开挖日产量，主要采用挖改的CAT320带液压凿岩机（孔径φ40）和Atlas Copco AirD45SH（孔径φ90）半液压潜孔钻机进行机械化钻孔作业；3）根据该爆区地质及地形条件和周围环境，在爆区拓展多个工作面同时钻孔和爆破的流水线施工、同时进行清运工作；4）每次爆破均用非电毫秒导爆管雷管微差爆破，以减小爆破地震波的危害；单响最大药量可通过计算或实际测得的质点震动速度数据修正后最后确定。

3.4.2台阶浅孔爆破技术参数设计和计算

1）最小抵抗線（W）是爆破设计中的重要参数，应从安全、经济、利于钻孔等多个方面综合考虑。本次浅孔爆破钻孔孔径为φ40mm和φ90mm两种。2）孔间距a：当台阶高度H=3m时，孔径为φ40mm的深孔，孔间距a=1.2m；当台阶高度H=3.5m时，孔径为φ90mm的深孔，孔间距a=2m；3）孔排距b：当台阶高度H=3m时，孔径为φ40mm的深孔，孔排距b=1.8m；当台阶高度H=3.5m时，孔径为φ90mm的深孔，孔排距b=2.5m。4）孔深L：当台阶高度H=3m时，孔径为φ40mm的深孔，孔深L=3.3m，当台阶高度H=3.5m时，孔径为φ90mm的深孔，孔深L==3.5m；

5）炸药单耗q：根据以往相似工程经验，q取0.20～0.25kg/m3，具体单耗由试爆确定。6）单孔药量计算Q单=q·a·b·H—式中：q-岩石标准单耗kg/m3取q=（0.18～0.25）kg/m3（由试爆后确定），当台阶H=3.5m，孔径为φ90时。Q单=0.25×2.5×2×3.5=4.375kg 取Q单=4.4kg；7）炮孔布置：浅孔采用矩形或梅花形布孔。起爆时采用采用斜线逐孔起爆技术，使排间延迟时间大于临孔延迟时间可以获得最大的松动。利用其空中碰撞达到块度均匀的效果。

3.4.3装药、堵塞设计

填塞长度，浅孔爆破的填塞长度一般取25～30倍孔径，本项目工程的典型台阶爆破中，填塞长度1.5m（孔径φ40时），填塞长度2.5m（孔径φ90时）并且采用密度较大岩粉（钻机钻孔时产生）进行密实堵塞。

堵塞质量，岩粉中不得夹有石块（粒径大于5mm），堵塞时应边填边轻轻捣实，少填勤捣，防止卡孔，并注意保护好导爆管脚线。对于孔口堵塞段有水炮孔，先将水抽干，立即进行堵塞。

装药结构， 装药采用耦合装药结构，孔内有水时，孔底部选用乳化炸药装药。采用连续装药。

3.4.4爆破规模

基坑石方开挖程量为日均强度约0.1万m3，为保证爆破开挖的强度，一个爆破工作面一次爆破方量约400m3，分三个工作面进行爆破作业。

4、台阶浅孔爆破起爆网路设计

为了确保本项目的开挖工程量、确保附近建筑物（构筑物）安全和附近民房安全，爆破时必须考虑爆破振动的影响。因此，在几十个炮孔一起起爆时，要做到各个炮孔起爆都有一定的时间间隔，其间隔时间应使各个炮孔振动波不叠加。

本项工程爆破主要采用非电毫秒等间隔微差导爆管雷管斜线起爆网路。使排间延迟时间大于临孔延迟时间可以获得最大的松动。

1）所需毫秒雷管的段别极少，只需2个段别的毫秒雷管就够了；2）实现了等间隔微差，从岩石微差爆破机理分析，这有利于岩石的破碎；3）同时一次起爆的炮孔数量不受限制，可多达几十、几百个炮孔，理论上可无限多个炮孔，而且只需二个段别的毫秒雷管；4）炮孔内均安放11段，炮孔外用5段雷管串联，网路清晰，不容易搞错。采用激发抢激发非电导爆管雷管起爆网路的方法进行。对于孔深低于1.0m～2.5m的爆破区域，及石笋的爆破可采用单孔覆盖的非电雷管起爆的爆破施工工艺。

5、桩基及孔桩爆破

1）桩基及孔桩内岩石须爆破时，采用浅孔松动爆破，严禁裸露药包。一般装药量硬岩q=0.35～0.5kg/m，中硬岩q=0.25～0.35kg/m，软岩q=0.09～0.19kg/m。对于软岩炮眼深度不超过1.2m，对于硬岩炮眼深度不超过1.0m，炮眼数目、位置、斜插方向，应按岩层断面方向来定，中间一组集中掏心，四周斜插挖边；2）严格控制装药量，采用防水乳化炸药，避免瞎炮，如有瞎炮要按安全规程处理；3）炮眼附近加强支护，防止震坍孔壁；4）采用非电毫秒雷管起爆网路，确保安全；5）孔内爆破后应迅速排烟，用高压风管或电动鼓风机放入孔底吹风等措施，通风排烟时间不少于15分钟，当孔深大于12米时，每次放炮后，立即测定孔内毒气体的浓度，超标时循环换气，直到空气指标达标时方可下孔作业；6）爆破时，孔口应盖有覆盖物，并用砂袋盖上，防止飞石伤人；7）一个孔内进行爆破作业，其它孔内的施工人员也必须到地面安全处躲避。

6、爆破安全设计

爆破安全技术措施有二个方面：一是施爆过程中的安全，二是爆破产生个别飞石、地震波、空气冲击波、爆破噪音方面的安全。本工程通过精心设计、精心施工、严格控制，达到既能满足城市控制爆破需要，又能保证安全要求的目的。