浅议城市繁华地段市政爆破施工技术.doc

浅议城市繁华地段市政爆破施工技术 刘斌 孙锴 (中铁十一局集团公司西南分公司)摘要 结合实例介绍市政工程爆破作业中有关既有管网保护措施和爆破参数的选取依据等安全施工技术。主题词 市政建设 爆破施工 安全技术1 工程概况观音桥商圈道路（东半环）工程位于重庆江北区观音桥商业繁华地带，属于旧城改造类型，道路全长1095m，其中，土石方开挖4万m3，最大开挖深度为9.2m。在管段内需要保护的地下管网包含连接西南通道的主国防光缆三条、电信电缆三条共计48*3孔、移动通讯与中国联合通讯光缆共计60孔、600与200的供水管道共计2050m、煤气主管与支管在施工开挖区内共有交接口6个、同时，埋地的还有线电视光缆、雨水管和排污管、高压供电电缆等；同时，需要改移或新建通讯光缆、电缆，排污管、雨水管，路灯、广告灯等管线共计5040m。施工区域周边范围高楼林立、人口稠密，车辆密度大，在施工地段地下既有的管网以上管网多数有原始施工资料，但是，因为历史施工环境和使用过程中的抢修等条件限制变化，部分既有管网位置与资料显示位置出入大，旧有管网保护严格，新建管沟狭窄，施工作业环境差，给施工安全防护带来了极为严峻的考验。加之因为市政工程在城市建设中的特殊作用，工期要求极为紧张。2 施工方案的选择土石方开挖施工是本工程制约工期、影响管网、周围建筑安全的工序。闹市区降槽开挖施工难度主要有三点：一是原地面以下0.51.0m全幅范围地下管线多，施工必须保证各种管线的安全；二是爆破开挖施工靠道路两旁的房屋最近处仅11.5m，保证爆破施工的飞石、振动对房屋及各种管线的安全；三是地处闹市区，且道路施工场地狭窄，给施工造成困难。为此，方案的必选确定尤为重要。石方开挖方法有三种：一种是人工凿除静法，二是静态爆破法，三是普通工程爆破法。综合分析本工程的特点，运用传统的人工开挖和小型风动机具凿除法施工对保护周围建筑物、地下管网安全有较好的针对性，但速度慢、工效低，不能适应工期要求，主要用于开挖沟槽、既有管网探沟和复杂困难地段，为工程爆破创造必要的临空面和减震沟（槽）。静态破碎法钻眼工作量大，破碎效果差，破碎后仍需人工用风镐撬搬，施工工期不能保证，而且工程成本高。只在临近建筑物基础2m范围以内的极其困难条件下采用。普通工程爆破法采用减振沟（槽），密眼、短台阶（短进尺）、微差爆破，防护覆盖等措施能有效控制振动及飞石对房屋、管线的破坏。能采用机械配套施工，工程进度快，能保证工期的要求。但是，对周围建筑物和地下管网安全运营构成一定威胁。无论采用静态或工程爆破，都事先对地下管线进行保护或改移，以对各种管线损坏风险减少到最低程度，改善施工环境，加快工程的进度。采用微台阶式施工方法，钻眼前要对炮眼布孔，装药前进行验收孔。装药一定要严密堵塞。爆破网路采用复式串联式孔内微差起爆网路。网路布设后对被爆破体进行严密的覆盖，防止个别飞石对房屋及人员的威胁破坏。所以，经过调查分析本土石方在施工中选用浅孔，密眼、少药量集中在底部的控制微分原理，选择一个合适台阶爆破，采用毫秒微差爆破，直到降至设计标高。3 普通工程爆破施工机具与作业参数的计算确定3.1钻孔机械：采用380V电钻和380V电动空压机带动手风钻。3.2 爆破布孔选择用药计算。3.2.1 布孔（图1） 图1 梅花型布孔示意图采用小台阶爆破法，台阶高度控制0.5ma、炮眼深度：h=0.51.0mb、炮眼间距a=（0.51.0）lc、炮眼排距b=0.866Ad、单孔药量Q=ablq（Q0.15Kg/m3）e、布眼方式采用梅花形布置，排式起爆图式。取L=0.6，A=0.5，B=0.54，Q =20gf、微差控制爆破：每排10孔，每段最大起爆药量200g，多排多段微差起爆，采用塑料导爆管。3.2.2 单孔用药量：计算用药量具体爆破参数可详见附表孔深L（m）参数1.01.52.0孔径（mm）38-4238-4238-42孔距a（m）0.81.01.2排距b（m）0.70.91.1最小抵抗线W（m）0.70.91.1爆破体V（m3）0.421.482.2炸药单耗量K（kg/m）0.350.30.25单孔装药量Q（kg/孔）0.150.3-0.450.45-0.60孔装药量长度l（m）0.20.590.82孔堵塞长度La（m）0.80.911.18说明：（1）表中药量是按2#岩石铵梯炸药性能指标为依据，k松是1/3k标，结合两个临空面及岩石可爆性综合因素取值。孔装药量是按Q孔K松W。本工程进场施工时，必须先对K松值进行试炮验证，也可作适当的调整，但必须工程技术人员认可方能施工。（2）装药必须到位于孔底，并保证其装药长度。堵塞要严密，防止冲炮产生飞石。（3）单孔装药量系按岩石质和临空面的情况选用上限或下限。起爆点3.2.3 电爆网路（图2）图2：串联式电爆网路示意图3.2.4 爆破安全距离的确定。a、爆破地震安全距离，K=（R/V）1/nQmR安全距离m K岩石介质系数先150 a衰减系数1.5V安全震速3.0cm/s Q炸药量,齐发时取总量，毫秒爆破取量大一段药量。 m装药指数,选1/3根据公式，取爆破中心离建筑物不同距离，得到不同的允许药量。R（m）510152030Q（kg）0.050.41.353.210.3因工区环境应采用多段微差控制爆破技术，地震波的作用可以减弱，因而起爆破用药量的调整以确保施工安全。b、 别飞石的安全距离验算R=20KfNR飞石安全距离m Kf安全系数，一般取1.01.5，为确保建筑物和地下管网的安全，取1.5 N一次爆破中最大一个药包的爆破作用指数，根据现场条件应采用松动爆破漏斗类型，取0.5 W最小抵抗线，一般取（0.60.8）H，在本工程中取1.0mR=20Kf nW=1.5200.51.0=7.5（m）4 静态爆破法参数指标因静态爆破法不产生振动，炮眼间距为0.20.2m，深度为每循环台阶高度，取用药量0.4Kg/m3。5 爆破施工安全措施因为在城市繁华闹市区域爆破物品的运输、储存等环节的危险因素极多，社会安全的敏感性强等外在的约束条件，加之专用运送车辆、仓库保卫技术要求高，投入大，同时，施工现场一次施工用量不大，所以，采取运输配送制、储存租赁临近施工单位爆破仓库的方式，通过缴付保管费签订安全责任状，以转嫁施工现场的管理风险。爆破现场的环境因素通过警戒、覆盖及技术参数控制方法降低或限制风险。机械施工，挖运结合、在进行作业时，为了四邻管网、建筑物不受影响，装药量与覆盖措施一定要按规定控制好，将传至建筑物的地震波控制在（2cm/s）。爆破施工前，应做好防护措施，特别是管网之外必须打减震孔，防止地震波传入。5.1 建立安全领导小组，负责现场安全事宜。5.1.1 进行安全技术交底工作，做好安全教育，监督各项工作严格执行安全操作规程。5.1.2 做好爆破宣传工作，张贴施工安全通告，将爆破安全注意事项通知友邻单位和通行人员。5.1.3 召开爆破联系会，审定爆破方案。5.1.4 安全警戒实行专人负责制，定人、定岗、定职，每次爆破前组织现场人员安全检查避炮。建立有组织机构和规章制度，爆破施工人员已经专业培训，持证上岗。施工方案已经过审批，试爆成功，处于安全级；但是，在施工过程中必须严格执行安全检查、警戒专人负责制才能保证即时监控，万无一失。5.2 安全防护措施5.2.1 防飞石措施a、每次爆破必须采取覆盖棕垫（23层）上压胶皮输送带或竹跳板、铁板等的防护物，覆盖面积大于爆破区面积。b、控制单孔装药量，注意钻孔的倾向角度。c、炮孔堵塞物要用粘性土，严密细致。5.2.2 防地震波措施a、严格控制每次起爆的用药总限量，根据不同距离还应进行调整。b、施爆前检查电爆网路的联接，要专人用仪表检测，合符规定才能起爆。在特殊建筑物或控制边界设置爆破振动监测点，监控实际爆破振动速度，适时调整爆破参数。c、放炮前对邻近建筑物进行检查，必要时作好文字、照像记录。对意外事故要及时上报，认真处理。d、处理瞎炮时严格执行安全操作规程由专业人员慎重执行。5.3 火工材料的管理5.3.1 现场设临时火工材料专柜，对每天配送到现场的火工材料有专人看管、发送使用和回收押运退库。防止丢失被盗。5.3.2 认真填写爆破施工日记，每一次起爆用药量必须如实记录。火工材料账目必须清楚。5.4 既有管网的防护5.4.1 管网位置的确定：首先通过查询资料、用仪器或人工开挖探沟的方式找出地下管网的具体部位。5.4.2 现有管网保护。对于有一定伸缩量管线将原有防护管然后将其外套草袋、棕垫绑扎成束后架空悬挂，架空设施需要经过可靠性计算，确保能够承受风荷载、施工振动等不利影响，在施工期间支撑稳定、稳固，支撑间距要考虑管线自身的重量和可以承受得挠度。对于硬质又无法改移的管线在管线槽外人工开凿宽为0.60.8m，深度比原管线沟槽底部标高底0.5m的减震槽防止地震波对其损坏。1.52m以外打减震孔，减震孔的间距为0.250.4m深度为1.2倍每循环施工台阶高度。以隔离爆破振动。爆破时还需将管线表面用木板或草袋覆盖。6 结束语通过对城市繁华地段市政工程爆破的探索性施工，保证了建筑物和地下管网的安全，也加深了对城市繁华地段市政爆破施工的了解。总结了一些经验：6.1 防护要求极高的管网安全区分不同类型，采取不同的防护方案可以有的放矢，将设计合理的普通工程爆破施工引入到市政工程施工之中，对于加快工程进度、提高工程建设工效有较好的效果。6.2 采用“密炮眼、短台阶、微差爆破、强覆盖”方案，有效地将低爆破振动、减少飞石危害，保证施工及周围建筑物、管网的安全。6.3 根据量测监控数据来指导施工，对城市闹市区爆破施工至关重要。加强对火工用品的管理，采取每日配送制度，对降低或转嫁工地管理风险，维护社会治安稳定有待于进一步探讨。 作者单位：中铁十一局集团公司西南分公司 姓名：刘 斌 职称：高级工程师孙 锴 职称：助理工程师地 址：重庆市高新区南方花园C5区 16-2-5-3 邮编：400041