复杂环境下石方路堑控制爆破安全分析

道路与交通工程E!Road&Traffic Engineering 复杂环境下石方路堑控制爆破安全分析张代富，蒋开春（中铁二局集团有限公司，四川成都610031）摘要：介绍了复杂环境下，采用微差爆破法及静态爆破对青龙高速公路位于高压铁塔及高压输电线附近的石方路堑进行爆破开挖，施工过程中通过对飞石距离控制以及爆破覆盖等一系列的防护措施，确保了高压铁塔及髙压输电线的安全，取得了预期效果，为今后类似工程提供借鉴。

关键词：石方路堑；复杂环境；控制爆破；安全分析中图分类号：U410.13文献标志码：B文章编号:1009-7767（2019）02-0047-04Safety Management of Controlled Rock-cut Blasting underComplicated Site ConditionZhang Daifu,Jiang Kaichun在各类土石方工程施工中，对用挖掘机不能直接开挖的石方均采用爆破方式施工，但在特殊情况下，遇到受爆破周边环境影响不能采用常规爆破方式施工的，必须采取其他特殊爆破方式来施工。

笔者以青龙高速公路为例，在特殊环境下采取控制爆破技术以及配套的防护措施，最大限度地保护爆破周边高压铁塔及高压输电线路的安全，确保地方政府及当地人民的用电需求。

1工程背景1.1工程概况青龙高速公路里程K140+780—K141+500段为石方路堑，长720m,该段路堑属于高挖方路堑，路堑底宽40.92m.ff挖爆破最大深度23m,边坡按1：1坡度放坡，石方爆破量35万m」,经项目施工组织设计，该段路基施工为该项目的控制性关键工程。

1.2地形地质条件该线路穿越缓丘，周围地势起伏较大。

爆破区内由墨碎宵岩、喷出岩组成的丘陵谷地亚区和城阳新华夏系第二隆起代地质构造组成，岩性以太古界、元古界大理石、花岗岩，白晋系凝灰岩，安山岩、玄武岩、泥岩、砂岩、砾岩为主。

该路堑挖方段地质情况如下：表层为全一强风化（安山质）凝灰岩，占开挖数量的25%；中间层为强风化（安山质）凝灰岩，占开挖数量的35%；下层为中风化（安山质）凝灰岩，占开挖数量的40%o 1.3周边环境及要求“爆破区环境极为复杂，线路上空有llOkV高压输电线路横跨（里程为K141+280）,高压输电线与挖方爆破山体净高约12m,同时路堑左侧有高压输电线及铁塔，高压铁塔基础距离开挖路堑顶边1.5m,高压铁塔不进行迁改，附近150m范围内有居民房屋。

爆破区路堑断面见图l o根据国家《电力设施保护条例》第十条规定及该工程复杂的施工环境，结合业主工期要求及成本经济控制，该段路堑石方开挖必须采取控制爆破技术以及相应的防护措施，以确保高压铁塔及高压输电线路的安全。

2控制爆破方案选定及施工方法2.1方案选定根据周围环境、地质情况，结合该工程的工期要求以及电力设施的禁止爆破区域要求，为最大限度保证髙压铁塔及高压输电线路的正常运营,在该段720m长2019年第2卿（3彳）第37卷彳苯哉索47：!道路与交通工程Road & Traffic Engineering的石方路堑范围划分禁止爆破区和控制爆破区，高压 铁塔基础中心以外40 m 范围为禁止爆破区，对禁止爆 破区采取静态爆破法施工，其余680 m 范围为控制爆破区，对控制爆破区采取微差控制爆破法施工。

具体控 制爆破区域见图2。

为了确保电力设施及施工人员的安全，根据GB6722—2011（爆破安全规程》山的要求，爆破地面震动安全距离根据公式R=（K 叶.逅计算,对于高压铁塔基础的爆破安全振动允许标准按4.0 cm/s （10〜60 Hz ）进行控制，根据计算所得，其具体控制指标为40 m 。

因 此,对高压铁塔基础中心40 m 范围的禁止爆破区采取 静态爆破法（膨胀剂破裂），再附之以机械破碎方法进 行开挖。

在距离高压铁塔相对较远的区域，主要采取连续 柱装药和间断柱装药结构相结合的中深孔微差控制爆破;在靠近高压输电线和离高压铁塔基础较近时，采取浅孔微差控制爆破，并实现定向控制爆破，同时对 爆破体采取胶皮帘进行覆盖防护等安全措施。

2.2施工方法2. 2.1静态爆破法经过合理地钻爆设计及钻孔，将粉状破碎剂用适量水调成流动状浆体，直接注入钻孔中。

炮孔内由于体 积膨胀的空间较小，所以破碎剂注入孔内20〜30 min即起作用，该过程约为2〜3h 。

随着时间的增加.破碎 剂体积膨胀加大，一般情况下，8 h 后出现裂隙,24 h 可 达到总破裂效果的80 %以上。

一般24 h 即可开始清理，完全反应结束约需72 h 。

采用人工手风钻钻孔，路 堑中间部分采用垂直钻孔，边坡部分的边孔根据边坡坡度采用倾斜钻孔，呈梅花形排列。

静态爆破法施工工艺流程见图3O 2. 2.2微差控制爆破法0距离高压输电线较远爆破时，采取分断装药结构，实行孔内分段微差延期起爆方式，严格控制爆破震动 和飞石，同时对爆破体采取ID 级覆盖防护措施。

使用图3静态爆破施工工艺流程图043 mm 的手风钻钻孔，采用垂直或倾斜钻孔方式，倾斜方向与高压线方向反向。

采取分段、分台阶施工，自上而下，其分段长度根据实际情况而定，一般取30〜50m 为1个施工段长度，同段开挖采取平行下降的施工方式；台阶高度按地层岩性及钻孔深度而定，为了便于挖运，确保施工安全，选择台阶高度1.5〜3 m 为 宜,并要求每个分层台阶施工底面要保持相对平整。

紧靠高压输电线施工时，采取连续装药结构，分台 阶浅孔松动微差控制爆破剥离下降方式施工，采取炮 孔按浅、密原则布置，并实现定向控制爆破，严格控制 爆破飞石，并对爆破体加以I 、H 级覆盖方式防护。

爆破飞石安全距离计算：R=100xK/K2Xr7W3。

通过 计算，该工程爆破个别最大飞石安全距离为:«=100x0.4x0.3x1.92/0.33=60 m 。

3爆破施工安全技术及控制措施3.1安全评估与防护⑴石方爆破引起的公害一般有：爆破地震波、爆破飞石、空气冲击波、噪声和有毒气体。

由于该路堑爆破 处于野外，主要考虑爆破飞石，震动对高压铁塔、高压 线路及附近居民房屋的影响，其他爆破公害如振动、冲击波均不会对周围环境构成危害。

3. 1. 1 防护对象爆破施工主要防护对象是爆破地段周围的高压铁塔、上空llOkV 高压输电线，以及爆破地段附近居民 房屋。

3.1.2防护项目1） 最大限度地降低爆破振动的影响，控制爆破飞石以保证堑顶高压输电线及高压铁搭基础的安全；这 条线直接为青岛市供电，如出现断电事故，将造成巨大经济损失。

2） 保证附近居民房屋不受影响。

3.2爆破防飞石覆盖防护措施浅孔爆破采用铁丝网加多层橡胶皮帘覆盖防护。

胶皮帘上压砂袋，确保周围高压输电线和高压铁塔的48 彳曲找* 2019No.2(Mar.)Vol.37道路与交通工程:; Road&Traffic Engineering绝对安全。

防护要求：胶皮帘之间的搭接宽度不得小于30cm,并用麻绳进行锁扣，形成整体覆盖，每层胶帘的搭接缝必须错开;覆盖时，应注意保护爆破网络。

3.2.1定向控制爆破由于高压输电线在路堑上空，则应在线路右侧纵向拉槽造成临空面，改变最小抵抗线的方向，确保飞石及其他爆破冲击物不向上运动。

3.2.2爆破体近体防护由于爆破地质情况复杂，同时也由于雷管的准爆性，会导致可能存在盲炮或爆破过程中改变爆破参数，致使产生个别爆破飞石，为确保高压输电线的绝对安全，严格控制爆破飞石，为此需要加强对爆破体的覆盖。

结合地质及环境考虑，对爆破体表面实施近体覆盖。

根据爆破部位远离电线距离，覆盖分成4级：1）爆破200-300m范围内在常规爆破参数的基础上，只控制爆破参数，不实施覆盖；2）爆破100-200m范围内除控制爆破参数外，对爆破体采取皿级覆盖方式，即1层钢丝网+砂袋（零星压住钢丝网）；3）爆破50-100m范围内采取II级覆盖方式，即1层钢丝网+胶皮帘+砂袋（零星）方式覆盖；4）爆破0〜50m范围内若采取液压锤则不需要覆盖，当采取控制爆破必须采取I级覆盖方式，即1层钢丝网+全覆盖胶皮帘+砂袋（较密）。

钢丝网孔间距应小于1cm。

3.3爆破施工安全控制措施3.3.1技术保证措施1）做好爆破技术培训与施工技术方案交底工作，让作业人员熟悉爆破操作工艺。

2）认真检查火工产品质量，使用合格产品，以确 保炮孔的准爆率，减少盲炮。

3）孔外的连接雷管必须使用双发同段msl连接，严禁使用其他段进行连接。

4）现场施工时，严格按照爆破设计进行布孔、钻孔、起爆，每次爆破后总结成果，调整参数。

5）为了保证路堑边坡一次成效，采用光面爆破方案，根据爆破方案先进行试爆。

3.3.2安全保证措施⑷1）装药警戒装药时专职安全员必须跟班作业，在爆破区50m 范围内不得进入无关人员。

炸药搬运时不得乱扔，每人只能肩扛1箱（24kg）,挑运时不得超过2箱。

严禁雷管与炸药混运；1人不得同时拿炸药和雷管。

装药时不得吸烟，必须关闭一切通信设备。

2）爆破警戒根据爆破参数设计、防护措施及周边环境，确定警戒范围为距被爆破体300m o爆破前要将该范围内的人员、车辆疏散到安全地带。

起爆信号采用声和物2种信号同用，各点警戒人员使用口哨、手持式喇叭、小红旗和对讲机。

起爆信号共施放3次。

第1次起爆信号（口哨、手持式喇叭声）：开始警戒预告信号，在起爆前30min发出，听到起爆信号后，警戒人员从爆破区由内向外清场，爆破指挥长检查每个警戒岗位的警戒情况。

第2次起爆信号（口哨、手持式喇叭声）：预示5min 后进行起爆；确认人员、设备全部撤离危险区，具备安全起爆条件时，爆破工作领导才能发出起爆信号。

听到第2次起爆信号后，爆破指挥长用对讲机再次向每个警戒点询问各警戒哨位的警戒情况，当确认绝对没有问题后，向起爆站下达“充电”命令，充电完毕后，起爆站长向指挥长请示“充电完毕、是否起爆”，待指挥长正式下达“起爆”的命令后,起爆手才实施起爆。

第3次起爆信号（口哨、手持式喇叭声）：解除警戒。

爆破后，爆破技术人员进场检查爆破效果，当确认无隐患后再解除警戒，撤回警戒人员，爆破后仍未发出解除信号前，警戒哨位应坚守岗位。

3.3.3火工品管理火工材料采取配送方式，火工品使用按“民爆条例”要求执行，专人看管，防止丢失被盗。

火工材料账目清楚,做到日清月结算。

认真填写爆破施工日记,每一次起爆用药量必须按实记录。

4结语在高压铁塔及高压输电线的复杂环境下进行路堑石方爆破，根据爆破振动产生的影响范围及防护距离的远近，采取静态爆破法及微差控制爆破在该工程中得到了成功运用。

施工过程中通过控制飞石距离采取爆破覆盖等一系列安全保证措施，即保证了电力设施的安全，也提高工程的施工进度，又节约了成本，取得了较好的经济效益，为今后类似工程施工提供参考和借鉴。