南水北调京石段石方开挖爆破技术方案比选

山西水利鲁鲁　面　面　南水北调京石段石方开挖爆破技术方案比选　贾丽英　（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原０３００２４）　［摘要］为确保南水北调中线干线应急供水工程京石段石方渠道的爆破开挖科学安全，需要对该石方渠道的　开挖钻爆参数进行设计，分剐阐述了梯段、边坡光面、沟槽、保护层及浅孔爆破钻爆参数设计过程，并对爆破　安全距离方案进行比选，最终确定更为科学合理的施工方案。　［关键词］京石段；石方开挖；钻爆参数；安全距离　［中图分类号］ＴＵ７５１．９　［文献标识码］Ｃ　［文章编号］１００４—７０４２（２０１２）０３—００４１－０２　１工程概况　２．２边坡光面爆破钻爆参数设计　南水北调中线干线应急供水工程位于河北省保　整个石渠中上层因开挖断面较大，拟采用先中间　定市涞水县境内，京石段累计１度带桩号范围为２０６＋　开槽、两侧预留一定保护层厚度，最后实施光面爆破　０８２－－２０７＋４８２，渠道底宽ｌ３　ｍ，内边坡ｌ：Ｏ．５，纵坡　的方案。边坡光面爆破一般预留５　ｍ厚，布置３排孔，　１／２０　０００～１／１８　０００，岩石基坑石方的钻爆工程量约　分别为主爆孔、缓冲孔和光爆孔。为保证爆破效果，一　７０３　３６１　１１１３。部分地段为薄层边坡钻爆，中下层为沟槽　次爆破长度以２０～３０　ｍ为宜。边坡光面爆破钻孔主要　爆破，岩石以灰岩为主，岩体结构较完整。由于爆破区　选用高风压钻机，局部地段可选用ＱＺＪ一１００Ｂ钻机造　域长，考虑到渠边散布有大量简易石灰窑、农用高压　孔。边坡光面爆破属精确控制爆破，钻孔精度高。实施　线和成片果园、农田、村庄等生产生活设施，周围施工　爆破作业前应检查验收，合格后方可装药爆破。边坡　环境相当复杂，因此选择合理的钻爆参数尤为重要。　光面爆破炸药全部采用乳化炸药，主爆孔采用直径　２钻爆参数设计　８０　ｍｍ乳化炸药，缓冲孔采用直径６０　ｍｍ乳化炸药，　２．１梯段爆破钻爆参数设计　光爆孔采用直径３２　ｍｍ乳化炸药。主爆孔采用连续装　根据整个石方渠道的地形条件和设计开挖断面　药，每孔选用２发同段次的非电导爆管雷管；缓冲孔　尺寸，石方渠道上中层均采用梯段爆破。钻孔以高风　采用连续装药，每孔选用２发同段次的非电导爆管雷　压钻机为主，局部地段受地形条件限制，辅以ＱＺＪ一　管；光爆孔采用不耦合间隔装药，导爆索人孔，孔口用　１００Ｂ钻机造孔，孔径１００　１　１５　ｍｍ，梯段高度根据设　导爆索连成一条直线，用即发雷管先起爆。光面爆破　计图纸确定，一般为６　ｍ。根据经验公式，考虑到石方　钻爆参数见表２。　渠道属沟槽爆破，为方便挖装，对爆破石料的块度有　表２光面爆破钻爆参数设计表　一定要求，故采用最小抵抗线为３　ｍ，排距３　ｍ，孔距　孔径　孔深　钻孔　炮孔　孔距　排距　单耗　单孔　装药　３～３．５　ｍ。梯段爆破选用直径８０　ｍｍ的乳化炸药，连续　／ｍｍ　／ｍ　角度／。　类型　／ｍ　／ｍ　／（ｋｇ‘ｍ。）　药量／ｋｇ　结构　１１５　６主爆　装药，每孔选用２发同段次的非电导爆管雷管。为确　．５　６７　孔　３．５　４　Ｏ．５　３１．５　装药　连续　保爆破效果，采用排间微差爆破技术，一次爆破４～　１ｌ５　６．９　６０　缓冲　孔　３．０　３　Ｏ＿３５　１８．９　连续　装药　５排孔。爆渣用２．０　ｍ３液压挖掘机挖装，１５　ｔ自卸汽车　１１５　７运输出渣，渣料直接运至指定的存弃渣场堆存。主要　５　５３　光爆　．孔　１．０　２．５　０．２５　３．８　间隔装药　不耦合　钻爆参数见表１。　２．３沟槽爆破钻爆参数设计　表Ｉ　梯段爆破主爆孔钻爆参数设计表　２．３．１边坡预裂爆破设计　孔径　梯段　钻孔　超钻　孔深　孔距　单耗　单孔装　，ｍｍ　高度，ｍ　倾角／。　深度／ｍ　／ｍ　／（ｋｇ‘ｍ　）　药量／ｋｇ　预裂爆破钻孑Ｌ主要选用高风压钻机，局部选用　ＱＺＪ一１００Ｂ钻机造孔。边坡预裂爆破属精确控制爆破，　１１５　６　８５　０．５　６．５　３．５　０．４５－０．５０　２８．５～３１．５　钻孔精度高，实施爆破作业前应检查验收，合格后才　１００　６　８５　Ｏ．５　６．５　３　０．４５－０．５Ｏ　２４．５—２７．Ｏ　允许装药爆破。预裂孔采用不耦合间隔装药，导爆索　型圭　旦圃　ＳＨＡＮＸＩ　ＷＡＴＥＲ　ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ　人孔，孔口用导爆索连成一条直线，用时发雷管起爆。　预裂孔爆破参数见表３。　表３预裂孑Ｌ钻爆参数设计表　孔径　设计　钻孔　渠道　钻孔　间距　线装药度　单孔　装药结构　／ｍｍ　坡度　角度／ｏ　深／ｍ　深，ｍ　／ｍ　／（ｇ‘ｍ－　）　药量／ｋｇ　１１５　１：０．７５　５３　５．８　７．１　０．８　３８０　２．７　间隔装药　不耦合　ｌｌ５　１：０．５　６３　５－８　６．４　Ｏ．８　３８０　２．４４　间隔装药　不耦合　２．３．２沟槽爆破钻爆参数设计　钻孔以高风压钻机为主，钻孔孔径１１５　ｍｍ，梯段　高度４．３　ｍ，预留保护层厚度１．５　ｍ。实施沟槽爆破前，　应先开槽，形成侧向临空面，然后顺渠道轴线方向逐　段爆破。考虑到沟槽爆破深度，为保证爆破效果，孔网　参数适当加密，采用排间微差爆破技术，一次爆破４　５排孔。炸药全部采用乳化炸药，主爆孔采用直径　８Ｏ　ｍｍ乳化炸药，缓冲孔采用直径６０　ｍｍ乳化炸药，　每孔选用２发同段次的非电导爆管雷管。沟槽爆破钻　爆参数见表４。　表４沟槽爆破钻爆参数设计表　孔径　孔深　钻孔　炮孔　孔距　排距　单耗　单孔　装药　／ＩＴｌＩｎ　／ｍ　角度／ｏ　类型　，ｍ　，ｍ　／（ｋｇ・ｍ－３）　药量，／ｋｇ　结构　１１５　４６　７６　缓冲　．孔　３　２．５　０－３５　１１．５　小药卷　连续　１１５　４．６　７６　主爆　孔　３　３　Ｏ．５Ｏ　１９．５　大药卷　连续　１ｌ５　４６　７６　主爆　．孔　３　３　０．５０　１９．５　大药卷　连续　爆渣用２．０　ｍ３液压挖掘机挖装，１５　ｔ自卸汽车运　输出渣，渣料直接运至指定的存弃渣场堆存。　２．４保护层爆破钻爆参数设计　保护层开挖采用ＹＴ一２８手风钻钻孔，钻孔孔径　４５　ｍｍ，孔深至设计基础面，深１．５　ｍ，孔底２０　ｃｍ段填　充柔性垫层，人工装填直径３２　ｍｍ乳化炸药，耦合装　药，非电雷管毫秒微差起爆，分段爆除开挖，爆渣用　１．０　ｍ３液压挖掘机挖装，１５　ｔ自卸汽车运输出渣。保护　层爆破后，局部欠挖部位用反铲改装的液压震动锤处　理，直到符合设计要求。保护层爆破参数见表５。　表５保护层爆破参数设计表　孔径　梯段　钻孔　排距　孔距　布孔　柔性　单耗　单孔　／ｍｍ　高度／ｍ　倾角／ｏ　，ｍ　／ｍ　形式　垫层／ｃｍ　／（ｋｇ‘ｍ－３）　药量，ｋｇ　４５　１．５　９０　１．０　ｌ＿２　梅花形　２０　０．５Ｏ　０．９　２．５浅孔爆破钻爆参数设计　浅孔爆破采用ＹＴ一２８手风钻钻孔，孔径４５　ｍｍ，　移动空压机供风，人工装填直径３２　ｍｍ乳化炸药，耦　合装药，非电雷管毫秒微差起爆，分段爆除开挖。爆渣　用推土机配合清除集渣，然后用１．０　ｍ３液压挖掘机挖　装，１５　ｔ自卸汽车运输，运至指定的存弃渣场堆存。爆　破后，局部欠挖部位用反铲改装的液压震动锤处理，　直到符合设计要求。浅孔爆破钻爆参数设计见表６。　表６浅孔爆破爆破参数设计表　孔径　梯段　孔深　钻孔　排距　孔距　布孔　单耗　单孔　／ｍｍ　高度，ｍ　／ｍ　倾角／。　，ｍ　／ｍ　形式　／（ｋｇ・ｍ－３）　药量／ｋｇ　４５　２．Ｏ　２．０　９０　１．２　１．５　梅花形　０．５０　０．９　４５　１．５　１．５　９０　１．０　１．２　梅花形　０．５Ｏ　０．９　●　４５　１．０　１．０　９０　０．６　・Ｏ．８　梅花形　Ｏ．５Ｏ　Ｏ．９　４５　Ｏ．５　Ｏ．５　９０　０－４　０．４　梅花形　Ｏ．５０　０．９　３爆破安全距离计算　本工程安全距离计算主要考虑质点震动速度和　个别飞石距离。　３．１质点震动速度计算　本爆破作业属典型沟槽爆破，爆破范围长，工期　紧，施工强度大，因此以计划实施的最大一段药量作　为爆破安全距离计算的标准，根据质点震动速度计算　公式ｖ＝Ｋ（ｐ・　）ａ进行计算，得出Ｒ＝Ｑ　（　）№，其中　为被保护建筑物距爆破区的距离；Ｑ为爆破作业时　最大的一段装药量，取２００　ｋｇ；ｖ为允许质点震动速　度，取０．５　ｃｍ／ｓ；Ｋ，　为与地质条件有关的系数，分别　取２５０，１．５。经计算Ｒ＝３６８．４　ｍ，根据《爆破安全规程》　取Ｒ：３８０　ｍ。因此，在３８０　ｍ范围内的建（构）筑物必　须进行妥善处理。　３．２个别飞石安全距离计算　在露天台阶爆破中，个别飞石的安全距离根据公　式Ｒｆ＝Ｋ￣Ｉ计算，其中Ｒ，为个别飞石的安全距离；　Ｋ　为安全系数，取１５～１６；ｄ为药孔孔径。石渠爆破采　用最大孔径１１．５　ｃｍ，代人式中得ＲＦ１５（１６）×ｌ１．５＝　１７２．５（１８４）ｍ。　《爆破安全规程》规定，浅眼爆破时个别飞石对人　员的安全距离不得小于３００　ｍ。本爆破作业属典型沟　槽爆破，警戒线至少要布置在３００　ｍ以外。因此，爆破　时个别飞石安全距离３００　ｍ区域内的建（构）筑物必　须妥善处理。　，Ｋ，ＯＬ取值分别设定为Ｏ．７５，２００，１．６５时，　在装药量不变的情况下，其安全距离为１９３．４　ｉｎ。　４结语　选取装药量为２００　ｋｇ是根据施工工期及采用上　述爆破方案得出的数据。经计算比选，认为根据质点　震动速度计算得出的参数值及安全距离较为合理，施　工更为安全，拟选定此方案。　［作者简介］贾丽英（１９８２一），女，２００５年毕业于华北水利　水电学院水利水电工程专业，助理工程师。　［收稿日期］２０１２—０ｌ一０６；［修回日期］２０１２—０２－１９