摘 要： 舟山市富翅门大桥项目有高73m、长度达到300m面前山需要进行爆破施工，该区域出运毗邻高速公路、高压线路等复杂环境，且山体岩石强度大。通过预裂、深孔微差爆破等技术综合运用，探讨山体爆破飞石、爆破震动、噪声施工技术及控制要点。
关键词： 山体；爆破；施工技术。
1 项目背景
舟山市富翅门大桥项目主体工程土建工程施工区域的面前山高 73m 长度达到 300m，路基宽度 9m，爆破方量约 55 万m?。
周边环境 ：
（1）东侧 ：现浇箱梁预制工区距离爆破区域最近处约 35m，海域距离爆破区域最近处约 80m ；
（2）南侧 ：甬舟高速公路距离爆破区域最近处 150m ；
（3）西侧 ：甬舟高速公路富翅互通距离爆破区域最近处约 110m ；富翅村民房距离爆破区域最近处约 110m ；4、北侧 35kv 岑子 3111 线 18 号、35kv 岑化 3120 线 20 号、35kv 岑化 3120 线 19 号线高压架空线及铁塔距离爆破区域最近处分别约为 122m、184m、236m。
本项目周边存在高压线、高速公路及民房等建（构）筑物，工程环境比较复杂，因此在保证施工进度和质量的前提下，如何控制爆破飞石、爆破震动、冲击波及噪声对周边环境的影响是本项目的难点。
2 爆破总体施工
2.1 爆破总体方案
结合本工程特点和难点，考虑到技术、安全可靠性、环保要求等的因素，以及将采取的安全技术措施、防护措施等确定总体爆破方案如下 ：
（1）爆破技术方案设计严格按照复杂环境深孔爆破进行设计，实施时按复杂环境深孔爆破进行实施。
（2）路堑开挖每次爆破规模最大不超过 6t 炸药，爆破方量控制 15000-18000m?，产生的大块采用机械破碎。
（3）边坡采用预裂爆破技术。
（4）台阶自上而下，逐层开采，台阶高度 10m ；爆破抛掷 方向为东西向（尽量使得最小抵抗线方向与高速公路、高压线、民房平行）。
（5）本工程分台阶爆破，每层爆破区域大小不一，故针对爆破区域进行分区块开采，具体如下 ：
① +36m 以上标高，东西向长 150m，南北宽 99m，设置三个炮区，中间为主爆区，两侧为主爆区 + 预裂爆破区。
② +36m-+26m 标高，东西向长 160m，南北宽 69m，设置两三炮区，设置三个炮区，中间为主爆区，两侧为主爆区 + 预裂爆破区。
③ +26m-+16m 标高，东西向长 180m，南北宽 39m，设置两个炮区，主爆区 + 预裂爆破区。
2.2 深孔爆破参数设计
（1）台阶高度 H ：台阶高度 10m。
（2）孔径 D 和孔深 L ：钻孔孔径 D=115mm ；孔深 L=11m，超深 1m。
（3）抵抗线 W ：Ф115mm 钻孔抵抗线取 3.6m。
（4） 孔 距 a、 排 距 b ： 孔 距 a=m*W=5m ； 排 距b=0.866*a=3.6m ：
（5）单孔装药量：前排每孔装药量按公式 Q 前 =qaWH 计算：
式中 ：q—单位炸药消耗量，暂定 0.35kg/m3 ；a—孔距，m ；
H—台阶高度，10m ；
W—底盘抵抗线，暂定 4.2m ；
经计算 ：前排孔 Q 前 =72kg ；
后排孔 Q 后 =63kg ；
（6）填塞 L 填 >1.2W。L 填 =4.7m。
（7）布孔、装药和堵塞方式
布孔方式采用“梅花型”；
装药结构 ：主爆孔钻垂直孔，采用连续耦合装药结构 ；局部抵抗线大或薄弱位置钻孔采取图 B、图 C 钻孔方式及装药结 构，具体如下图。
2.3 预裂爆破参数设计
（1）根据边坡设计要求采用深孔预裂爆破。
（2）深孔预裂爆破孔径 Ф115mm，预裂爆破参数详见下表。
（3）严格控制钻孔倾斜度及钻孔间距，以确保预裂爆破质量，对于较单薄边坡的爆破塌落部分石碴应及时进行清渣。
（4）装药结构 ：装药结构采用不耦合间隔或连续装药，选用的药卷是 Ф32mm 的标准药卷与导爆索一起连续或间隔绑在一根竹片上，形成所需长度的药串，孔底 1m 区段为加强装药段，孔顶 2-4 米为减弱装药段，堵塞长度 2 米。
（5）炸药装好以后，孔口的不装药段应使用干沙等松散材料堵塞。
（6）主爆区与预裂爆破同时进行，预裂孔先于主爆孔起爆。
2.4 网路设计及起爆网路图
（1）采用孔内延时孔外接力逐孔（组）逐响毫秒导爆管雷管微差起爆技术。
（2）孔内采用 MS-10 段非电雷管延期起爆，孔外 MS-3、MS-4、MS-5 非电雷管接力。
（3）网路敷设要求 ：采用的起爆网路是我们在工程中广泛采用的网路形式，安全可靠，在敷设网路作业中做到以下几点，确保网路万无一失 ：
①由有经验的爆破员进行网路敷设及连接 ；
②地表延时非电雷管的标签要妥善保留在非电导爆管上，以备检查 ；
③网路敷设完成后由爆破工程技术人员检查签收。
3 安全设计校核及防护
3.1 爆破振动校核及结论
3.1.1 爆破振动安全校核及结论
保证爆破振动安全的最有效手段就是控制最大一段起爆药量，最大段起爆药量按下述经验公式进行计算 ：
Qmax=R3（V/K） 3/α
式中，Qmax—最大一段起爆药量（kg）；
R—建构筑物至药包中心距离（m）；
V—质点振动峰值速度（cm/s）；
K—为振动速度衰减规律中的常数 ；
α—为振动速度的衰减指数。
K、 α 值，详见下表。
3.1.2 根据以上公式和各需保护建筑物允许的安全振速计算得出以下结论
（1）富翅村民房等一般民用建筑物，最小安全允许振速2.0cm/s，距离 110m 时最大段起爆药量 823kg ；距离 110m 时设计允许最大段起爆药量 288.39kg ；本工程在爆破点距离保护对象 110m 以上时，爆破单响药量控制在 150kg 以内，经计算振动速度 1.41cm/s 远小于安全允许振速，可确保富翅村民房建（构）筑物是安全的。
（2）高压线塔为钢结构参考工业建筑物安全允许质点振动速度 3.5cm/s，本工程在爆破点距离保护对象 122m 以上时，爆破单响药量控制在 150kg 以内，经计算振动速度 1.2cm/s 远远小于 3.5cm/s。可确保高压铁塔建（构）筑物是安全的。
（3）甬舟高速公路，最小安全允许振速 3.5cm/s，本工程在爆破点距离保护对象 110m 以上时，爆破单响药量控制在150kg 以内，经计算振动速度 1.2cm/s 远远小于 3.5cm/s。可确 保甬舟高速建（构）筑物是安全的。
（4）现浇箱梁预制桥梁、桥台混凝土结构初凝取最小安全允许振速 3.5cm/s，施工时根据爆破点与保护对象之间的距离控制单响药量，但最大单响药量控制在 150kg 以内。
3.2 个别飞石安全距离校核及结论
本工程爆破按照复杂环境深孔爆破实施，在爆破时确保堵塞长度，杜绝在孔口处产生飞石，临空面方向参考硐室爆破集中药包个别飞散物安全距离。爆破产生个别飞石在无任何防护下的最大距离由下式确定 ：
R
max=20Kfn2W（这个是集中药包爆破时代计算公式）式中 ：Rmax—爆破产生个别飞石的最大距离，m ；Kf—与爆破方式、填塞状况、地质地形有关的系数，取1.0~1.5 ；
n—最大药包的爆破作用指数 ；
W—最大一个药包的最小抵抗线，m。
取 Kf=1.5，n=0.75，W=3.5m，将各数值代入公式后计算，个别飞石的飞散距离为 Rmax=20×1.5×0.75×0.75×3.6=60.75m。考虑飞石落地后二次飞散，飞散系数 25%，飞石可控制在76m 以内，可以确保高速公路、周边民房、高压铁塔等周边建筑物是安全的。
3.3 爆破冲击波及噪声的控制
（1）避免裸露雷管和导爆索噪音过大，可以对其表面的雷管和导爆索进行沙袋覆盖。
（2）保证堵塞质量特别是第一排孔，如果工作面出现较大后冲，必须保证足够的堵塞长度。
（3）考虑地质异常，需采取措施。例如断层，张开裂隙处。
（4）要间隔堵塞，大裂隙处要避免过量装药。
3.4 安全防护措施
3.4.1 爆破振动控制措施
振动控制措施主要针对附近民房。
（1）选择最小抵抗线方向与民房保持平行。爆破中，在最小抵抗线方向上的爆破振动强度最小，反向最大，侧向居中。
然而最小抵抗线方向又是主抛方向，从减振和控制飞石危害考虑，一般应该使被保护的对象位于最小抵抗线的两侧位置。因此爆破方案选择抛掷方向向西和向东，与民房的方向保持平行，是民房基本处于最小抵抗线的一侧。
（2）增加布药的分散性和临空面。增加布药的分散性和临空面可以减小振动速度公式中的 K 值和 a 值，减小爆破振动的强度。为此我方选择采取密孔少药的装药设计，增加炸药的分散性。
（3）采用低爆速、低密度的炸药或选择合理的装药结构。
为此我方将选择 2 号岩石乳化炸药 ；同时在局部选择间隔装药结构。
（4）进行爆破振动监测。在特殊建（构）筑物附近或复杂环境地区进行爆破时，应进行爆破振动监测，以掌握这些设施在爆破振动作用下的受力状况，为安全核算提供较为准确的依据。这有助于及时调整爆破参数，确保被保护物的安全。
3.4.2 防飞散物措施
深孔台阶爆破飞石控制，必须从爆破设计及施工方面着手。
爆前充分掌握地形地质情况，视防护对象的相对位置及爆破材料特性参数等基本资料，合理确定爆破参数、装药结构、起爆顺序，并做到精心施工，使飞石控制在安全范围内。其主要的飞石控制措施有
（1）合理确定临空面，合理选定抵抗线方向，使被保护对象避开飞石主方向，从而最大限度地使被保护对象免受飞石危害。为此，本方案选择最小抵抗线方向与被保护对象基本平行， 同时严格控制最小抵抗线。
（2）合理的装药结构、爆破参数和排间起爆时间。多排台阶爆破中，产生爆破飞石的主要部位为前排临空面处及后面各排的孔口部位。前排钻孔要根据坡面角度来确定钻孔角度，要控制钻孔精度，抵抗线均匀，不要过量装药。
（3）做好特殊地形地质条件的处理。当存在与临空面贯穿的断层带或其他软弱破碎带时，应适当调整装药位置，通过间隔装药即在结构面与钻孔贯通处秋弱层用炮泥填塞方式来防止爆生气体沿该弱面冲出而形成飞石。釆用深孔或浅孔控制爆破时，可调整装药位置加以解决。
（4）确保填塞质量
①孔内积水，炸药上浮，造成填塞长度过小，采用高压风吹水，用炸药包冲水的方法排净积水或采用抗水的乳化炸药。
为此，本方案选择每个炮孔必须进行排水处理，确保炸药装填至底部设计位置，同时确保堵塞长度不小设计长度。
②对含松软夹层、孔壁坍塌、卡斯特溶洞等因素造成填塞长度过小的情况，钻孔前要认真阅读地质资料，了解构造断层、地层岩性，做到心中有数。为此，我方将委派专职爆破工随时监督和检查钻孔成孔情况，遇到特殊地质结构后，及时进行记录、反馈并由技术人员及时调整钻孔设计，确保每一个钻孔达到设计要求。
③在爆破前，仔细测量坡顶线与坡底线，绘制最小抵抗线或底盘抵抗线三维立体图。最小抵抗线过小，也可采用改变爆孔倾角的办法 ；底盘抵抗线过大，采用打岩根或在台阶底部补孔的办法。为此，我方将配备专职测量人员对爆破技术人员布置的炮孔进行测量校核并验算是否达到设计要求。
④覆盖防飞石措施 ：在距离保护物 110 至 130m 范围内的爆破区域将采用将橡胶炮被进行孔口覆盖防护，炮被尺寸为 ：
1.6m*1.6m，重量为 ：70kg ；在距离保护物 130 至 200m 范围内的爆破区域进行孔口放置沙包。
（5）东侧临近边坡爆破时，预留 6m 的岩墙，爆破后采用机械开挖，防止滚石从东侧边坡滚落，对现场预制工区造成损害。
4 结语
富翅门大桥第 A 合同段互通山体爆破施工，与国内外其他爆破施工相比，具有爆破区域空间狭小、结构复杂、环境恶劣等特点，各类技术标准要求高。所以在施工过程中应做好前期的准备工作，并对容易出现问题的环节进行强化管理，对施工人员进行有针对性培训，对施工工序进行严格设计并做好防控方案，这样才能在施工中达到保质保量的标准，保障工程顺利完工。
参考文献 ：
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[3] 张瑞,王付明.爆破振动对高村铁矿边坡滑坡体稳定性的影响[J].
现代矿业,2017,33(12):194-196+200.
[4] GB6722-2014,爆破安全规程[S].2014.
[5] GA991-2012,爆破作业项目管理要求[S].2012.
作者简介： 龚创（1992.03- ），男，湖北武汉人，本科，毕业于西南交通大学，中交二航局第四工程有限公司，研究方向：道路与桥梁施工技术研究。 |
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