陈武熠1 张章2
1贵州新联爆破工程集团有限公司 贵州省贵阳市 550000;2西藏自治区拉萨市公安局治安管理支队 西藏拉萨 850000
摘要：近年来，爆破施工为我国的道路建设、矿山开采、城市拆旧等发挥了重要作用，同时，爆破安全事故频频发生。相关统计表明，在我国伤亡事故中，包括爆破在内的爆炸事故占总体伤亡事故的40％以上，其中爆破飞石事故占整个爆破事故的15％-20％，露天矿山爆破作业的飞石事故占整个爆破事故的27％，由此造成了巨大的人员伤亡和财产损失。
关键词：复杂地质岩基；爆破飞石；控制方法
1爆破飞石产生的机理
爆破飞石是由于爆破中能量分配不均匀，岩块从抵抗线方向或薄弱带抛出，脱离爆堆而飞散到较远的地方。特别是当最小抵抗线较小时，炸药爆炸生成的高温高压气体沿被爆岩体中的薄弱面高速喷出，携带其中被破碎的岩石碎块加速冲出,形成飞石。通过实际爆破过程中飞石的现场观察,并结合理论上的判断,我们分析,飞石的产生存在以下几点:（1）炮孔堵塞缺陷，施工过程因水孔、冻孔造成堵塞质量不好，堵塞段长度不够、再加之爆区周边和孔口顶部破碎的岩石,高温高压的爆轰气体携带较多碎石冲出炮孔,形成冲炮,产生飞石。（2）岩石结构不均匀，在断层、节理、软弱夹层等薄弱面时,爆轰气体通过薄弱岩层面集中冲出,导致过远的飞石或者前冲。（3）因爆破区域前排孔临空面下部被挖空,形成“伞檐”，导致局部抵抗线过小,岩体在破碎过程中,爆轰气体首先沿着最小抵抗线方向集中冲出，并携带破碎岩石，从而形成飞石。（4）两个爆区衔接距离较大，导致前排孔抵抗线过大,炸药爆炸的能量不能完全推动前部岩体,而是先从抵抗较薄弱的孔口迅速泄出,导致冲天飞石。
2爆破飞石安全控制标准
2.1重点防护建筑物的划定
经现场实地勘测，土石方开挖爆破在爆区周边需重点防护的原建筑物有：（1）原常态混凝土基础。（2）土石方施工主要区域。（3）高压线塔及高压线。（4）距左、右土石方基础300m范围内不拆除的永久附属建（构）筑物，或需拆除但建设期在临时使用的临时建筑物。（5）左侧土石方基础拌和系统基础开挖爆破影响范围内的建（构）筑物。
2.2爆破振动安全控制标准
通过进行大量现场爆破振动监测和数值仿真试验，对严寒条件对爆破振动衰减规律的影响机制进行研究，并分析了严寒条件下地表表层被冰冻传入建筑物的爆破振动波的频谱特性发生变化特征。分析发现如果仅考虑振动频率对建筑物的影响规律，对爆破振动的安全控制十分有利。
3土方石爆破施工的难点
（1）在道路运输相关规范中明确规定，为保护基础道路交通的安全运行，道路两侧严禁进行爆破作业施工，如果必要则需要采取相应的保护措施。由于该工程土石方爆破距离国道不足200ｍ，允许的爆破安全振动速度为05cm/s，大大增加了爆破施工的难度。（2）距离爆破区域90m处为安置房,164m处为200kv的变电站，280m处为某大型工程，人员比较密集，一旦爆破振动速度控制不当，就会造成严重的后果，很大程度上增加了土石方爆破设计参数选择的难度。（3）该工程土石方爆破范围较大，且岩石风化程度不一致，差异性非常大，也增加了爆破设计参数选择的难度。以上三点是该工程爆破施工的主要难度，因此需要严格、科学、合理控制爆破振动，并且要把振动速度要控制在0.5cm/s以下，才不会对周围建筑造成影响。
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4复杂地质岩基中爆破飞石的控制方法
4.1工程概况
某工程是一项大型土石方开挖平基工程，开挖方量约400万m3，同时也包括二号路的路基开挖工作。二号路路基爆破区域宽20m，长度约100m，与平场高程相比，相对高程－1.5m，钻孔孔深2～4.5m不等。进行二号路路基开挖时，周边已修建了大量的活动板房，作为项目建设指挥部。板房面积大，内设露天停车场、多个建设单位办公区。为保证施工进度，需要在2d内完成该区域爆破施工任务，同时,也需要最大限度保证周边区域安全。由于此区域周边情况复杂，必须采取合理的安全防护措施;而因工期紧张，加上常规防护措施布置时间又十分有限，因此,必须进行合理设计、精心组织、精准施工，从根源上控制爆破飞石的产生。通过组织相关人员论证后，决定从钻孔工序着手，对每个炮孔的地质情况进行探测，从而控制爆破飞石的产生。
4.2解决方案
第一，探明爆破区域地质条件。在爆破设计前应实地考察，掌握爆破区域的地质情况。在凿岩施工过程中遇到特殊地质条件如软弱夹层、溶洞时，应及时上报，禁止在特殊地质条件区域的不合格炮孔内装药爆破。
第二，合理设计爆破参数。爆破作业前应提前试爆，合理选择炸药单耗、炮孔间距、排距及最小抵抗线，若炸药量过少会导致开挖破碎不充分，而炸药量设计过大则极容易导致爆破飞石的产生，因此，确定适宜的爆破参数对预防爆破飞石事故的发生有着重要作用。
第三，提高炮孔堵塞质量。炮泥应采用合格的炮泥，自制炮泥应采用摩擦系数较大、较为密实且不夹杂碎石的泥土制成；应保障炮孔有足够的堵塞长度，以延迟爆轰气体溢耗，避免冲炮导致爆破飞石事故。
第四，做好现场控制工作。(1)为爆破区域内每台钻机配备1名技术人员和1名经验丰富的爆破员，与每1台钻机操作手随时保持沟通，并根据实时反馈的地质和钻孔情况调整钻孔参数。(2)在钻机大臂上粘贴标尺，以便随时根据标尺的指示确定当前钻孔深度。(3)对炮孔进行编号，根据大臂上的标尺确定炮孔内的泥层，软弱层，溶洞等非正常因素的位置及深度，绘制炮孔情况简图并附说明。(4)装药时，由两名经验丰富的爆破员以及1名技术人员，参照炮孔情况简图和实际地质情况共同确定每个炮孔的装药量和装药结构。(5)采用合理的毫秒微差延时爆破网路，逐孔起爆，减小相邻炮孔间的挤压作用。(6)对于风化或泥夹石非常严重的重点区域采取局部覆盖防护，防护设施尽量简单可靠，以满足工期要求。经过严密的控制钻孔作业，基本掌握了爆破区域的地质情况，对每一个炮孔的孔深、异常情况、起止深度等进行了详尽记录，为后续装药作业提供了有力支持。
第五，做好主动控制。根据对引起爆破飞石的原因分析，对爆破飞石在设计、施工中可采取措施加以主动控制，具体可采用以下措施：（1）选取适宜的最小抵抗线方向及数值，确定适宜的装药量。（2）保证堵塞长度不小于最小抵抗线值。（3）切忌药包位于软弱层、裂缝、混凝土接触缝附近。（4）堵塞要密实、连续，堵塞物中应避免夹杂碎石。（5）选用较低爆速炸药，采用不耦合装药，非连续装药等装药结构。
第六，严格执行爆破区域安全管理工作。在爆破作业人员中定期开展安全培训，增强作业人员的安全意识；爆破前对爆破区域进行合理的警戒，除作业人员以外严禁入内，清场工作应仔细，爆破前警报信号必须足够使警戒点及附近区域范围内所有相关人员听到。
4结语：
爆破飞石产生的主要原因在于爆破人员无法准确把握爆破区域地质情况。在充分掌握爆破区域的地质情况后，对爆破钻孔作业进行严密控制，为后续装药作业和爆破作业提供了有力支持，从而极大地减少了爆破飞石的产生。通过合理选择机械设备的撤离距离和停放地点，在进度与安全、风险与成本之间找到一个合理的平衡点，对一些规模大、工期紧的土石方工程和应急救援抢险有着重要意义。
参考文献：
[1]肖伟.爆破开挖飞石抛掷距离研究[D].江西理工大学,2017.
[2]邬耀生.控制爆破飞石措施的研究[J].黑龙江科技信息,2017(17):131-132.
[3]马运锋,裴茂才.复杂环境条件下爆破飞石防护技术[J].城市建设理论研究(电子版),2017(31):107-108.
论文作者:陈武熠1,张章2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/4
标签：飞石论文; 作业论文; 区域论文; 地质论文; 土石方论文; 钻孔论文; 情况论文; 《防护工程》2018年第28期论文;