深基坑爆破开挖技术的现状与发展建议

深基坑爆破开挖技术的现状与发展建议

陆楠刘全超胡军

沈阳消应爆破工程有限公司辽宁沈阳110136

摘要：随着城市建筑物高度越来越高，这就必然要求地基深度加大，由此爆破开挖技术在深基坑工程中的应用越来越广泛。鉴于爆破开挖技术在工程建设中的使用愈发普遍，本文就围绕深基坑工程的爆破开挖技术对其现状和发展建议进行阐述。

关键词：深基坑爆破；现状；发展建议

引言：

由于城市资源的紧缺，越来越多的地下空间被开发出来加以利用，建筑物高层化，地基不断加深，深基坑工程的发展规模不断扩大。但是由于其工程难度和工程量的加大，传统的机械开挖的方法早已难以满足需求，因此爆破开挖技术应运而生并且迎来其发展的春天。

1.深基坑爆破概述

利用炸药爆炸瞬间产生的能量破坏物体的原构造，并且为了实现工程目的而采用的药包的配置和起爆方法的一个工程技术。这种技术在数学、力学、物理学、化学、材料力学、工程学、工学等各种各样的学科中，目前爆破技术常用于基坑和土石方的开挖工程中，根据建设工程的地质概要，选择合理的爆破方案，将深基坑挖出的土体爆破而设计的土方的挖掘法。根据炮孔的深度，爆破有浅孔的爆破和深孔的爆破，浅孔的爆孔就多用于岩石深基坑。事实上，由于深基坑的爆破技术是控制爆破技术应用的具体领域之一，因此把它作为岩土挖掘控制爆破技术更为合理一些。

2.深基坑爆破开挖技术现状

2.1垂直爆破开挖

垂直爆破开挖技术虽然常常受制于当地的地形地质情况，尤其是在岩石完整地层狭小区域的深基坑，通过在岩层上垂直凿孔装放炸药进行开挖的技术称为垂直爆破开挖技术。在从施工工期和成本两个方面将垂直爆破开挖技术与放坡爆破开挖技术进行比较后，不难发现垂直爆破开挖明显比传统的放坡爆破开挖技术所需要的工程成本低，施工工期也更短一些。因此在同等施工能力条件下，垂直爆破施工工艺相比于传统的放坡爆破工艺更为合理。此外垂直爆破开挖技术也可用于深水下的桥梁墩台深基坑的开挖，垂直爆破开挖技术有种种优势，正普遍被应用于深基坑爆破工程中。

2.2微差爆破技术

又称为延期爆破技术，主要体现在起爆技术的延时，这便使爆破按设定的顺序进行。将它可用于超深基坑分层开挖中。微差爆破是科学合理安排起爆时差和起爆次序的爆破技术，由于爆破的时间的短暂性，采用微差爆破进行爆破工作可以减少空气冲击波强度、地震波以及爆破大块率，缩短碎石飞行距离。其减震效果良好，因此又为爆破方案的优化提供了一个更好的选择。随着孔间延时优化技术研究不断的深入，精确延时爆破技术也渐渐进入人们的视野，引起了人们的关注。它目前在城市地下地铁隧道的钻爆、边坡的开挖工程中备受欢迎。

2.3拉槽爆破与深孔爆破

根据掏槽方式不同可将拉槽爆破分为直眼掏槽和斜眼掏槽，拉槽爆破最早用于煤矿巷道掘进工程中。经过逐步改良后，正逐渐用于建筑深基坑开挖中。施工人员可以从基坑短侧边进行掏槽爆破创造新的自由面，也可以从基坑中断面进行掏槽爆破创造自由面，从而为深孔和浅孔爆破增加作业面。掏槽的形式根据基坑所处的地形条件和断面形式，大部分是V字型。待深孔或浅孔爆破完成后，采用光面爆破可以保证基坑坡面平整，从而在最大程度上减少对基坑周围岩体的扰动。

2.4预裂爆破技术

预裂爆破技术也称为光面爆破技术，指的是进行石方开挖时，在主爆区爆破之前先沿设计轮廓线爆出一条有一定宽度的裂缝。该裂缝可以缓冲、反射开挖爆破的振动波，控制其对保留岩体的破坏程度，使之获得较平整的开挖轮廓。预裂爆破不仅在垂直开挖壁面上得到广泛应用，在很多不规则的曲面、扭曲面、以及等也都采用预裂爆破。预裂爆破非常适用于稳定性差缺需要控制开挖轮廓的软弱岩层。在一些深基坑爆破工程中，要先对基坑周围的岩石土体进行预裂爆破，这样可以保证基坑内侧壁平整，产生的裂缝可将坑壁围岩隔离开从而减少扰动。有一些位于山区的桥梁拱座深基坑，由于临空面高且陡，极可能诱发落石和崩塌，这种情况就常采用带缓冲层的预裂爆破技术。缓冲层的主要作用就是对爆破影响范围区建筑物进行防护。避免飞石对其造成损害。

2.5柔性垫层保护层爆破

这种爆破技术指的是，在水工建筑深基坑开挖时，为了使基岩面完整并且岩体不受过大的损伤，将柔性材料缓冲垫层设置在炮孔底部以减少爆炸产生的冲击波对岩石的损伤，这种爆破方法称为柔性垫层保护层爆破技术。目前常用的常用的柔性材料有:竹筒，岩石屑，泡沫颗粒，锯木屑等。据爆破效果分析发现，其中泡沫缓冲减震效果最好，波阻抗最小。但需要特殊订做成一定规格。竹筒效果次之同时也需要有专门的加工。锯末的效果又次之，但是其具有经济且便于施工的优势。木材效果最差，最不推荐。因此，柔性缓冲材料使用锯木屑最为合理。

3.深基坑爆破开挖技术发展建议

目前我国在深基坑开挖方面虽然已经取得一定成绩，现代化破碎岩石机械研究进展快速，水射流辅助机械破碎岩石技术、粒子射流冲击破岩技术等都展现出了广阔的发展前景。但是这还都处于研究的初期阶段，很多技术尚不成熟，爆破开挖技术仍然是现在使用的主流方法。但是深基坑爆破开挖技术发展仍存在诸多问题，深基坑爆破理论研究和优化设计实践相脱离，炸药的填装方式和起爆器材的研发相对落后，复杂环境中爆破开挖安全控制不到位等。由于近年来爆破开挖工程屡有工程事故发生，在此对我国深基坑爆破开挖技术的发展有几点建议。首先，借鉴先进国家先进地区的深基坑爆破开挖的成功经验，要根据不同的深基坑地质条件简历具有针对性适用性的数据库，用来记录爆破关键设计参数，从而优化设计，提高效率。技术人员还也可以针对是你基坑爆破研发专用的软件，大力推广深基坑爆破理论和实践相结合。其次，加大对不同爆破技术的研究力度，例如空气间隙装药的爆破技术就是通过改善装药结构研发出的。还可以研究高精度的电子延期雷管，在普通延期雷管的基础上逐步取代索起爆，推广可提高深基坑爆破技术的可控性和安全性的微电子技术雷管。此外，深基坑爆破开挖工程必须严格遵守国家相关规定，爆破过程产生的振动速度必须符合《爆破安全规程》所要求的安全振动速度，根据爆点与邻近建筑物之间的距离，必要时候设置减振孔。在计算飞石安全距离时，一定要选择足够大的临空面，并防护基坑周边土体。利用信息智能化监测系统，通过检测爆炸前后岩体的力学响应，及时反馈动态化的施工信息，积极开展爆破开挖的安全控制。

4.结束语

综上所述，在当前我国建筑物高度越来越大的背景下深基坑工程已经大规模深层次发展起来。由于深基坑工程的施工难度大工艺繁琐的同时又必须精确和严谨，这就对深基坑爆破开挖技术提出了更高一级的要求，本文对当前深基坑爆破技术的应用现状进行探析，针对深基坑爆破开挖工程中存在的一些问题提出建议，以期深基坑爆破开挖技术取得实质性突破。

参考文献：

[1]张文龙,陈少辉,郑文富.复杂环境下某深基坑爆破开挖技术应用[J].采矿技术,2017,1706:93-95+108.

[2]方腾飞,李永涛.深基坑爆破开挖技术的现状与发展建议[J].江西建材,2018,03:58+60.