大型机场总承包项目不停航施工爆破措施

邹明龙 陈晓伟 谭建国

中国建筑第八工程局有限公司西南分公司 重庆 4011335

【摘要】随着我国大型机场项目建设的不断发展与进步，不停航施工也越来越多的运用于机场项目的扩建与改造。在进行扩建与改造时，往往需要采用爆破的手段来处理坚硬的岩层。本文根据重庆江北机场T3B航站楼项目已实施的不停航施工爆破措施为例，希望给同类工程项目提供一个借鉴方案。

【关键词】大型机场；不停航施工；爆破

1 工程概况

重庆江北国际机场T3B航站楼项目为大型公共交通建筑，设计为1类机场航站楼，4F级，建筑耐火等级为一级，建筑面积约为35万m²，建筑物最大高度约为41.7m。它将满足3500万年旅客吞吐量。

本工程基坑开挖土石方共计69万m³，需爆破方量约39万m³。爆破主要区域为中部大厅地下-7～-18m，地层岩性主要为砂岩，强度高，基坑安全等级为一级。

2 爆破重难点分析

（1）爆破施工安全要求高

本工程处于江北机场第二跑道与第三跑道之间，且临近机场航空管制塔台，安全管理要求高，要求不允许爆破飞散物进入飞行区及爆破振动不能影响周边场道等机场设施的正常状态，爆破产生的噪音粉尘等不能影响机场的正常运行，因此爆破控制要求高，一次爆破规模不能太大。

（2）基坑边坡分布范围较大，基坑开挖最大深度约18米。

3 施工现场环境情况

地面周边环境情况如下：

北面：距围界262米，上部为货运汽车通道，下方隧道为本工程出入通道。

南面：距围界721米，为草坪空地，钢筋混凝土结构空管指挥塔，754米为T3A航站楼停机坪。

西面：距围界182米，为滑行道，510米为江北机场第二跑道。

东面：距围界186米，为滑行道，540米为江北机场第三跑道，其中风向塔（气象站）位于第3跑道与滑行道之间，距T3B航站楼基坑开挖边缘443米。

周边环境如图3.1-1。

图3.1-1 周边环境

4 具体爆破措施

根据机场不停航安全要求结合当前经济、技术条件、场地环境条件，规定距离飞行区钢丝网围界200米外采用控制爆破，200米内采用机械开挖法相结合的方式。

控制爆破开挖法是指采用凿岩爆破的方式，在开挖体上均匀钻凿炮孔，再往炮孔中装填炸药，利用炸药爆炸时释放的能量做功，使开挖体破碎、分解的开挖方法。爆破开挖法具有施工效率高、成本低、适用条件广泛、便于大规模、大方量开挖等优点，其缺点是专业程度高、技术要求高、需要采取一定的安全防护措施。爆破开挖法适用于各种环境、岩体介质的开挖，在经验丰富的专业技术人员的指导下与采取有效防护措施的情况下，爆破负面效应（爆破振动、飞石等）完全可以控制在允许范围之内。

4.1 转孔布置形式

采用梅花形垂直布孔，钻孔每次布置3～5排。炮孔布置形式见下图所示。

图4.1-1 采用梅花形布孔

图4.1-2 钻孔台阶立面图

图中：

H--台阶高度，L--钻孔深，B—前排孔至坡边缘安全距离，a—孔距，b—排距，W1—底盘抵抗线，h—超钻深度，L2—装药长度，L1—堵塞长度，а—坡面角。

4.2 炮孔装药及填塞结构

采用炮孔下部装填炸药，上部岩粉填塞的连续装药结构，装填结构示意图如下：

图4.2-1 连续装药结构示意图

4.3 爆破网路设计

1 电爆网路设计

50mm孔径炮孔及在条件好的区域（杂散电流小于30mA,300米内无保护物时），拟定采用瞬发电雷管起爆网路，采用串联连接形式，用200发电容式起爆器起爆，详细见电爆网路图，规定一次起爆瞬发电雷管不超过50发，一次齐爆药量75kg。

起爆网路系统准爆性验算：

串联电路的电阻： R=R1+mR2

式中m表示串联成一组电雷管个数，在这里m=100；

R1主线电阻；网络采用0.75 mm2绝缘铜线，其电阻20欧姆／100 m。取R1=20欧姆；

R2单个电雷管电阻；目前市场所购的电雷管电阻值约为5.6欧姆；

因此，串联起爆电路的电阻： R=R1+mR2 =20+50*5.6=300欧姆

MPB---200起爆器起爆时输出电压U起爆=1800V；

通过电路总电流：I总= U起爆／R,

因此I总= U起爆／R=1800V／300欧姆=6安，大于爆破安全规程规定的直流电安全起爆电流不小于2安的规定，计算结果表明网路安全，可以安全起爆。

电雷管起爆网路示意图如下：

图4.3-1 电雷管起爆网路示意

2 导爆管雷管毫秒延时起爆网路设计

在保证场地平整开挖质量、进度和成本控制的前提下，为最大限度的减少施工对周边建、构筑物、环境和人员的影响，在杂散电流大于30mA或环境条件不好时及70mm孔径炮孔采用导爆管雷管毫秒延时起爆网路，尽量减小最大单响药量，最大单响约6孔*3kg/孔=18kg，控制一次起爆孔数约100个，一次起爆最大药量300kg。

设计采用孔内内装高段（11段），孔外3段延时接力的导爆管起爆网路，延时时间50ms。

图4.3-2 导爆管雷管毫秒延时起爆网路设计

4.4 露天爆破试验炮设计

由于本项目岩石强度为13～57.4MP,故选取环境良好远离建筑物及设施的地点进行试验炮作业，根据实际情况选择T3B主楼基坑进行露天爆破试验，爆破参数选取详见设计参数表。

表4.4-1 Φ50孔参数表

表4.4-2 Φ70孔参数表

试炮时炸药单耗按从低到高的原则，先小药量，逐渐至岩石松动挖掘机易开挖又不出现飞石时即为最佳药量。

根据上述孔排距，根据不同岩石强度炸药单耗按下表选取：

表4.4-3 不同岩石强度炸药单耗

5 爆破安全措施

5.1 爆破飞石的防护

本工程控制个别飞散物的主要技术措施如下：

距离飞行区钢丝网围界200米内不爆破。

（1）选择合理的爆破孔网参数和炸药单耗，采取密孔布置和低单耗，以松动为原则；

（2）此工程采取堵塞长度大于最小抵抗线，堵塞长度等于最小抵抗线1.2—1.5倍，最小抵抗线方向不指向跑道等保护物方向；

（3）保证填塞长度和填塞质量，孔内有水时，采用细瓜米石等抗水材料；

（4）为确保飞行区不受影响，在重点部位（边角无临空面、水孔、距跑道距离近区域）炮孔上方采用专用胶皮炮被（规格：长2米、宽1米、厚0.005米）进行覆盖防护；

5.2 爆破扬尘控制措施

（1）爆破前洒水。

（2）适当减少一次爆破规模。

（3）爆破时避开大风等恶劣天气。

（4）沿基坑临边围挡布设喷雾降尘装置。

（5）设置移动式雾炮机，机动性能强，可以覆盖任何降尘区域喷雾降尘，不受场道路限制，对于固定喷淋无法覆盖的区域，可独立完成操作。

5.3 飞行区的保护措施

（1）控制台阶高度和孔深

根据飞行区最近处与爆区的距离182米，距飞行区200米内不爆破，200米外采用浅孔台阶松动爆破的作业方式，台阶高度2.5米，孔深不超过3米。

（2）控制单孔装药量和一次起爆药量

根据飞行区滑行道混凝土道面的载荷、承受压力以及国内类似相关工程的经验数值、取道面爆破振动的安全允许值为：V=2.0cm/s，风向塔、塔台爆破振动的安全允许值为：V=0.5cm/s，以此来严格控制单孔装药量及一次起爆药量，本次实际取最大单响药量不超过75kg，一次最大起爆药量不超过300kg。

（3）增加爆破区域临空面，避开爆破振动最大区域。

爆破时振动最大的区域是爆区的后面，两侧次之、临空面最小但是产生飞石最多区域，所以爆破时尽量将飞行区场道的位置处于爆破区域的侧向方，采取台阶式爆破能有效降低爆破振动，增加每个炮孔的临空面降低振动。

（4）不同爆破区域的爆破协调

每次爆破时不能同时起爆两个及两个以上爆破区域，为避免同时起爆造成地震波叠加，上一个爆破区域爆破结束，下一爆破区域在警戒到位且确认安全后方可起爆。

6 结束语

对于扩建机场项目，安全是重中之重。本项目通过具体的措施解决了不停航施工爆破作业难题，既保证了施工进度又确保了施工安全。