浅析石方管沟爆破施工技术

浅析石方管沟爆破施工技术

胡韩

浙江吉星建设有限公司     浙江  杭州  315000

摘要：针对长输管道工程，在石方段开挖管沟时采用爆破施工，本文对爆破技术，炮孔布置，用药量计算，爆破安全验算，减少爆破危害，特殊地段石方爆破措施，炸药的安全运输、存储、使用，爆破安全警戒等做了详细的描述，对山区、石方地段管线施工有一定指导意义。

关键词：石方管沟；管沟爆破施工；爆破安全验算；爆破安全警戒

引言

一般情况下，长输管道石方段管沟开挖方式主要有两种，一种是机械破碎法施工，另外一种是爆破法施工，爆破施工又分静态爆破和炸药爆破两种方式，而炸药爆破根据敷设炸药方式不同，炸药爆破方法主要分为三大类，炮孔法、药室法、裸露药包法。机械破碎开挖法具有机械化程度高，人力资源消耗少，施工安全性好的优点。但对于完整性较好的岩体的破碎，效率低、成本高，且破碎过程中产生的粉尘及噪音造成较严重的环境污染、噪音问题。静态爆破效率低、爆破周期长，且针对连续石方段无凌空面供石方涨裂，不便于进行长距离连续石方爆破，不适用于长输管道管沟开挖施工，相对于前两种管沟开挖方式，炸药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、安全需求高等特点。在三种炸药爆破方法中，药室法适用于山体爆破、裸露药包法安全风险较高，因此现场采用炮孔法爆破开挖管沟成为长输管道施工工期、效益保证的一项有效手段。

1管沟爆破

管沟爆破采用风枪浅眼爆破为主，管沟两侧边坡轮廓线采用光面爆破技术，以开挖3m深度管沟为例，其炮孔布置及设计参数如下。

图1

（1）炮孔布置，见图1，两侧沿边坡的钻孔为光爆孔，中部两排炮孔为主炮孔。（2）炮孔超钻深度h，按0.1倍的沟槽开挖深度计算，h=0.3m。（3）炮孔间距、排距，炮孔间距a上部为1.2m，下部为0.6m；炮孔排距b=0.8m。（4）炮孔单孔装药量Q，Q=KabL，式中K为单位岩石耗药量，取K=0.8～1.0kg/m3，可根据岩石实际爆破效果进行调整。（5）边坡光爆孔线装药密度q，取q=150～200g/m，可根据实际爆破效果进行调整。（6）堵塞长度L，L≥b。（7）装药结构。主炮孔采用连续装药结构，每孔装两发非电毫秒雷管。边坡光爆孔采用间隔装药，可将药量分成2～3段，中间用堵塞材料间隔堵塞，每个间隔装药段均装单发非电毫秒雷管。（8）爆破网路。采用塑料导爆管非电微差爆破网路，同一断面上，主炮孔要先于光爆孔1～2个段别起爆，以便为光爆孔创造临空面，各排炮孔按起爆先后顺序从临空面方向向后依次微差分段起爆，使前排起爆炮孔为后排起爆炮孔创造临空面，以提高沟槽开挖爆破效果。当沟槽开挖深度大于3m时，可采用分层爆破方法，上层爆破开挖完成后，再进行下一层的爆破开挖。

2石方管沟爆破施工技术分析

2.1选择爆破方法

西部原油成品油管道工程第八标段石方段总长37∙0km地层石方以粉沙岩、泥岩、硬质岩等为主岩质坚硬管沟开挖采用爆破方法。石方爆破总的原则：保证西气东输管线的安全采取多打浅眼、少装药的爆破方法。平坦石方段管沟的最大深度为3∙0m距离西气东输管道较近采用浅眼爆破法。由于一次管沟难以成形分两次爆破局部成形不好的管沟采用小炮或大锤修整。在BB104～BB106桩之间管沟深度较深采用深孔爆破对于沟壁成形不好或搬运不动的大块石头采用浅眼进行二次爆破。

2.2成立爆破组织指挥系统

成立爆破组织指挥系统，设总指挥、副总指挥各一名，下设四个组，施工组、技术组、安全警戒组、群众工作组。施工组负责施工人员的调配、施工程序的安排；技术组负责爆破工作的各项技术工作，如装药、堵塞、起爆网路连接、起爆、爆后检查及瞎炮处理等各项技术指导工作；安全警戒组的任务是进行爆破作业过程中的安全警戒，起爆前人员和机械车辆的清理；群众工作组负责同周围村庄、单位、居民的联系、通知工作，以及应急救援和处理工作。

2.3安全保证措施

（1）建立指挥机构明确爆破人员的职责分工施工前要进行安全和技术交底并做好安全技术交底记录。（2）参加施工的人员必须戴好安全帽起爆时严格遵守起爆规程利用对讲机、哨声或号角准确发布警报使施工现场人员能够安全撤离。（3）重要的设备在爆破时要撤离现场。不能撤离的设备要加强保护可用铁皮、铁丝网、橡胶皮等材料进行保护。（4）露天爆破时如遇浓雾、暴雨、大风、雷电或天黑时均不得起爆。（5）在运输炸药、雷管时要办理准运证要使用专用车辆由专业押运人员押送。（6）炸药、雷管禁止在同一车辆运输并不得和其它货物混装严禁碰撞和挤压。（7）运输炸药、雷管的车辆除保卫人员外不得搭乘其它成员。（8）当天领取的炸药和雷管当天用完现场发放炸药和雷管时要有发放记录。未使用完的炸药和雷管要及时收回统一保管并由专人看管。（9）对于炸药、雷管的保管要使用铁皮房单独存放保持干燥、通风良好。炸药和雷管分开存放且库房要远离人群和重要的建筑物。（10）炸药和雷管一旦丢失必须及时报告当地公安机关和施工主管领导并追究渎职者的责任。

2.4爆后检查

由于可能存在迟爆、炮烟等危害人身的因素，爆后检查要求有一定的爆后等待时间。由起爆的爆破员或安全员进入爆区，检查是否有安全隐患，并及时制定处理措施。本工程规定爆后应超过15min，方准许检查人员进入爆破地点。爆后检查包括:通过堆积情况初步判定是否有盲炮、现场是否有残存的爆破器材、岩土爆破的岩石堆积状况是否稳定、边坡上是否存在危石、近建筑物及不能撤离的设备(包括天然气管道)有无损坏等。

2.5爆破安全警戒

（1）爆破工作开始前，在危险区边界设置明显标志并设置岗哨，其位置应能监视所有通往爆破区的道路，相邻岗哨可以通视。爆破警戒时，在警戒范围内的人员、牲畜、车辆等必须撤离。（2）爆破音响信号按如下三个阶段进行发布：①爆破前20min预告信号；②起爆前1min起爆信号；③爆破后的解除信号。（3）每次都必须同时发出音响和视觉信号，使危险区内的人员都能清楚地听到或看到。这些信号应事先让工地与周围居民了解。（4）大规模石方爆破开挖管沟前，为了验证技术方案的正确性，进行试爆，根据试爆结果调整技术参数。

2.5爆破危害控制

2.5.1优选爆破参数

为控制爆破飞石，应设法降低炸药单耗，认真校核最小抵抗线的大小、方向，装药量及堵塞长度等爆破参数。

2.5.2慎重选择炮孔位置

避免把炮孔布置在软弱松散夹层，断层、裂隙、破碎带部位。

2.5.3采用微差爆破

采用微差爆破不仅可以提高岩石破碎度，还可以降低爆破震动、空气冲击波和噪音。

2.5.4采用预裂爆破或开挖防震沟

采用预裂爆破或开挖防震沟，可以降低爆源与被保护建筑物之间的地震波的传播，达到减震的目的。

结语

长输管道施工中对于机械开挖困难，耗时耗力的山区、丘陵地段采用爆破技术松动石方再辅以机械和人工清理成沟，可以大大提高施工效率，保证工期。对山区、石方地段管线施工有一定指导意义。

参考文献

[1]张宪堂,高文乐,张金泉等.天然气管道沟槽石方爆破开挖技术研究[J].岩土力学,2006(S2):1045-1049.

[2]刘殿中．工程爆破使用手册M，北京．冶金工业出版社，1999。

[3]《爆破工程》(第二版)，冶金工业出版社，北京，1999－06出版。

[4]《全国土岩爆破会议文集》，冶金工业出版社，北京，1980.