岩溶区中深孔台阶控制爆破技术在城镇爆破中的应用探究

岩溶区中深孔台阶控制爆破技术在城镇爆破中的应用探究

刘登科 ,彭永根 ,刘天鹏

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摘要：随着区域经济的快速发展，城镇爆破得到广泛应用。城镇爆破周边道路、楼房环绕，人员车辆众多，环境极其复杂，易发生爆破伤害事故。当爆区内存在岩溶时，事故率倍增，本文研究了施工准备、钻孔、装药、安全防护四个方面对岩溶区中深孔台阶控制爆破施工安全的影响，结果表明细致规范的施工准备、科学精准的钻孔工艺、先进精确的装药结构和周密有效的安全防护措施对降低及规避爆破伤害事故有重要意义。

关键词：岩溶区；施工方案：爆破有害效应；安全措施

引言

岩溶是指可溶性岩石（碳酸盐岩、石膏、岩盐等）受到含有CO2的流水的化学溶蚀作用以及冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用而形成的特殊地貌，往往呈奇特形状，有洞穴、溶洞、峭壁、石沟等形态。在岩溶区邻近边坡岩体爆破开挖施工中，岩溶构造的存在不仅会降低炸药爆炸的能量利用率，影响爆破效果，产生较多的大块及爆破根底，也会诱发严重的爆破飞石事故，不利于施工质量、进度、安全与成本控制。研究岩溶发育情况下的邻近边坡轮廓岩体爆破开挖特性，对保障岩溶区岩体爆破开挖工作安全、经济、高效地开展及提高边坡轮廓成型效果具有极为重要的意义。

一、爆破技术准备

施工资料方面：首先搜集项目水文地质资料，翻阅地质勘查报告，研判地质构造对爆破施工影响，其次认真熟悉工程图纸，待施工区域土方清理完成后，进行石方测量，与设计施工图对照，对工程量进行进一步复核。

人员方面：首先应依据现场施工的实际情况对人员进行合理的安全生产分组，确定现场安全负责人和现场安全员，保证施工的各项技术资料与施工过程同步，并及时进行技术交底的。其次爆破公司应足额配齐“四大员”（爆破员、安全员、保管员、工程技术人员），人员需持证上岗，作业过程中严格遵守国家及行业相关法律法规和标准规范，严格按章作业，现场安全员需恪尽职守，做好监督检查工作，确保施工安全。最后钻孔班组必须具备类似工程施工经验，人员具有丰富从业经验。

设备设施方面：为保证爆破作业满足施工进度要求，需提前安排设备、人员进场，并将各设备安放到指定位置，同时要做好专业设备使用的培训工作，各项安全防范措施要到位，以确保爆破施工安全进行。

二、岩溶地质钻孔、成孔技术

利用科技手段确保钻孔精度和成孔质量：风洞潜水器钻孔遇到岩溶地质时容易发生卡钻、坍塌等现象。为保证钻孔精度和钻孔质量，需准确确定施工区域内溶岩的分布规律、形态特征，可采用低频天线穿透雷达和断层扫描（CT）进行探测，确定地下岩溶洞穴的分布范围、深度、大小，利用GPS定位器、红外导向器进行对钻孔点进行定位，对钻孔走向进行预测。因岩溶区相对破裂，当钻头到达溶洞区域时，很难形成连续平整的弧形孔壁。要遵循“钻头转动磨盘和套索时，停止给风。钻头钻进时正常给风。”的钻孔要求。

在钻孔的过程中无需对钻孔情况进行观察或记录，钻孔完成后可通过侧吊悬挂法检查成孔情况。具体方法如下：将挂有测量物的测量线放入炮孔中，在炮孔中缓慢下降或拉起悬挂物过程中，如果不顺利或者卡孔，说明该处存在问题，需要记录异常位置和长度。

三、装药结构优化

根据炮孔类型（主爆孔、缓冲孔与轮廓孔）及溶洞的位置和尺寸，选择合理的炮孔装药结构。对于未穿越溶洞，距离溶洞较大的主爆孔、缓冲孔及轮廓孔，按照爆破设计正常装药。

当炮孔穿越溶洞且溶洞尺寸较小（边长小于1m)，采用分段间隔装药结构。以溶洞为界将炮孔分为上段炮孔和下段炮孔，在上段炮孔中，自孔口至岩洞顶部依次为孔口堵塞段、溶洞上段炸药和上段封堵段；在下段炮孔中，自溶洞底部依次为溶洞下段封堵段与下段炸药；在上段炸药和下段炸药段分别布置起爆雷管。实际施工中，首先根据溶洞的大小及分布信息，并结合炮孔参数，确定下段炸药长度、下段封堵段长度、上段封堵段长度、上段炸药长度。完成溶洞下段装药后在溶洞与下段炸药之间用岩屑填充，形成下段封堵段；接着放入支撑杆并在支撑杆的上方设置间隔袋，支撑杆与间隔袋形成支撑结构，实现上段炸药和下段炸药的分隔；最后，溶洞与上段炸药之间用岩屑进行填充，形成上段封堵段，并利用吊绳辅助进行上段装药。

对于穿越溶洞的轮廓孔，实际施工中上段炸药与下段炸药均绑扎在竹片上，溶洞位置不绑扎炸药，将一定长度的柔性间隔物分别绑扎在溶洞顶部与底部的竹片上，不设置封堵段。溶洞周围的炮孔，要根据炮孔位置和溶洞位置采用间隔装药、减弱装药或不装药的方式避免炮孔抵抗线过小出现飞石现象。

填塞填料的选择要根据溶洞周围地质情况来确定。溶洞含水时，选用湖壁填料。当溶岩区石料的破裂程度较大，选用水分适宜的三元组土作为湖壁填料，当溶岩区石料的破裂程度较低，选用水分适宜的黏土作为壁填料

四、爆破安全技术措施

本着“安全第一、预防为主”的原则，爆破作业前需提前制定安全技术措施，具体技术措施如下：民爆物品的申请、运输、到场装卸、发放使用及销毁等工作严格按《爆破安全规程》中的相关规定执行。炮孔装药量、填塞长度和质量均按照设计执行；爆破作业人员要持证上岗，并提前在爆破区设置爆破公告、施工公告及安全警示牌，无关人员不得进入爆破区域；电子雷管及炸药要间隔25m分开单独存放，并由指定的专人对临时存放的民用爆炸物品进行看管；爆破网络按设计连接并解除紧密良好，装药过程中要用木质长棍辅助装药，不得使用金属长棍，以免发生危险；爆破员需要对电子雷管及起爆器材进行轻拿轻放；现场爆破人员需要穿非化纤材质工作服，不可随身携带手机及对讲机。

五、岩溶地区爆破技术注意事项

①完善现场检点：建立现场监督和随机抽查机制，将各个工序的责任细分到现场人员，并结合现场情况编制相应的工序质量检查记录，要求爆破人员按照技术、培训要求和施工工艺对爆破现场各项流程进行检查。②加强技能培训：对现场作业人员进行岗前培训并做好培训记录，爆破人员需进行专业技术培训并考核合格后持有效的爆破资格证进行爆破作业，确保其操作技能达标；③保证填塞高度：现场作业人员在装药时要携带测量工具，对装药剩余高度进行测量，在装药超量时要及时向现场负责人报告。并做灌水处理，确保每炮孔均按照破设计要求填塞；④提高钻机成孔精度：在往期的现场施工中，便携式钻机钻头成孔时存在钻杆抖动严重、操作复杂、难以控制的弊端，造成炮孔倾角误差较大，无法满足精准布孔的要求，因此使用精度较高的分体式潜孔钻机进行钻孔作业⑤炸药合理选型：根据爆破设计原则，硬度高的岩石需要使用高能炸药，其中石灰石强度系数为10 - 12，要通过论证选择合理的炸药模型。⑥调整炮孔间距：考虑到溶洞附近各个炮孔的最小抵抗线发生变化，要根据溶洞大小位置走向对溶洞周边炮孔间距进行调整。⑦优化雷管顺序：在岩溶区域进行爆破作业时，因为现场岩石状况较为复杂，对炮孔的延时要求较多，经综合考量选择延时精度更高，稳定性更好的电子雷管作为起爆雷管。⑧调整起爆时间间隔，原施工爆炸间隔时间为35 - 45ms，针对地质情况和爆炸方案，通过多次试验，最佳间隔时间为45 - 60ms。⑨进行岩石强度试验：在进行爆破施工前，在每一切割面取岩石岩心样品，进行单轴压缩试验，准确掌握其硬度。

结束语

爆破作为当前最快捷有效的岩石破碎方式，被广泛应用于工程实践中。爆破所产生的有害效应，是制约行业发展的主要因素。爆破事故也一直受到社会各界关注。爆破有害效应的理论及控制技术研究，已成为力学界与工程界的研究热点之一。将精细爆破技术运用到岩溶区爆破施工中，同时动态化调整爆破参数对成功实现场地爆破平整产生了积极作用。

参考文献

[1]孙超，赵建锋，孙山尊，等.基于实测数据的青岛硬岩地铁隧道爆破施工振动影响范围研究[J].市政技术，2021，39(1)：53-56.

[2]黄伟.复杂环境下石方控制爆破施工技术[J].工程技术研究，2021，6(3)：35-40.