挖方工程中爆破施工安全設(shè)計(jì)及保障措施

■李 忠

（福建路信交通建設(shè)監(jiān)理有限公司，福州 350001）

0 前言

挖方工程爆破施工是工程建設(shè)中常見的手段，在房建、隧道開挖和公路路基工程建設(shè)中發(fā)揮了巨大的作用。在實(shí)際爆破施工中，因施工環(huán)境的復(fù)雜化及爆破施工過程中存在許多不安全因素，如果不能對這些不安全因素進(jìn)行正確識別和有效控制，極有可能造成人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失事故屢有發(fā)生，因此，有必要探討在挖方工程中爆破施工的安全性，加強(qiáng)爆破工程施工的過程控制，從而構(gòu)建完善的工程爆破施工安全體系，促進(jìn)工程爆破施工的順利開展。

1 工程概況

該工程位于原福銀高速公路1號隧道和2號隧道之間，地處閩侯縣鴻尾鄉(xiāng)，通過連接線與G316國道相接。工程作為轉(zhuǎn)換交通的重要節(jié)點(diǎn)，承載著緩解附近地區(qū)交通壓力的重要使命。經(jīng)現(xiàn)場勘查，爆破區(qū)南側(cè)緊鄰高速公路，距離10kV高壓線電桿最近26m；距離某廠房最近41m；距離某運(yùn)營商通訊站50m；距離簡易工棚88m。爆破區(qū)西側(cè)為項(xiàng)目部工棚，距離為324m，距離某公司為335m，與1號隧道距離552m。在爆破區(qū)的北側(cè)為山體。由此可見，爆破施工環(huán)境較為復(fù)雜，周邊存在較多建筑物，根據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB 6722-2014）中4.1條文規(guī)定，本工程應(yīng)屬環(huán)境復(fù)雜的作業(yè)區(qū)。

2 爆破方案設(shè)計(jì)

根據(jù)工程現(xiàn)場實(shí)際情況，并結(jié)合爆破施工設(shè)計(jì)方案，本項(xiàng)目爆破施工由西向東推進(jìn)，每次爆破時(shí)最小抵抗線方向應(yīng)朝向空曠無人地帶，嚴(yán)禁朝向福銀高速公路方向。在爆破方法的選擇上，由于建筑物距爆區(qū)較近、環(huán)境復(fù)雜，采用淺孔精細(xì)爆破與中深孔微差控制爆破相結(jié)合的松動(dòng)爆破方法施工，并采用非電毫秒延時(shí)起爆網(wǎng)路起爆。嚴(yán)禁爆后大塊石頭使用炸藥、雷管解小。

爆破施工過程中，會(huì)產(chǎn)生爆破有害效應(yīng)，有害效應(yīng)有爆破振動(dòng)、飛石、沖擊波、有毒氣體及粉塵等。對于本工程而言，因毗鄰山體，有害效應(yīng)主要是爆破振動(dòng)、飛石和產(chǎn)生的滾石，因此對爆破施工需要的藥量及影響范圍需進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。

（1）爆破振動(dòng)計(jì)算

《爆破安全規(guī)程》（GB 6722-2014）中對不同建筑物的安全允許振速及自振頻率都有明確的要求，因此，放炮時(shí)振動(dòng)速度不能超過規(guī)程中的規(guī)定，對振動(dòng)速度的控制可通過控制每一炮的最大一段起爆裝藥量進(jìn)行控制。

裝藥量計(jì)算公式如下式（1）：

公式中，Qmax為一次起爆的最大允許裝藥量，微差起爆最大一段允許裝藥量，kg；V為保護(hù)建筑物的允許安全振速，cm/s；R為爆破邊緣至保護(hù)建筑物距離，m；K、α為與爆區(qū)地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)與衰減指數(shù)，K=150、α=1.5。

根據(jù)表1所述標(biāo)準(zhǔn)和爆破點(diǎn)與建筑物之間的距離計(jì)算出最大一段起爆藥量，控制最大一段起爆藥量不超過計(jì)算值，則能夠保證爆破區(qū)周邊建筑物的安全性，經(jīng)過計(jì)算，一次起爆藥量應(yīng)控制在500kg以內(nèi)。

表1 不同建筑物和不同距離上的Qmax計(jì)算值

同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場施工環(huán)境和保證高速公路通行安全的要求，并結(jié)合爆破作業(yè)施工技術(shù)特點(diǎn)，爆破施工單位制定爆破作業(yè)方案：距高速路10m內(nèi)不得采用爆破施工，采用機(jī)械開挖；距高速路10～43m內(nèi)、某企業(yè)鍋爐房90m內(nèi)只能采用淺孔精細(xì)松動(dòng)爆破方法施工；距高速路大于43m、距離某企業(yè)鍋爐房大于90m方可采用中深孔微差控制爆破方法施工。

（2）爆破飛石計(jì)算

飛石計(jì)算公式如下式（2）：

公式中，Rf為爆破飛石安全距離，m；Kf為安全系數(shù)，取1.5；n為爆破作用指數(shù)，取0.85；W為最小抵抗線，淺孔取1m，深孔取3m。

則：Rf淺孔=20×1.5×0.852×1=21.675m

Rf深孔=20×1.5×0.852×3=65.025m

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，在加強(qiáng)多層覆蓋后，人員放炮的安全警戒半徑最小抵抗線方向按150m，其余方向按100m設(shè)立。

3 爆破工程安全管理措施

爆破安全管理包括人員管理、施工管理、實(shí)施過程的組織與管理、爆后檢查等內(nèi)容，是爆破安全計(jì)算具體的措施的貫徹落實(shí)的過程。因此，爆破施工必須做到精心設(shè)計(jì)、精心施工、精心組織，只有科學(xué)管理，才能保障爆破工程的安全、高效、可靠。

（1）爆破準(zhǔn)備工作安全管理

在爆破施工前，應(yīng)提前對施工工況，爆區(qū)附近200m內(nèi)的建筑物仔細(xì)了解，同時(shí)，還應(yīng)對施爆安全影響因素進(jìn)行識別和控制。為了保證施工效率和施工安全，嚴(yán)禁使用不合格的導(dǎo)爆管、雷管。同時(shí)，在制作起爆藥卷時(shí)，必須炸藥新鮮，無存在滲油或超過保存期等現(xiàn)象。制作好的起爆藥包應(yīng)進(jìn)行編號，注明藥量，雷管延時(shí)段別，并分開存放。炮孔的裝藥量應(yīng)準(zhǔn)確無誤，不得擅自加量或減量。此外，在任何情況下，鉆孔的堵塞長度都不應(yīng)小于1.2倍的最小抵抗線。

施爆前，技術(shù)人員應(yīng)對爆破網(wǎng)路聯(lián)接情況進(jìn)行檢查，確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行裝藥聯(lián)網(wǎng)，此時(shí)，施工現(xiàn)場應(yīng)由現(xiàn)場技術(shù)人員劃定警戒范圍，并禁止無關(guān)人員進(jìn)入裝藥警戒線內(nèi)。在本項(xiàng)目中，警戒線半徑為10m，使用警戒帶隔離，并指派專人負(fù)責(zé)警戒。

（2）爆破過程安全管理

爆破施工時(shí)，必須對炮孔加以砂袋、車胎簾、漁網(wǎng)多層覆蓋，嚴(yán)格控制爆破飛石，避免飛石傷及被保護(hù)物，如圖2所示。

圖1 多層覆蓋示意圖

每次放炮前，要在安全警戒范圍周邊布置人員安全警戒點(diǎn)，爆區(qū)警戒范圍內(nèi)所有人員必須撤離，禁止人員誤入放炮區(qū)域。爆破后等待時(shí)間不少于5min，檢查人員方能進(jìn)入爆區(qū)檢查，確認(rèn)安全后，方可恢復(fù)施工。如果出現(xiàn)盲炮，應(yīng)及時(shí)排除，在未排除前，警戒線不得撤除。為了保障既有高速公路的通暢，爆前必須發(fā)布爆破通告即爆破期限、時(shí)間、警戒信號、警戒范圍，爆區(qū)四周及通往爆區(qū)的各個(gè)路口應(yīng)設(shè)立醒目的警戒牌，且應(yīng)在福銀高速鴻尾Ⅰ、Ⅱ隧道進(jìn)出口外設(shè)置爆破施工公告牌，提醒過往車輛減速、變道慢行警示。此外，為避免天氣因素對爆破施工造成影響，禁止在大霧、雷雨天、臺(tái)風(fēng)天等惡劣天氣進(jìn)行爆破作業(yè)。

（3）爆破區(qū)高速公路通行安全保障

在本工程中，高速公路緊鄰爆破區(qū)，且該高速公路是區(qū)域交通的重要通道，因此，為保障高速公路通行安全，首先，爆破期間聘請有資質(zhì)的第三方測振單位和地基沉降檢測機(jī)構(gòu)對爆破和高速公路沉降進(jìn)行檢測，并在爆區(qū)與高速公路之間搭建雙層防護(hù)排架 （長度超過爆區(qū)兩端各5m，高6m），使用Φ8mm的鋼筋對排架進(jìn)行固定，能夠有效防止臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣對排架的影響導(dǎo)致事故發(fā)生，同時(shí)，排架起到遮擋飛石的作用。為了預(yù)防和控制爆破時(shí)山體滾石，沿防護(hù)排架的底平堆壘高2.0m，寬1.5m的擋土墻沙袋，長度超過爆區(qū)5m，嚴(yán)防滾石滑入高速公路路面影響車輛通行，如圖2所示。

圖2 防護(hù)排架立面圖

距福銀高速公路43m處采用淺孔精細(xì)松動(dòng)爆破方法施工，爆破時(shí)，用砂袋、車胎簾、漁網(wǎng)等對爆體進(jìn)行全爆體覆蓋，并加壓鋼板。經(jīng)與路政部門協(xié)商，為了不造成高速公路擁堵，故而爆破時(shí)間點(diǎn)選擇在一天車流量較少的中午13：00～14：00進(jìn)行；為避免對現(xiàn)正在通行的福銀高速車輛造成安全影響，因此需對高速公路進(jìn)行交通管制和臨時(shí)安全警戒，警戒位置設(shè)立在距每次爆點(diǎn)半徑500m處的高速公路兩端，并備好鏟車等機(jī)械設(shè)備，以防有滾石落至福銀高速公路時(shí)立即清理。此外，為了減少盲炮的產(chǎn)生，起爆網(wǎng)路連接時(shí)采用兩套起爆網(wǎng)路，提高起爆網(wǎng)路的準(zhǔn)爆率，盡量減少福銀高速公路的警戒時(shí)間，確保暢通。

4 工程實(shí)施效果

由于本工程施爆環(huán)境較為特殊，為了確保爆破作業(yè)過程中，降低對高速公路、周邊建筑物的影響，首先在準(zhǔn)備工作和施爆過程加強(qiáng)施工設(shè)計(jì)和現(xiàn)場作業(yè)要求，精確計(jì)算爆破作業(yè)的安全范圍，并通過合理的爆破作業(yè)管理等措施對爆區(qū)不安全因素進(jìn)行有效識別和控制；其次在爆破施工中嚴(yán)格控制裝藥量與最小抵抗線和安全允許振速，據(jù)此布置與之相適應(yīng)的切實(shí)有效起爆網(wǎng)絡(luò)；從而實(shí)現(xiàn)了爆破作業(yè)全過程安全管理，取得顯著的成效，達(dá)到了預(yù)期目的。由此可見，該爆破施工具有較強(qiáng)針對性、可操作性，措施得當(dāng)可行能夠保證工程環(huán)境安全，對于同類作業(yè)環(huán)境下爆破作業(yè)具有良好的借鑒價(jià)值和推廣意義。

5 結(jié)語

爆破施工一方面為工程建設(shè)帶來了極大的便利，加快了工程建設(shè)進(jìn)度，另一方面，爆破作業(yè)極易發(fā)生安全事故，導(dǎo)致人員傷亡、財(cái)物損失，因此，工程爆破施工的安全性及其重要。對于爆破施工工程我們首先要分析施工環(huán)境，圈定安全范圍，在選擇爆破施工方法，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，最后要有周密的施工組織，在施爆作業(yè)全過程落實(shí)安全責(zé)任，并對爆破區(qū)現(xiàn)場危險(xiǎn)因素進(jìn)行有效的識別和控制，制定切實(shí)可行的安全管理措施，以保障爆破作業(yè)的安全實(shí)施。

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