危岩体爆破排险工程实践

　　[摘 要]采取先加固后排险的思想，加固冗余系统，为工程施工提供安全保障，同时能有效的防治爆破时滚石的危害。布置多药包、小药量松动爆破，采用猛度大、爆力小的炸药，微差起爆，每个药包充分击碎岩石，危岩体原地粉碎性解体。
　　[关键词]危岩体 爆破参数 加固冗余系统
　　中图分类号：TD235.37 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）04-0107-01
　　1 工程概况
　　1.1 危岩体周边环境
　　待实施爆破的危岩体耸立于内蒙古呼和浩特市新城区毫沁营镇红山口村北侧大青山坡顶处。山体出露有红色砂岩、粉砂岩、含砾石英砂岩。危岩体岩性为含砾石英砂岩，呈不规则形状，形似老虎头，村民俗称“虎头石”。危岩体南侧斜距约120m坡脚处为红山口村庄房屋区及道路，其余方向500m范围内没有建筑物和其他设施，均为大青山连绵山体。
　　1.2 危岩体现状
　　危岩体所处山体平均坡度约40°，危岩体与坡脚居民区斜距约120m、垂直高度77m。危岩体高度约4.8m、东西方向长度约3.4m、南北方向宽度约3.0m，体积约50m3。
　　危岩体表面分化严重，呈灰黄色，有两条贯通的分化裂隙把危岩体切割为三块。三块仍保持整体状态未完全分离，处于临界稳定状态。危岩体整体微向下坡方向倾斜，有松动和倾覆迹象，若下部起阻挡、支撑作用的A岩块发生折断或地震等危岩体可能沿陡坡突然向下滚动，将直接伤害坡脚处的居民和过往行人，危害性极大，需尽快清除。
　　2 爆破排险方案设计思想
　　（1）危岩体为不规则形状，被风化裂隙分割，又微向下坡方向倾斜。重心没法确定，不能采用定向倾倒排除危岩体。
　　（2）危岩体体积大，状态危险，采取先加固后排险，加固冗余系统，为工程施工提供安全保障，同时能有效的防治爆破时滚石的危害。
　　（3） 采取多药包、小药量松动爆破。采用猛度大、爆力小的炸药，精确把握每个药包药量，爆炸能量充分击碎岩石，危岩体原地粉碎性解体。
　　（4）确保排险过程中危岩体稳定，不发生滚落；破碎过程不产生大块滚石、飞石，岩石完全粉碎，保证坡脚居民、过往行人和建筑设施的安全。
　　3 排险技术方案设计
　　3.1 加固冗余系统的设置
　　确保危岩体在施工过程中不发生向下坡发生滚动，为工程施工提供安全保障，同时能有效的防治爆破时大块滚石的危害伤害坡脚处的居民，在危岩体周围设置钢筋网和钢丝绳牵引，即加固冗余系统。
　　（1）钢丝绳牵引加固
　　危岩体体积约50m3，重量约为130t，沿下坡方向下滑力约818.91kN。用三根钢丝绳向上坡牵引，每根钢丝绳拉力T≥272.97kN就可保证安全。实际选用？22的钢丝绳能承受极限拉力287kN， 3根并联极限载荷可达861.00kN，同时还有钢筋网保护，故施工过程中危岩体不会滚落，较为安全。
　　（2）钢筋网再加固
　　危岩体周围全部为稳定的原岩。在紧靠危岩体的原岩中钻凿竖向孔，间隔25～30cm、深约1.2m、范围控制围绕危岩体的东、西、南三个方向尺寸。孔内植入25的钢筋，高度不低于危岩体，形成钢架。在钢架横向用1.5的钢筋间隔25 cm编织成网，横竖节点用钢丝绳扣链接。再用三根22的钢丝绳，箍紧钢筋网向上坡牵引。
　　3.2 爆破技术参数
　　（1）孔网参数
　　采用孔径为40凿岩机打孔，炮孔布置原则为：排列尽量规则、整齐，炸药均匀分布于爆破岩体中。底部1.5米以下布置5排水平炮孔，顶部岩体布置竖直炮孔。梅花形布孔，采取多药包、小药量松动爆破。①最小抵抗线W=0.3 m；②炮孔间距a=0.3m；③药包间距b=0.25～0.30m；④孔直径D=40mm；⑤炮孔深度L：根据危岩体形状及厚度确定；⑥单孔药量q：单孔药量按下式确定：q=K·V式中：q为单孔药量，kg；K炸药单耗，取K=0.15～0.25kg/m3；V为单孔负担的体积，m3。
　　（2）炸药与装药结构
　　选用猛度大、爆力小的岩石炸药，微差起爆，每个药包充分击碎岩石，危岩体原地粉碎性解体。
　　采用密实装药，孔内放置导爆管毫秒延时雷管，一炮孔布置多层药包时，中间部分用炮泥填塞，保证所有药包间距离控制在0.25～0.3 m。
　　（3）起爆网路
　　采用非电导爆管孔内延时雷管构成的网路起爆。每孔内放置1发导爆管毫秒延时雷管，从底部往上用1、3、5、7、9段分5层顺序起爆，延时时间t=50ms。孔外整个起爆网路用电雷管起爆。
　　4 爆破安全校核与措施
　　本次爆破是排险浅孔控制爆破，主要产生的危害效应为爆破飞石、滚石和爆破地震波。
　　4.1 爆破振动校核和措施
　　本次爆破产生的地震波，重点保护目标是危岩坡下120m处的居民房屋。根据下式计算：Q=[R*（V/K）1/a]3 式中：根据爆破实际地质条件，参考以往工程实践实测数据，K取200、α取1.8；取v=1.5cm/s；R取120m。计算Q=[120*（1.5/200）1/1.8]3=496 kg
　　本次爆破实际作业全部药量齐发爆破也远远小于496 kg，所以不会影响最近的村庄房屋的安全。同时在技术措施上：①采用分段延时起爆方式，变能量同时释放为分散、分次释放；②采用松动爆破方式，减小形成地震波的能量。
　　4.2 爆破滚石、飞石安全措施
　　设置的加固冗余系统足可以防止爆破大块翻滚到坡底，同时为防止飞石采取以下措施：①布孔前详细勘测危岩体的形态，确保实际最小抵抗线不小于设计值，并使最小抵抗线方向避开重点保护目标，指向上坡方向；②保证填塞质量减少个别飞石；③采用1层铁丝网和2层草帘覆盖防护。
　　5 爆破效果与分析
　　（1）爆破后危岩完全原地解体，没有出现飞溅过远的飞石、滚石，居民房屋安然无恙。顺利地完成了危岩体的排险工作，消除了危岩体对山下居民、行人及建筑设施的危害。
　　（2）加固钢筋网大部分崩裂，原地有个别大块。用钢丝绳扣铰接节点很有效，应该较焊接效果好。
　　（3）由于危岩体形状不规则，药包布置不是非常均匀以致出现未完全粉碎解体。
　　参考文献
　　[1] GB6722-2003：爆破安全规程.
　　[2] 齐世福.复杂环境下危岩体爆破排险[J].工程爆破，2013，11.
　　[3] 刘殿中.工程爆破实用手册[M].北京：冶金工业出版社，1999.