中深孔控制爆破及新技术在复杂环境中的应用

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  [摘 要]随着我国现在社会的变化还有人口的膨胀,之前的一些建筑物现在已经不能够满足人们的需求,所以要重新对建筑进行规划。在拆除旧的建筑物时,爆破技术是不能缺少的关键。爆破的过程当中需要考虑到环境还有石方本身等多种因素,所以爆破技术的应用越来越复杂,本文主要探讨中深孔控制爆破在复杂环境当中的应用。
  [关键词]中深孔控制 爆破 复杂环境
  中图分类号:TE34 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)22-0214-02
  中深孔爆破控制技术目前大多数是在相对复杂的环境当中才会应用到,爆破科技是一门危险的技术,如果不能够精准的对其进行控制,那么可能就会造成严重的后果。现代拆迁建筑物离不开爆破技术的支持,但是由于石方附近大多都是有着密集的人口还有各种需要考量的地理因素限制,所以爆破的控制能力就显得尤为重要。我们通过了实践对中深孔控制爆破进行了测试,实验证明了中深孔爆破控制这种新型的技术在复杂环境当中应用可以取得良好的效果。
  一、实践工程概述
  1、工程概况
  我们设计的这个爆破控制实验的地点选择在我市某区的一个物流中心之内,在进行实验之前,我们先对实验对象的地势还有环境进行一个大概的了解。
  該实验对象所在的区域呈现出南低北高的趋势,地形的大部分结构是半壁路堑开挖,路基的宽度是34米而东西的长度大约是230米左右,中桩挖深最大的程度是8.7米而北坡挖深最大程度则为16迷,而此次石方爆破面积差不多是6万立方米。经过检测发现石质为石灰岩,硬度中等而系数为5-8。实验对象所在区域的北边主要是荒山,还有些许农田,荒山之上有电线塔建筑,电线的走向趋势为东西方向;区域的东部跟北部的布置差不多,也是以荒山为主要环境,间杂着农田,距离该区域84米的地方存在一皮带廊,该走廊走向呈南北方向,在100米左右存在一处村庄,而村庄村民住房条件并不是很好,有多处危房,其中甚至还有一间房屋呈现出将要倒塌的趋势。实验区域的西方在29米左右现有三家住房,此三家住房为农房建筑,三家农房的基础一半与爆破同处一处基岩,而另一半为回填基础,因为和爆破区域联系如此紧密,总体上来说基础并不是很稳定。距离区域西部60米左右是乡村公路,该公路的走向趋势为南北方向,公路的西部方向有一村庄,两者之间的距离并不太他,经测量为80米,爆破试验区域西边方向有一高压线塔,高压电线会方向通过爆破区域的上方;爆破区域的南边则是一处正在建筑施工当中的物流中心场区。实验区域附近有着许多老旧住房,本身基础并不牢靠,基本都呈现出龟裂的现象。爆破实验要取得精准的变化数据,就需要对爆破前后的资料有一个详细的采集,爆破施工前,我们在区域业主方的共同见证下对爆
  2、施工过程
  虽然是进行爆破控制实验,但是该实验本质上依然是一个建筑工程,只是对该工程的爆破前后进行一次资料的收集还有对比,方便以后进行中深孔爆破控制时候能有一个更加详细的参照。该工程在2012年8月29号和业主签订了爆破施工合同,于该月的29号施工人员就开始进行施工并且开始了钻孔作业。9月3日由业主所直属的有限公司,还有实验对象所在区域的公安分局,还有专门请来的五位建筑施工专家对方案进行仔细的评审。在方案评审完毕并且确认没有大方面的纰漏之后,在2012年9月6日就进行爆破相关审批手续的办理,9月7日进行爆破试验。9月11日正式进行爆破作业。到10月21日该爆破工程结束,在施工过程当中也对中深孔控制爆破有了进一步的了解。
  二、爆破工程地理因素及方案确定
  1、试验对象的地理条件
  此次试验工程的区域选择地质比较特殊,因为这样才能更好的对中深孔的控制幅度进行了解。试验区域的地面表层岩石是玄武岩,而且经过长年的暴露,已经出现了严重的风化现象。相对于表面的脆弱,实验区域的地表下部没有风化现象出现,岩石结构相对紧密,岩石普氏系数经过测量大约为f=18-20。部分地段蕴含着丰富的地下水资源,当气候为下雨天时候,会浮现一定量的地表水。钻孔时普遍孔内都有不同程度的地下水出现,这也为我们这次的施工增加了不少的难度。
  2、确定爆破方案
  这次的爆破工程相对来说比较庞大,有接近十几万立方米的工程量需要进行,这样庞大的工程数量决定了爆破技术的引用也必然不会是少量的,所以在使用的过程当中更对我们的控制技术提出了很高的要求。上面已经对爆破区域的地理环境有一个比较全面的叙述,因为地表经过长期的暴露风化现象十分严重,所以业主在一开始的时候已经自己使用液压破碎锤将上部风化部分处理完毕,这为我们减轻了不少的负担,而下部因为岩石本身的结构十分紧密,液压破碎锤已经很难发挥出它的作用,地底岩石难以打动,而且工期要求时间过于紧张,我们决定采用爆破方法进行施工,这也是一个必然的趋势和要求。施工区域爆破需要考虑到很多的问题,包括了外在的客观地理因素还有工作人员本身爆破控制技术的掌握,爆破区域所在的环境非常复杂,另一方面施工对爆破的安全有相当严苛的要求,因为施工过程当中爆破的危害是十分明显和严重的,所以一定要避免爆破危机出现。为了将爆破的危害降到最低,我们首先采用一系列技术还有措施确保施工周围的碎石已经全部被处理完毕,严格控制爆破过程中所会产生的震动,确保该震动在规程允许的范围之内,另外就是设计方案的过程当中要确保周围人员、设施、房屋的安全,爆破时候不能对群众和工作人员的生命还有财产等造成威胁,以满足工程进度的需要。
  在设计方案的之前对工程所需要达成的要求首先罗列出来,然后再根据该工程总体施工计划安排还有技术要求进行石方高程的开挖、边坡及被保护对象的安全,经过这些方面的考虑,我们最后终于敲定了施工的方案,具体的过程如下:
  第一、从爆破实验区域的地理位置来进行考虑,爆破区域的地形相对来说还是呈现出比较平坦的趋势,整体上面的起伏并不大,所以我们最后决定使用中深孔爆破技术的施工方式,这种地理环境正好能够让中深孔爆破技术挥发自己本身的作用。在确定了爆破技术的方案之后,我们决定使用微差起爆技术,这样能够对单响药量有一个精准的控制,更好的将爆破所会产生的震动控制在周围建筑能够承受的安全范围之内。   第二、爆破技术的应用除了考虑到爆破区域所处的地理区域之外,还要对附近的施工建筑有一个考量,任何会对爆破结果有所影响的都不应该忽略。在爆破区域的附近有高压电线铁塔的建筑,而该铁塔上面电线经过我们的爆破区域,考量到电线还有各种电磁波对爆破过程的影响,我们对起爆网络最后决定采用非电起爆网络和数码雷管起爆相结合的起爆方式,这样能够将电线还有相关的电磁波影响最大程度的进行削弱。
  三、爆破技术的设计与具体施工过程
  1、中深孔爆破参数的选择
  第一、 对于爆破的参数要考虑的因素有很多,但是最重要的还是爆破实验对象需要消耗多少的炸药量才能够完成任务,想要能够精确的得到耗药量的数据,就要先对实验对象有一个全面的了解,只有对建筑本身的材料和各种客观因素都有了解之后,才可以得到数据。爆破技术在面对不同的材料时候有着不同的物理系数,其中对于石料矿体的爆破也有属于它自己的物理力学性质,这种性质也被称作是岩石普氏系数,它的系数用公式表示如下f=18-20,对于岩石的爆破还要考虑到它们本身的节理裂隙发育状况,如果要最大程度的发挥出挖机铲装的最高效率爆堆要求,我们就要采用多排孔微差爆破技术来进行对实验对象的施工。爆破之前我们首先要对以往的一些类似施工数据进行参考,我们收集了以往类似爆破工程单位耗药量的实际资料,经过分析之后初步认定爆破单位耗药量是0.40kg/m3左右,而该地的岩体呈现出了节理裂隙发育、易于爆破时我们可以适当降低单耗。爆破技术的应用和发展是为了取得更好的施工效果和经济效益,所以在正式爆破前要先进行试爆,根据试爆效果进行全面的数据分析,根据得出来的数据调整设计参数,为了设计能收到最良好的效果。
  第二、 目前对于施工设计决定是采用中控爆破技术,但是这个中控数据应该如何,也是值得我们认真考量的,中孔的孔径还有深度是否准确,对于爆破的效果还有控制程度有着很直接的影响。经过对工程现场全面的考量之后,我们对钻孔的孔径初步设定是100mm,钻孔深度要考虑的因素比较复杂,无法一锤定音,根据地形面积决定,一般来说钻孔的深度不会超出8米以上,每超过深度有1m,那么炮孔倾角80度。
  2、具体施工过程
  爆破工程的施工步骤无疑是繁琐的,但是却只能是按部就班的进行,无法一次性的就多种步骤都完成。第一部是钻孔,上面对爆破的参数已经有一个比较详细的罗列,其中对于中孔爆破的孔径我们数值是采取100mm大小,能够符合这样大小的孔径设备并不是很多,我们选用的是潜孔钻车来进行钻孔,正好这种钻车能够钻出直径为100mm大小的洞孔,除此之外我们还要预防有其它孔径的需求,因此我们还采用KQJ120高风压钻机YT24型风动凿岩机(孔径Ф=38mm)。钻孔的工作并不是单纯的只用相关的设备将所需要的孔径还有深度钻出来就可以,它还需要针对不同的地形和客观影响因素进行修改,而其中解小和修整工作就是大型的钻孔机械不能够完成的工作,所以还需要有小型钻孔机。钻孔时候材料的构成还有钻孔之后的效果都要有精准的数据所以钻孔前要先进行测量放样。中孔爆破技术对于其中的孔是有很高的要求的,钻孔的时候一定要严格依照设计方案当中的孔深、角度和方向钻孔。每钻完一孔及时检查是否跟设计的符合,对钻出来的孔检查完毕之后要采取保护措施,一般是用沙袋封住孔口即可。
  钻孔之后要做的就是将我们计算好的药量装入孔洞当中。装药之前应该先对孔口进行检查,确保孔洞没有存在堵孔、卡孔现象。因为钻出来的孔洞布置在不同的地方,所以具体地形也并不统一,这个时候如果孔洞存在的地方地质薄弱面或者抵抗线比较低,那么我们就要针对具体不同的情况来改变炮孔装药量。在安装炸药的时候一定要严格按照设计方案当中计算好了的装药量装药,装药过程也不能掉以轻心,要时刻检查装药部位的深度,很多爆破工程都因为在安装炸药的过程当中因为对装药的深度没有仔细检查,最后因为炸药过装或装不到位,产生上下爆炸隔断,爆破过程出现很大的安全隐患。在检查的过程当中如果发生炸药存在过装的现象,因为炸药本身的特殊性所以要用木制的工具将多余的炸药掏出孔外,这样才能确保安全性。另外要注意的是深孔爆破堵塞长度也有限制,最低不能小于最小抵抗线。
  上面两个步骤完成了的话可以说爆破的施工已经是完成了一大半,省下来的工作只剩下堵塞还有联网而已。其中所谓的堵塞就是对于用钻孔产生的岩粉或细土要进行检查,确保当中并没有碎石的混入,堵塞动作一般不宜过大,如果动作过大有可能会损坏导爆管,最后出现拒爆现象。而联网则是在浅孔爆破的过程当中,每一个孔都要装非电毫秒雷管,以此来搭建一个单式非电爆破网络;浅孔爆破只是单式的非电爆破就能够满足,但中深孔爆破却不能这么简单,需要采用复式非电爆破网络。复式非电爆破要求孔与孔之间采用导爆管还有四通连接,联网时孔与孔之间的导爆管松紧度是不一定的,要根据不同的地形调整一定的松紧度,如果松紧度没有很好的保持的话,那么很有可能会因为拉脱导爆管而出现拒爆的现象。
  四、爆破过程当中的安全措施
  爆破施工当中存在着很多风险,如果在施工过程当中对于安全的措施没有重视,那么最后的损失我们难以承受的。本工程在特别注重在安全方面的问题,为了预防可能出现的风险后果,我们采用以下措施进行防卫。爆破最主要的因素还是在于炸药量,但是如果在孔洞当中一次性安装大量炸药,那么如果出现意外就有很严重的后果,所以我们用多打孔的方式来分散炸药的安装量,采取一孔一响的方式减少单响起爆药量。爆破的时候也有很大的讲究,如果爆发的方式不合理也会有很大可能出现意外事故,为了尽量减少在施工过程当中出现事故的几率,我们采取分层爆破施工的方式,对施工当中的单层台阶高度也有严格的要求,一般最高高度不超过8米。爆破的时候会对周围环境造成一定程度的影响,这基本是无法避免的,所以我们只能够尽量的将影响的程度减到最低,为了达到这个目的我们使用预裂爆破还有减震孔的方法,有效的削弱了对周围环境的负面影响。特殊部位的地方如电线下方及开口,这些地方不时会有碎石出现,我们采用直接覆盖的方法进行预防措施。
  这一次的爆破实践工程对象是物流中心,在爆破施工的过程中,控制爆破取得了良好的效果,没有发生飞石的现象、另一方面爆破震动也比相关规定允许的最大震动值要低很多、保护措施也想当到位,并没有物及人员受到伤害,使得该工程能够顺利的完成。这一次的实践结果证明,控制爆破新技术在复杂环境施工中的应用能够取得非常好的效果。对于周围建筑的相关设备还有工作人员都没有造成任何的伤害。从经济方面来考虑,这次控制爆破的成功,必然会让以后的爆破工程更加实惠。
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