本發(fā)明涉及一種復(fù)雜環(huán)境下高邊坡深孔爆破施工方法，屬于工程爆破與巖石力學(xué)
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)日新月異。工業(yè)與民用建筑、礦山開(kāi)采及水利水電工程等建設(shè)項(xiàng)目日益增多，我國(guó)復(fù)雜環(huán)境下高邊坡工程，特別是巖質(zhì)高邊坡工程面臨著大量的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。爆破技術(shù)在工業(yè)與民用建筑、露天礦山開(kāi)采及水利水電工程等邊坡工程中得到了廣泛應(yīng)用。復(fù)雜的爆破環(huán)境越來(lái)越成為工程建設(shè)中的障礙，復(fù)雜環(huán)境下的高邊坡爆破不僅要控制爆破最終施工效果，又要最大限度減低爆破震動(dòng)、飛散物等爆破有害效應(yīng)對(duì)施工區(qū)域及周邊居民人身財(cái)產(chǎn)安全的威脅，并保護(hù)既有鄰近建物不受損害，故采取合理的復(fù)雜環(huán)境下高邊坡爆破施工方法對(duì)保障工程安全及施工安全質(zhì)量有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。巖質(zhì)高邊坡山體爆破工程通常工期緊、任務(wù)重、爆破環(huán)境復(fù)雜，如果采用淺孔微差爆破技術(shù)難以滿足進(jìn)度要求，故深孔爆破方法的合理采用是施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵因素?，F(xiàn)有復(fù)雜環(huán)境下高邊坡深孔爆破施工技術(shù)通常卻反對(duì)次生災(zāi)害的有害控制，對(duì)爆破震動(dòng)及爆破飛散物的控制不足，容易造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，帶來(lái)不利的負(fù)面效應(yīng)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：目的：為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種復(fù)雜環(huán)境下高邊坡深孔爆破施工方法，該方法可以有效減少二次經(jīng)濟(jì)投入，最大限度的保護(hù)施工區(qū)域及周?chē)用窦笆┕と藛T的安全，并降低爆破施工對(duì)既有鄰近建筑物影響。技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種復(fù)雜環(huán)境下高邊坡深孔爆破施工方法，其特征在于：包括如下步驟：1)擬定總體爆破施工方案，2)計(jì)算最大一段別裝藥量，3)合理確定爆破技術(shù)參數(shù)，4)鉆孔，5)裝藥與堵塞，6)連接起爆網(wǎng)絡(luò)及起爆，7)爆破效果校核與振動(dòng)測(cè)試。進(jìn)一步的，所述總體爆破施工方案為“孔內(nèi)分層，孔內(nèi)外微差，一孔多響，空氣柱間隔裝藥”的爆破方式。進(jìn)一步的，所述最大一段別裝藥量的計(jì)算依據(jù)為《爆破安全規(guī)程》(gb6722-2014)，最大一段別裝藥量的計(jì)算公式為其中：qmax即為所求的最大一段別裝藥量(kg)；v為地震允許安全速度(cm/s)，鋼筋砼結(jié)構(gòu)房屋可取3.5-4.5cm/s，磚混結(jié)構(gòu)可取2.3-2.8cm/s；r為爆破地震安全距離；k、α為與爆破地點(diǎn)、地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)或衰減指數(shù)，堅(jiān)硬巖石取k＝50-150、α＝1.3-1.5，中硬巖石取k＝150-250、α＝1.5-1.8，軟巖石取k＝250-350、α＝1.8-2.0。進(jìn)一步的，所述爆破技術(shù)參數(shù)的確定依據(jù)為(1)炮孔直徑d的合理數(shù)值是d＝90mm；(2)孔深l的計(jì)算公式為l＝h+lcs+0.5其中：l為炮孔的孔深(m)；h為開(kāi)挖深度(m)；lcs為超挖深度(m)，中硬質(zhì)石灰?guī)rlcs可選0.5m；(3)孔距a與排距b：在逐孔微差爆破中，取孔距與排距相同為宜，結(jié)合工程實(shí)踐并為控制大塊率，確定孔距a＝2.5m，排距b＝2.5m；(4)炸藥單耗q：對(duì)于中硬巖，松動(dòng)爆破，通過(guò)試爆，最終取q＝0.28kg，q為爆破每立方米巖石的炸藥單耗量。(5)單孔裝藥量q的計(jì)算公式為q＝qabh其中：q為單孔裝藥量(kg)。進(jìn)一步的，所述堵塞長(zhǎng)度應(yīng)不小于最小抵抗線，所述裝藥結(jié)構(gòu)為空氣間隔裝藥，所用炸藥為直徑70mm乳化炸藥。進(jìn)一步的，所述炮孔內(nèi)采用ms-12、ms-13、ms-14、ms-15段導(dǎo)爆管雷管，上層低段別，下層高段別；孔間采用ms-3段導(dǎo)爆管雷管；排間采用ms-5段導(dǎo)爆管雷管。進(jìn)一步的，所述爆破施工方法采用孔底間隔空氣柱減震措施，空氣柱材質(zhì)為pvc管。進(jìn)一步的，所述裝藥結(jié)構(gòu)為不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，即利用炸藥和孔壁間空隙以緩沖爆破能量，也可有效減少爆破振動(dòng)。進(jìn)一步的，所需爆破邊坡應(yīng)預(yù)留50cm保護(hù)層。通過(guò)計(jì)算和測(cè)繪儀器跟蹤，使鉆孔底部位于設(shè)計(jì)邊坡以上50cm，爆破后，采用機(jī)械分層破除修整邊坡，使邊坡滿足設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求，也減少了爆破對(duì)邊坡圍巖的影響。進(jìn)一步的，所述爆破施工方法中每次爆破均需進(jìn)行爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)，摸清爆破振動(dòng)在該地質(zhì)環(huán)境下的傳播規(guī)律，實(shí)時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)，用于指導(dǎo)爆破施工。進(jìn)一步的，所述鉆孔設(shè)備為自行中深孔鉆機(jī)。有益效果：本發(fā)明提供的復(fù)雜環(huán)境下高邊坡深孔爆破施工方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)本發(fā)明在復(fù)雜環(huán)境下，配合現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備，能有效減少爆破振動(dòng)及爆破飛石的危害，滿足工程工期、邊坡質(zhì)量及安全要求；(2)本發(fā)明便于操作、系統(tǒng)性強(qiáng)，對(duì)實(shí)際工程具有重要的指導(dǎo)意義；(3)本發(fā)明可有效降低次生災(zāi)害的發(fā)生，最大限度的保護(hù)了周邊居民與施工人員的安全，保護(hù)了附近民用建筑的結(jié)構(gòu)安全不受損害；(4)本發(fā)明可為復(fù)雜城市環(huán)境下巖石邊坡爆破，特別是在鄰近建構(gòu)筑物和居民區(qū)的情況下的高邊坡爆破施工作業(yè)提供了可靠的方法支撐。附圖說(shuō)明圖1為爆破環(huán)境示意圖；圖2為裝藥結(jié)構(gòu)圖；圖3為起爆網(wǎng)絡(luò)示意圖；圖4為最大一次爆破振動(dòng)測(cè)試結(jié)果示意圖；圖中：1：開(kāi)挖區(qū)域，2：保留巖體，3：民房，4：在建廠房，5：堵塞物，6：炸藥，7：空氣柱，8：ms-12段導(dǎo)爆管雷管8，9：ms-13段導(dǎo)爆管雷管，10：ms-14段導(dǎo)爆管雷管，11：ms-15段導(dǎo)爆管雷管，12：ms-3段導(dǎo)爆管雷管12，13：ms-5段導(dǎo)爆管雷管。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示，某邊坡爆破工程的邊坡高度為15-22m，爆破寬度8-15m，最終邊坡角70°，可分為帶開(kāi)挖區(qū)域1與保留巖體2。邊坡為石灰石巖質(zhì)，上部中等風(fēng)化，下部弱風(fēng)化，塊狀結(jié)構(gòu)，層理發(fā)育，屬中硬巖石。在高邊坡爆區(qū)，沿線山坡下多民房3，均為磚混結(jié)構(gòu)，且年代久遠(yuǎn)。民房3基礎(chǔ)標(biāo)高低于爆破開(kāi)挖底部標(biāo)高，與山體連為一體，距離該爆破點(diǎn)最近僅為25m。同時(shí)，在抵抗線方向50m左右，有四棟在建廠房4，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。綜合上述分析，爆破環(huán)境十分復(fù)雜。高邊坡山體爆破，工期緊、環(huán)境復(fù)雜，如果采用淺孔微差爆破難以滿足進(jìn)度要求。為了加快施工進(jìn)度，減少爆破產(chǎn)生的有害效應(yīng)，爆破施工的重點(diǎn)是控制爆破振動(dòng)和飛散物。為此，在工程中孔深采用“孔內(nèi)分層，孔內(nèi)外微差，一孔多響，空氣柱間隔裝藥”的爆破方式。如圖2和圖3所示，爆破過(guò)程中嚴(yán)格控制最大一段別裝藥量，確保合理的最小抵抗線、堵塞長(zhǎng)度和堵塞質(zhì)量，并采用預(yù)留保護(hù)層爆破法控制邊坡質(zhì)量。所述最大一段別裝藥量的計(jì)算依據(jù)為《爆破安全規(guī)程》(gb6722-2014)，最大一段別裝藥量的計(jì)算公式為其中：qmax即為所求的最大一段別裝藥量(kg)；v為地震允許安全速度(cm/s)，鋼筋砼結(jié)構(gòu)房屋可取3.5-4.5cm/s，磚混結(jié)構(gòu)可取2.3-2.8cm/s；r為爆破地震安全距離；k、α為與爆破地點(diǎn)、地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)或衰減指數(shù)，堅(jiān)硬巖石取k＝50-150、α＝1.3-1.5，中硬巖石取k＝150-250、α＝1.5-1.8，軟巖石取k＝250-350、α＝1.8-2.0。本具體實(shí)施例爆破工程考慮部分民房房齡較長(zhǎng)，取v＝2.0cm/s；工程邊坡的巖質(zhì)為中硬巖石，故取k＝150、α＝1.8。經(jīng)計(jì)算，在保護(hù)物距離為25m時(shí)，最大一段別裝藥量qmax＝11.71kg，本工程在實(shí)際爆破施工中，最大一段別裝藥量控制在10kg以下。所述爆破技術(shù)參數(shù)的確定依據(jù)為(1)炮孔直徑d的合理數(shù)值是d＝90mm。(2)孔深l的計(jì)算公式為l＝h+lcs+0.5其中：l為炮孔的孔深(m)；h為開(kāi)挖深度(m)；lcs為超挖深度(m)，中硬質(zhì)石灰?guī)rlcs可選0.5m。本具體實(shí)施例爆破工程考慮中硬質(zhì)石灰?guī)r超深選擇0.5m，則孔深：最小邊坡高度(15m)爆破時(shí)，l＝16.0m；最大邊坡高度(22m)爆破時(shí)，l＝23.0m。(3)孔距a與排距b：在逐孔微差爆破中，取孔距與排距相同為宜，結(jié)合工程實(shí)踐并為控制大塊率，確定孔距a＝2.5m，排距b＝2.5m。(4)炸藥單耗q：對(duì)于中硬巖，松動(dòng)爆破，通過(guò)試爆，最終取q＝0.28kg，q為爆破每立方米巖石的炸藥單耗量。(5)單孔裝藥量q的計(jì)算公式為q＝qabh其中：q為單孔裝藥量(kg)。本具體實(shí)施例爆破工程單孔裝藥量為：當(dāng)開(kāi)挖深度為15m時(shí)，q＝26.25kg，實(shí)際裝藥26kg；當(dāng)開(kāi)挖深度為22m時(shí)，q＝38.5kg，實(shí)際裝藥38kg。單孔裝藥量范圍為26-38kg，其數(shù)值＞最大一段別裝藥量qmax＝11.71kg，因此在實(shí)際施工中，采用孔內(nèi)分層分段爆破，每層不超過(guò)10kg，即共可分為3-4層。本具體實(shí)施例爆破工程所用鉆孔設(shè)備為自行中深孔鉆機(jī)。根據(jù)《爆破安全規(guī)程》(gb6722-2014)，堵塞物5的堵塞長(zhǎng)度應(yīng)≥最小抵抗線，本具體實(shí)施例爆破工程中，最小抵抗線即為排距b＝2.5m，本具體實(shí)施例爆破工程堵塞長(zhǎng)度＞3m，＞最小抵抗線，滿足爆破飛石控制要求。如圖2和圖3所示，本具體實(shí)施例爆破工程為空氣間隔裝藥，炸藥6選用直徑70mm乳化炸藥；所述爆破施工方法采用孔底間隔空氣柱7減震措施，空氣柱材質(zhì)為pvc管；所述裝藥結(jié)構(gòu)為不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，即利用炸藥6和孔壁間空隙以緩沖爆破能量，也可有效減少爆破振動(dòng)。所述炮孔內(nèi)采用ms-12段導(dǎo)爆管雷管8、ms-13段導(dǎo)爆管雷管9、ms-14段導(dǎo)爆管雷管10及ms-15段導(dǎo)爆管雷管11，上層低段別，下層高段別；孔間采用ms-3段導(dǎo)爆管雷管12；排間采用ms-5段導(dǎo)爆管雷管13。本具體實(shí)施例邊坡在爆破時(shí)應(yīng)預(yù)留50cm保護(hù)層，通過(guò)計(jì)算和測(cè)繪儀器跟蹤，使鉆孔底部位于設(shè)計(jì)邊坡以上50cm，爆破后，采用機(jī)械分層破除修整邊坡，使邊坡滿足設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求，也減少了爆破對(duì)邊坡圍巖的影響。本具體實(shí)施例爆破工程中每次爆破均需進(jìn)行爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)，摸清爆破振動(dòng)在該地質(zhì)環(huán)境下的傳播規(guī)律，實(shí)時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)，用于指導(dǎo)爆破施工。本具體實(shí)施例爆破工程總歷時(shí)1個(gè)月，共爆破15次，使用炸藥6總量為13.5t，爆破石方約4.8萬(wàn)m3，滿足了項(xiàng)目對(duì)安全、工期與質(zhì)量的要求。本具體實(shí)施例爆破工程在爆破作業(yè)中，起爆網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)爆可靠，未發(fā)現(xiàn)盲炮；爆破后巖石塊度部分較大，經(jīng)機(jī)械二次破碎后能滿足挖運(yùn)要求；對(duì)爆破飛石、爆破振動(dòng)控制較好，未發(fā)生爆破飛石危害，僅在抵抗線方向有部分飛石，距離30m左右；邊坡保護(hù)較好，經(jīng)修整后邊坡平整度滿足設(shè)計(jì)要求；爆破振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)均滿足控制要求，但個(gè)別民房?jī)?nèi)可見(jiàn)有抹灰脫落，未見(jiàn)有裂縫產(chǎn)生，最大一次爆破振動(dòng)測(cè)試結(jié)果如下所示通道名最大振速(cm/s)主振頻率(hz)振動(dòng)持續(xù)時(shí)間(s)通道10.50315.8690.817通道20.80824.4140.814通道30.49535.40.818本具體實(shí)施例爆破工程中最大一次爆破振動(dòng)測(cè)試結(jié)果示意圖如圖4所示。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12