关键词：水下爆破工程；施工方案；安全设计
中图分类号：S611文献标识码： A
1、工程概况
本次水下爆破工程属于西港码头取排水工程的分项工程，根据本工程海洋地质勘探资料,设计最高水位+1.0m、最低设计水位-1.14m。在水底安装玻璃钢管，取水管直径为Φ2m，取水管道长594.623m；排水管直径为Φ1.8m，排水管道长531.438m。采用梯形沟槽，具体开挖尺寸以施工设计图为准，根据施工图分析需要爆破开挖的岩石深度0~4.5m范围，水深范围0~6.3m，涉及水下爆破开挖的区域靠近，不排除其它开挖段存在局部的水下爆破作业的点位，（根据图纸初步测算，预计引水管道断爆破开挖石方量3300m3）。
2、参选目录
本方案作为指导施工的依据，编制时对目标工期、工程质量、项目管理机构设置、劳动力组织、施工进度计划控制、机械设备及材料配备、主要分部分项工程施工方法、安全保证措施等诸多因素均进行了考虑。主要参选以下几项标准编制：
1、中华人民共和国国家标准《爆破安全规程》GB6722-2003；
2、《水运工程爆破技术规范》 (JTS-204-2008) ；
3、国家及行业颁布的设计规范、技术标准；
4、某国有关民爆品管理法规；
5、《工程爆破设计手册》 ；
6、施工现场实际情况；
7、施工蓝图。
3、地质概况
沿取水口中轴线由深海向浅海布置勘探孔12个（编号依次为QK1～QK12），其中取原状（兼标贯）钻孔4个，标准贯入试验孔8个，勘探点间距一般约60.0m。沿排水口中轴线由深海向浅海布置勘探孔13个（编号依次为PK1～PK13），其中取原状（兼标贯）钻孔4个，标准贯入试验孔9个，勘探点间距一般约60.0m。
孔深要求：QK1～QK8钻孔，PK1～PK5钻孔一般进入中～微风化层不小于0.5m，其余钻孔钻至中～微风化层顶面。
取水口QK1～QK9区段基槽开挖底部涉及土层主要为：Ⅰ1-1 灰色淤泥混砂和Ⅶ 粉砂岩中等风化层；局部发育有少量Ⅲ2 灰白色粉细砂、V 全风化层、Ⅵ1 砂土状强风化层、Ⅵ2 碎块状强风化层。Ⅵ2 碎块状强风化层呈坚硬状，可采取松动爆破后再进行开挖的方式。
QK10～QK12基槽开挖底部涉及岩土层主要为：Ⅱ1 灰黄～灰色中细砂混贝壳、Ⅵ2碎块状强风化层，局部还有少量V全风化层。
排水口PK1～PK7区段基槽开挖底部涉及土层主要为：Ⅰ1-1 灰色淤泥混砂；Ⅱ1 灰黄～灰色中细砂混贝壳；Ⅲ1 杂色粘性土混砂砾；Ⅲ1t 灰白～灰色粉细砂混粘性土；Ⅳ褐红～灰黄色粉质粘土、Ⅵ1 砂土状强风化层或Ⅵ2 碎块状强风化层。
PK8～PK13基槽开挖底部涉及岩土层主要为：Ⅱ1 灰黄～灰色中细砂混贝壳；Ⅶ 粉砂岩中等风化层；局部有少量Ⅵ2 碎块状强风化层。Ⅱ1 灰黄～灰色中细砂混贝壳在PK10～PK13区段厚度较薄，Ⅶ 粉砂岩中等风化层呈坚硬状，可采取爆破开挖的方式。
4、施工方案
为了施工进度和施工安全，近岸采用简易钻孔作业平台，水深超过3m后，采用支腿升降式水上钻孔作业平台，采用水下钻孔爆破的方案。
根据开挖设计要求和水下爆破的特点，采用由深水区域到浅水区域的钻孔爆破顺序。
该方案的优点为：1、不需专业的钻孔船和设备；2、采用CM351钻机、轻型潜孔钻机、地质钻机均可作业，效率高；3、水下爆破孔网参数容易确定。
该方案的缺点为：对于钻爆船定位要求高，且移船定位频繁。
4.1总体设计
总体采用水下钻孔爆破的方式进行岩石开挖，近岸采用钢管架制做钻孔作业平台或采用不带升降系统浮箱作业平台，采用一般陆地爆破的方法，选择防水炸药，确定合适爆破参数进行爆破；超过3m水深的海域用升降式钻孔作业平台，考虑到施工水域开阔，水上爆破作业风浪、潮汐及其他工况的影响，结合目前公司目前设备状况和施工进度要求，决定近岸采用CM351钻机进行钻孔，超过3m的海域在作业平台上可使用CM351钻机或简易潜孔钻机、地质钻机进行钻孔。
4.2搭设钻孔平台
在开始施工前,搭设近岸钻孔作业平台和制做升降式钻孔作业平台。升降式钻孔作业平台采用浮箱式升降平台, 尺寸为10m×7m。作业平台采用钢体浮箱结构，两浮箱间距4m。浮箱内径Φ1m，单长10m，扣除浮箱、平台钢结构自重，浮力约为15t。通过槽钢、工字钢将两浮箱焊接为承载钻机及附属设备的船体如下图。
测量定位后，采用8只铁锚及100m以上的锚绳，由机动小驳船牵引到达爆破区域后，依靠船上人工收缩锚绳配合准确就位。
利用5t手拉葫芦人工控制将4根立柱(Φ200mm)放入海底，使钻孔平台升起并固定，平台荷载完全支承在4根钢管立柱上。钻孔平台移位时，先收回立柱，使钻孔平台浮在水面上，通过拉动锚绳、人工推动、驳船托动等方法将平台移到下一钻孔位置施工。
4.3爆破施工方法
4.3.1施工准备
1、测量
钻孔爆破前，在爆破区域内测量1:500的水下地形图，指导钻孔的起始位置。
2、放线
开钻施工前，按照开挖河道中心线每隔10m测定一条断面，最后汇总形成水深地形图，根据地形图确定需要钻孔的范围和深度。
3、清淤
为防止基岩表面泥层影响钻孔，在深海爆破时，使用挖泥船将需要开挖区域清扫一
遍。
4、定位
采用前方交会法对钻孔作业平台和钻孔进行定位，即测量人员在岸上测量站使用全站仪观测船上棱镜，从而得到钻孔作业平台和钻孔空位的平面坐标，并控制爆破作业范围。
4.3.2钻孔作业
1、钻孔定位
钻孔按照由深水到浅水的作业顺序进行爆破开挖，根据测量控制作业点确定开始钻孔的实际位置，平台大致移动到该位置后，利用全站仪进行微调，通过锚绳或小驳船，实现平台小范围调整。平台移位固定好后，确定的孔网参数，划定钻孔位置，根据实测水深，计算实际钻孔深度。
2、下套管
水下钻孔必然面临淤泥、细砂及碎石等杂物，应在钻孔位置处下套管，套管要稳定，露出水面，并深入到基岩下10cm，每个作业平台配备直径为110mm、长度为9m的套管5根。
3、钻孔
当岩层表面有强风化层时，可用高压风将其吹走，然后钻进，达到钻孔设计深度时，通过来回提钻，确保孔的质量。
4、爆破船位
水下钻孔爆破10m×7m为一个爆破船位，此范围内钻孔完毕，一次起爆20孔。
4.3.3爆破参数的选取
1、钻孔方式
本工程采用垂直钻孔。
2、炮孔布置方式
根据钻爆作业平台的特点，为加快施工进度，炮孔布置按照矩形或梅花方式布孔。
3、钻孔孔径：90mm
4、最小抵抗线：1.5m
5、爆破设计深度：0.5~4.6m；
6、钻孔超钻深度：1.0~1.5m；硬岩取大值、软岩取小值，超深的选取需符合施工设计要求。
7、炮孔间距a：1.6~2.0m；硬岩取小值、软岩取大值；
8、炮孔排距b：1.5~1.8m；硬岩取小值、软岩取大值；
9、单孔药量计算公式：
其中 ：
―水下钻孔爆破平均消耗量（ kg/m3），从下表中选取；
H―开挖设计深度与超钻深度（m）;
水下钻孔爆破炸药平均消耗量表（kg/ m3）
基础岩性等级 炸药平均消耗量
软岩 1.70
中等坚硬 2.09
坚硬 2.47
说明: 1）、选用的炸药是2号岩石炸药，选用其他炸药需要换算;2）、当水深超过15米时，需要对炸药进行试验和换算。
10、装药结构：采用不耦合连续装药结构。
11、堵塞：炮孔孔口水深小于6m时才堵塞，堵塞采用中粗沙，用塑料袋袋装堵塞.
12、开挖断面炮孔布置如下 ：
4.3.4爆破网路设计
每个船位进行装药后，进行联网起爆，网络采用塑料非电毫秒雷管一把抓的方式进行联网，局部网路连接均采用双发连接。主起爆网路采用双发电雷管。
4.4爆破器材选择
本工程主要材料为炸药、雷管等爆破器材。根据施工进度，提前向当地有关部门审批、购买。当天施工，当天领取，未用完的爆炸物品当天退回库存放。
主要材料技术标准、参数如下：
1、乳化炸药：具有爆炸性能好，威力大，爆轰感度高而机械感度低，抗水性能好，岩石型乳化炸药主要参数为：
密度：1.05～1.35g/cm3
爆速： 3.9×103m/s
猛度：12～17mm
殉爆距离；6～8cm（有效期内 ）
抗水性：极好（超过水深15米需要提供试验数据）
有效期：3～4个月
规格：70mm；
2、国产第一系列非电毫秒延期导爆管：1～15段，脚线长5m～15m；
导爆管：外径2.95±0.15mm，内径1.4±0.11mm，爆速1950±50m/s，传爆性能好，导爆管内断药长度不超过15cm，在±50℃温度环境中都可以正常传爆。在传爆过程中，不损坏自身管壁，不会对周围环境造成损坏。导爆管有较好的抗水性和抗电性能。水下爆破必须使用防水起爆管和引爆索。
5、施工工艺
5.1潜孔钻钻孔作业
1、按技术人员技术交底划线部位钻孔；
2、孔径D≥90mm，孔深按技术人员技术交底确定；
3、所有钻孔钻完后，在进行孔的位置、数量、深度进行复核，补孔；
4、完成以上内容再进行其他作业。
5.2装药工艺
1、火工品材料的确认与核对，使用乳化炸药或胶质炸药；
2、（非电雷管储存期不超1年，2#岩石、乳化炸药不超过6个月，导爆索、电雷管符合使用期即可）。
3、起爆器、起爆线、电雷管、非电雷管、导爆索现场确认实验。
4、逐孔编号、钻孔，确定孔深后，按单孔药量Q=q0abh计算出该孔药量，将乳化炸药按量分配。选Φ70PVC管，沿孔壁置入可伸出到水面上的钢筋一根，装入乳化炸药50，装入起爆体（起爆体内置两发雷管），再装药至分配重量，并将导爆管与钢筋绑在一起牵出水面。要求PVC管内炸药用木棍装密实，PVC管底密封牢固，管内钢筋在管口处与PVC管（PVC管两端提前钻小孔各四个）用扎丝绑牢固，装药后将上、下孔口用堵漏灵密封。
5、原则上，装药高度不超过套管下缘，水深超过6m时，炮孔不做堵塞。
6. 在选择装药工具时，请注意不允许使用不同金属材料的导管和套管，因为这样可能会由电蚀作用引起瞬变电流。
5.3联网工艺
联网在工作平台上进行。统一用Ms1导爆管联总网。考虑到平台周边电气设备较多，非电雷管接到平台以外较为安全的平台后，再用电雷管接引爆。若当地可申购导爆管，最好直接用非电起爆系统。
5.4起爆作业
1、起爆器性能检查，电池的更换，起爆实验；
2、电雷管电桥检查与起爆电阻的阻值检查；
3、起爆导线采用线芯2.5mm的铜芯导线，导线导通检查，长度满足起爆警戒要求。
4、进入起爆准备，起爆器或起爆电源的钥匙由连接雷管的操作人员保管。
6、爆破安全设计
6.1飞石的控制
1、加强对炮孔测量和补钻的技术管理，严格控制炮孔的位置与深度。
2、严格把握好装药关，对于特别的位置，由富有经验的技术人员进行药量的调整，确保爆破的质量和安全。
3、水深小于1.5m时，飞石安全距离为300m，当水深在1.5~6m时，飞石安全距离为200m，超过6m深，不考虑飞石的影响。
4、确定合理的警戒范围，加强警戒工作。
6.2爆破振动的控制
由于本次爆破在水下进行，每次爆破的总装药量不大，控制的最大单响药量很小，且爆破区域距离民房或其它建筑物较远；因此，不会对民房或其它建筑物造成影响。
6.3水中冲击波的控制
1、本次爆破采取了孔内延时的方法，每次爆破控制的最大单响药量为21kg，形成的水击波较小。
2、对于冲击波安全距离, 控制游泳者警戒半径1500m，控制非作业的木船警戒半径为750m，铁船为450m。
6.4哑炮检查与处理
1、爆后应等待涌浪稳定之后，方准许检查人员进人现场检查。
2、检查人员逐孔进行检查是否存在哑炮，若无哑炮时通知解除警戒，爆破结束。
3、若存在哑炮，如果未响的炮孔较少，将孔内的导爆管全部拔出，拿回炸药库储存或进行处理，若发现未响炮孔较多时，详细检查已经破裂的导爆管，重新连接线路，进行二次爆破。
4、发现哑炮应及时上报或处理；处理前应在现场设立危险标志，并采取相应的安全措施，无关人员不应接近。
5、发现残余爆破器材应收集上缴，集中销毁。
6、在哑炮起爆或者炸药从钻爆孔清除之前，严禁钻孔，挖孔和开挖等行为。
6.5现场爆破器材管理
爆破器材由我部合作单位盾安（某国）有限公司提供，该公司专门从事爆破器材的生产工作。盾安（某国）有限公司在与本项目相邻的鄂尔多斯火电厂项目设置有专门的爆破器材存放库房，由盾安（某国）有限公司人员管理，由某国当地安全部门协助，安排专人24小时看守。爆破器材通过专用运输车辆运输到装药现场，现场安排专人看管爆破器材，看管人员不得离开，若有事需要离开待新的管理人员就位后对现场剩余爆破器材进行清点交接后方可离开。
After the completion of the charging process, sort and count remain blasting material, then return them to the warehouse and go through the returning procedure.
7、主要机具、材料及人员配备
7.1劳动力组织
根据本工程的具体情况和施工工期的要求，劳动力分工种按项目经理部的安排进场。
施工人员配备表
工种
按工程施工阶段投入劳动力情况
钻孔 装药、堵塞、联网 起爆及安检I
钻工 5人/班
炮工（含技师） 1人/班 3人/班 2人/班
辅工 Helper 4人/班 6人/班
工程师Engineer 1人/班 2人/班 2人/班
7.2主要机具配备
主要机具配备表
序 号 机具名称 型号 单位 数量 备注
1 内燃式空压机 29m3/min 台 1 供风
2 潜孔钻 φ90 台 1 钻孔
3 水下液压钻机 台 5 钻孔
4 对讲机 部 8 联络
5 套管 Φ120 根 10
6 运输车辆 2t 台 1 后勤
7 运输船 艘 2
7.3材料配备
主要材料配备表
序 号 名称 规格 单位 数量 备注
1 起爆器 200 台 2
2 电桥 XPQ-3 台 1
3 电工胶布 卷 500
4 起爆线 M 300
主要材料估算配备表
孔数 计算
药量 Ms1
Ms3
Ms5
Ms7
Ms8
Ms9
一个爆破船位
20 1.7kg/m3 10 10 10 10 10 10
计算分析时，取平均最大可能用药量，有利于安全计算，现场根据需要确定。
实际申购火工品统计表
品种 乳化
炸药（kg） Ms1 Ms3 Ms5 Ms7 Ms8 Ms9 合计
用量 11000 950 900 900 900 900 900 5450
规格 Φ70 脚线
5m 脚线
15m 脚线
15m 脚线
15m 脚线
15m 脚线
15m
备注 乳化炸药需选用物理敏化方式，或选用胶质炸药。
8、爆破指挥部的组织及起爆程序
控制爆破施工进入最后阶段的准备，必须协调有关部门，成立现场指挥部，全面协调警戒、起爆及爆后事宜。
8.1组织机构与职能
8.1.1现场总指挥部
总指挥长：全面主持现场警戒、起爆工作，下达最后起爆指令。
警戒指挥长：负责警戒工作，确认所有警戒工作完成。
爆破指挥长：负责协调现场爆破准备工作，最终确认爆破准备工作完成。
8.1.2警戒指挥
安全警戒负责人：全面组织警戒工作，请示有关部门进行警力配合，检查各警戒点的警戒，向总指挥长汇报警戒情况。
警戒人员分布：设立6个警戒点，每个点不少于2名警戒人员。
现场警戒负责人：全面负责爆破施工现场警界，确保施工现场所有人员的安全撤离。
8.1.3起爆点指挥
现场起爆点指挥由包爆破组担任，全面指挥起爆准备工作，负责联网、起爆器检查及现场起爆。
8.2起爆程序
1、起爆前召开安全警戒工作会议，总指挥长布置警戒工作，根据控制爆破的要求召开现场警戒预备会，明确警戒线位置；
2、距离起爆前1小时，各警戒点到位，确认地形，清理人员；
3、距离起爆前30分，一般道路断道，警戒范围内人员撤离完毕，各警戒点向指挥长汇报；
4、距离起爆前10分，所有警戒准备完毕，进入起爆最后程序。指挥长最后确认警戒完成，下达进入起爆程序；
5、安全警戒负责人向总指挥汇报，口令：警戒全部完成，具备起爆条件；
6、起爆指挥向总指挥汇报，口令：联网全部完成，具备起爆条件；
7、距离起爆前5分，再次确认一切安全措施准备完毕后，总指挥下达口令：起爆器充电；
8、起爆指挥汇报充电完毕，口令：起爆器充电完毕，请进入到计时；
9、指挥长：各警戒点注意，现在进入五秒钟倒计时，5、4、3、2、1、起爆！
关键词：控制爆破施工方案
中图分类号：TB41文献标识码： A 文章编号：
1、概述
本工程为南宁市郁江老口航运枢纽工程右岸主体工程，主要进行纵向围堰、闸坝、重力坝、电站厂房及安装间的爆破施工。工程爆破在破碎岩体的同时也将发生一些爆破的危害影响，包括空气冲击波、地震波、飞石与粉尘、有害气体、水中冲击波等。在本工程石方爆破开挖施工区域临近范围内有砼结构物及附近有村庄，爆破产生的空气冲击波、地震波将对新浇砼结构物、民房及其他设施造成一定的影响，故对此两项进行爆破控制设计，以制定施工方案，减少对临近新浇砼结构及附近居民的影响。
2、爆破设计
本工程为露天钻孔梯段爆破，采用液压钻钻孔，孔深主要为3～6m，其中3m孔深较多。火工材料采用乳化炸药，非电毫秒雷管分段联网起爆。现场地势较为平坦，根据地质资料及结合现场情况得知：岩石强度相对较低，主要为软—中硬岩，同时经测定临近范围内新浇砼结构物距爆破施工区域最近距离为10～200m，附近居民点距爆破施工区域最近距离为350m。
2.1空气冲击波
空气冲击波计算参数主要有：空气冲击波超压值P、单响炸药量Q、药包至危害对象的距离R、经验系数K及指数α。爆破设计的目的在于处理个系数之间的关系，使其达到爆破控制目的，本设计主要采用经验公式法。本工程为露天钻孔爆破，根据《水利水电工程施工手册》，采用如下经验公式计算：
P=K（3√Q/R）α
式中 P——空气冲击波超压值，105Pa；
K、α——本工程钻爆采用梯段爆破，故取K=1.48，α=1.55；
Q——单响炸药量，kg；
R——药包至危害对象的距离，m；经测定附近居民点距爆破施工区域最近距离为350m。
按照经验公式可得出在不同距离、不同单响炸药量下的空气冲击波超压值，以此确定最大的安全单响药量。
根据现场勘查，保护对象为周围人员及民居，民房主要为砖混结构，部分为毛石房屋，参考《水利水电工程施工手册》建筑物的破坏程度与超压关系表2-12-1及超压与人员伤害等级对照表2-12-2。得出不同保护对象下的安全超压值P安见下表1。
2.2地震波
爆破地震波的强弱采用质点振动参数来表示。计算参数主要有：质点振动速度v、单响炸药量Q、药包至危害对象的距离R、经验系数K及衰减指数α。爆破设计的目的在于处理个系数之间的关系，使其达到爆破控制目的，本设计主要采用经验公式法。根据《水利水电工程施工手册》，采用如下经验公式计算：
v=K（3√Q/R）α
式中 v——质点振动速度，cm/s；
Q——单响炸药量，kg；
R——药包至危害对象的距离，m；经测定附近居民点距爆破施工区域最近距离为350m。
K——与爆破到计算保护对象间的地形、地质条件有关的参数，软岩：250～350，中硬岩150～250；
α——衰减指数，软岩：1.8～2.0，中硬岩1.5～1.8。
根据《水利水电工程施工手册》爆区不同岩性的K、α值对照表2-12-8，在计算时考虑最不利于安全的条件，系数K值取大值，α衰减指数取小值。按照经验公式可得出在不同单响炸药量、不同岩性下的爆破质点振动速度值，以此确定最大的安全单响药量。
根据现场情况，受保护的对象主要为砖混结构的民房、部分毛石房屋及新浇筑的砼结构物，参考《水利水电工程施工手册》爆破振动安全允许标准表2-12-9，结合不同爆破类型的质点振动频率，以确定安全的质点允许振速，见下表2。
表2不同爆破类型的安全允许振速表
3、结论
（1）通过分别对爆破空气冲击波及地震波的分析计算，可以看出：爆破产生的空气冲击波会对人员及建筑物造成损害，地震波主要损害建筑物。
（2）由上表1可以得出：当受保护对象距离爆破点350m，单响炸药量Q=10000kg时，产生的空气冲击波为0.0197×105Pa，小于安全超压值P安=0.02×105Pa，即当单响炸药量Q
（3）由上表3可以得出：同等的单响药量，产生的质点振速受距离的影响因素较大，距离爆破点越近，受保护对象受到的损害就越大。
4、爆破控制措施
通过对爆破参数设计及计算分析，为了减少对临近新浇砼结构及附近居民的影响采取如下措施：
（1）爆破施工前应先弄清爆破区附近受保护对象的类型及结构形式，确定距离爆破点的距离，熟悉地形、地质条件，以便于能够较为准备的计算出安全的单响炸药量；
（2）在钻爆施工时，应尽可能采用浅孔爆破，分散药量，分段起爆；
（3）准确钻爆，确保设计抵抗线，设计的爆破方向，避免形成波束；
（4）确保炮孔堵塞质量，必要时进行覆盖，降低爆破冲击波；
（5）选择爆破方向，避开抛掷爆破及梯段爆破中地震效应最大的后冲方向；
（6）实施隔震衰减：布置减震裂缝、采用光爆技术、炮孔底部采用岩屑设置缓冲垫层；
（7）尽量避免在新浇龄期小于7d砼的近距离范围内进行爆破施工，如需爆破作业，应采用浅孔、小面积、多分段等方法尽可能降低单响炸药量，使其控制在安全单响药量之内；
（8）结合表1、表2通过对照计算，可得出在不同距离、不同岩性、不同爆破类型下的安全单响药量，在现场爆破施工时严格按照计算的爆破参数控制实施。
参考文献：
1、《水利水电工程施工手册》 中国电力出版社2002-12
2、《水利水电工程施工组织设计手册》水利电力出版社1990-2
3、《水利水电工程施工作业人员安全操作规程》 中国水利水电出版社 2007-11-26
关键词：海上炸礁；爆破方案；施工方法
中图分类号： U616 文献标识码： A
Abstract: the underwater reef blasting is widely used in water conservancy and hydropower and harbor engineering. As is easily influenced by the environment and construction factors, offshore reef construction difficulty. This paper introduces a sea of suspension bridge anchorage foundation relates to offshore reef blasting scheme and construction method, practice has proved that the design scheme and the corresponding construction method is reasonable and effective, provide effective reference for the construction of other similar offshore engineering.Keywords: sea reef; blasting; construction method
中图分类号：P633文献标识码：A
随着经济发展，港口建设及海上桥梁建设热潮涌动，水下炸礁爆破在实践中应用越来越广泛[1]。相对陆地钻孔爆破而言，水下炸礁施工困难、成本高、影响因素较多、爆破效果不易控制[2]。
1. 工程概况
本项目位于辽宁省，是一座海上双层地锚式悬索桥，锚碇采用沉箱基础。基础下的地址情况相对复杂，除了覆盖层薄厚不一之外，还伴有溶洞和海沟。锚碇区域海底平均标高约为-10.5m，基床顶标高为-15.0m，挖到标高-12m~-13m时，18m³抓斗已经抓不动。为满足设计要求的基床顶面高程-15.0m以及基床的最小厚度1.5m，本工程炸礁需要将基槽炸至-16.5m。根据钻孔资料，沉箱基础下方的地质存在两层溶洞夹层，溶洞内有碎石粘土填充，局部覆盖层大到-30m以下，为海沟。
2. 爆破方法及施工工艺
2.1 爆破方法
采用高风压空压机的专业炸礁船方驳（800t）水下钻孔爆破法施工。采用密度大、威力大，抗水性好、殉爆距离大、起爆传爆性能好、爆炸后产生有毒气体量少的胶质硝化甘油炸药；孔内雷管采用2～4发非电毫秒雷管起爆，水上用8#电雷管引爆非电网路，根据最大齐爆药量实施微差控制爆破。
根据工程特点及施工安排，炸礁船平行于主桥轴线，由北向南施工。
2.2 主要施工工艺
爆破施工按照图2.1所示工艺流程进行。
施工时应设立独立的坐标系，采用GPS进行平面定位，高程以黄海平均海平面起算。炸礁船应平行于主桥轴线呈八字形开锚驻位，如图2.2所示。在船上确定孔位，并在孔位处下钻钻孔。下钻前用水砣或套管量测岩面标高，根据水位与设计孔底标高计算钻孔深度，当钻孔深度达到要求时，吹清孔内碎碴提钻，用水砣测量套管内的孔底标高，达到设计标高时进行装药。若出现塌孔现象需再次下钻使成孔达到要求的标高。
图2.1 爆破施工工艺流程
图2.2 炸礁船驻位示意图
当成孔深度达到规定要求，按设计要求药量进行连续装药。连续装药结构如图2.3所示。
图2.3 连续装药结构示意图
联线起爆需根据不同距离控制最大齐爆药量，视现场的施工情况，单排或多排起爆（放炮）一次。采用串联法联接，尾端接两发电雷管引爆。在移船前应仔细检查联线有无错、漏接，确认无误后将危险区内的人员和船只撤至安全区，炸礁船撤出距爆区150米外发出起爆信号起爆，微差起爆网路如图2.4所示。
图2.4 微差起爆网路示意图
3. 爆破参数和药量计算
依据《中华人民共和国爆破安全规程》[3]、《水运工程爆破技术规范》[4]，根据本工程地质资料，结合相关施工经验，爆破参数设计如下:
⑴ 钻孔直径：采用1000型钻机钻孔，直径φ=115mm。
⑵ 孔网参数与布孔方式：
根据计算并结合工程特点，暂取孔距a=2.5m，排距b=2.0m，三角形布孔，最外缘孔超出设计线不小于4m。单个船地布孔见图3.1，细部见图3.2。
⑶ 超深：超深H=1.0m。
⑷ 单位耗药量:采用胶质炸药，单耗取q=1.2kg/m3。
⑸ 孔深：H=2.4～6.6m（含超深）。
⑹ 平均单孔装药量：Q=q×a×b×H=14.4～39.6kg。
图3.1 单个船地布孔示意图
图3.2 细部布孔示意图
⑺ 最大齐爆药量
① 对周边建筑的安全计算
根据设计平面图，爆破区域距离岸边建筑物最近距离为1000m，考虑爆破安全，根据《中华人民共和国爆破安全规程》
Qmax=(v/k)3/a×R3 计算最大齐爆药量
其中：v-建筑物允许震速，取5cm/s。
k、a--与爆破有关系数，取k=220，a=1.6。
计算1000米处最大齐爆药量为828946kg，根据现场实际情况和以往周边施工经验计划2～3排爆破一次，控制最大齐爆药量为200kg、总起爆药量最终控制在1000kg以内。
② 对周边船舶及施工船舶自身的安全计算
《中华人民共和国爆破安全规程》对施工船舶的水中冲击波安全允许距离如表3.1所示。
表3.1 施工船舶水中安全距离
质量控制方面，保证孔位偏差为±0.2m，钻孔深度偏差为±0.1m，药量偏差（装药长度）：±0.1m，网路联结要确保牢靠准爆，并要求挖渣后满足设计标高。
4. 环境保护措施
本项目施工时配套采取如下环境保护措施：爆破时要严格按最大齐爆药量的要求联线，采用分段微差爆破，尽量减少燥声污染及爆炸所产生的地震波、冲击波对周遍建筑物、船舶、人员的危害。海面上漂浮的爆炸物品在爆炸后所剩的垃圾及时打捞。施工船上如有油泄漏到海上，及时撒洗衣粉等分解剂进行分解。
5. 结论
本文结合某海上地锚式悬索桥锚碇基础炸礁工程案例，介绍了该工程海上炸礁的爆破方案、主要施工工艺、爆破参数的选取、药量计算情况及相应的环保措施。实践证明所设计的方案及相应施工方法合理有效，本文将为海上同类工程的施工提供有效地借鉴。
参考文献：
[1] 张超. 水下炸礁工程浅点消除技术及有害效应研究. 武汉科技大学：硕士论文，2012.
[2] 杨智旭，翟国锋，易建坤，王宏建. 近海水下炸礁工程的参数设计及效果分析. 工程爆破，2007，13（3）.
关键词：土石方 爆破 施工方案
云保公路改线工程Ⅲ标工程项目主线全长16km，分布了12座主线桥梁，路基施工段切割成不连续的多段，不利于路基施工的组织。同时也给路基土石方爆破施工带来了一定的难度。
1 爆破方案的确定
在高等级公路施工中，关于爆破方法的选择一方面要考虑如何提高炮眼利用率，另一方面要思考如何控制开挖轮廓和爆破振动对地层的扰动。笔者结合实践经验，围绕这两方面问题，就爆破方案的选择进行深入探讨。
施工时所选的爆破方案必须同时满足技术、经济和安全三方面的要求，技术人员先就现场情况进行实地踏勘，全面记录现场情况，包括爆破对象的位置、结构、尺寸、数量、材质、地质状况、爆破点附近的环境，以及地表与地下需要保护的光电缆等设施与爆破工点的相对位置和距离等。参建人员基于现场踏勘获得的全部信息，结合爆破要求，编制了多套爆破方案进行甄选，最终确定一套经济合理、技术可行且安全可靠的爆破方案。
本工程沿线山坡有大量石方，坡面几乎全部位于岩层中。根据设计图纸和施工规范，结合现场条件，坡面的爆破可应用光面爆破及预裂爆破的施工方案。爆破方式按标准结合松动方式进行。
光面爆破时，炮眼要密集排布在开挖轮廓线上，装药量少于普通爆破方法所用的装药量，周边眼间距与抵抗线之比基本达到0.8，主爆破后最后同步起爆，沿开挖轮廓线爆除岩体，尽量避免扰动围岩。光面爆破孔距通常不超过1m。但是在实际爆破施工中，可根据岩石结构多布设几个预裂孔。
光面爆破所布设炮眼的密集度和装药量不及预裂爆破。按照预裂爆破方案，从开挖断面轮廓线开始起爆，也就是四周的炮眼先于断面上其他的炮眼同步爆破，所采取的爆破工艺几乎无异于光面爆破。当装药量和检举适当时，在各炮眼的爆破力相互作用下，使四周炮眼形成相互贯通的预裂面，并形成一道屏障，目的是减小随后爆破的冲击波对外侧围岩的扰动。
2 爆破方案的设计计算
2.1 预裂爆破。①凿岩机具的型号决定炮孔直径的大小。炮孔直径的设定要充分考虑炮孔直径和孔深、孔距的关联，通常炮孔直径不宜过大。如果开挖深度或边坡高度达不到4m，所选钻机直径最好大于38mm小于45mm；如果边坡低于8m或挖深达不到8m，所选钻机直径最好大于60mm小于100mm；如果边坡高于8m，或开挖深度超过8m，所用钻机直径最好大于100mm。②炮孔间距a与炮孔直径d有关：a=（8～12）d。若d≤6cm，则a=（9～14）d，破碎软岩必须严格控制间距和装药量。如果是完整硬岩，可适当拉大炮孔间距。③通常以线装药密度表示预裂爆破的装药量。在实际操作中，能够对装药量造成影响的因素来自方方面面，工程人员无法根据相关理论做出准确的分析判断，因此通常根据条件相似的进行或通过公式计算来进行甄选和鉴别。④预裂孔通常比底板高程深一、二米，孔底高程相同，与主爆孔同深且距主爆孔有一段距离。
2.2 光面爆破。光面爆破实际是对光面层施暴。按照光面爆破要求，光面炮孔必须爆破，而且要尽量缩短各炮眼爆破的时差，使其不超过100ms。针对石方路基开挖常用的露天边坡梯段爆破，其开挖顺序通常是由外向内逐一爆破，前一排炮孔爆破为后一排炮孔开辟自由面，最后是光面炮孔爆破。该技术方案所用的技术参数如下：①炮孔直径：如果是露天光面爆破，所用钻机型号必须与主爆区的钻机型号相同；如果是井巷爆破，所用凿岩钻机光面炮孔直径最好大于35mm且小于45mm。②炮孔间距a：露天光面炮孔间距a=（10～15）d，井巷掘进光面炮孔间距a=（12～16）d。如果是大断面掘进爆破，炮孔直径必须大于38mm小于45mm，且光面炮孔间距设定为60～70cm。对于小断面掘进的巷道拱、墙交接部分，开挖面曲率较大，爆破面受岩石的夹制作用比较明显，此时光面孔间距宜控制在45cm～50cm。导向空孔距装药孔的距离通常不超过40cm。③炮孔角度与深度：露天冠冕爆破、光面炮孔倾角和边坡坡角一致，沿设计轮廓面排布。参考开挖深度或梯段高度设定孔深，同时要考虑超深。④光面层厚度：光面层厚度即是光面炮孔的最小抵抗线W。它与光面炮孔间距a的关系为：a=（0.8～1.0）W。⑤装药量：通常用装药集中度或线装药密度表示光面爆破装药量。线装药密度是炮孔装药量与装药段长度之比，而装药集中度则是炮孔总装药量与整个炮孔的长度之比，二者是完全不同的两个概念。
3 石方段开挖爆破施工方案
石方段开挖采用浅孔松动爆破，预留边坡光爆层，层厚控制在3m，纵向梯段法开挖，采用风钻打眼，毫秒微差雷管松动爆破，火雷管起爆，导爆管传爆，装载机挖装，自卸车运输到填方区域指定的弃土场。
3.1 爆破设计。基于现场踏勘信息逐一校核工程数量，参考人机数量、备料量和进度计划，结合地质条件、开挖高度、钻眼情况及机械运行状况来设定梯段分层厚度和钻孔直径，网络设计、起爆顺序及爆破参数则要根据岩石性质、临空面等信息来具体设定。
3.2 爆破环境复查。认真调查并复查石方爆破地段空中、地面、地下结构物类型及其与开挖面的间距。对于可能影响全局的关键地段施作前，具体的爆破振动参数必须经过实地观测，施工阶段如出现问题应及时优化调整。
3.3 本项目应用垂直钻孔纵向梯段式（台阶式）松动爆破方案实施爆破，钻孔呈梅花形依次排布，且要参考钻眼机具型号设定松动爆破台阶高度。
3.4 施工工艺流程：施爆区管线调查爆破设计与设计审批配备专业施爆人员爆区放样用机械或人工清除施爆区覆盖层和强风化岩面放样与布孔钻孔爆破器材检查与测验炮孔检查与废渣清除装药并安装引爆器材布置安全岗及拆除施爆区及飞石、强地震波影响区内的人、畜起爆清除瞎炮解除警戒测定爆破效果（包括飞石、地震波对施爆区内外构成损伤及损失）装、运石方与整修边坡落底至设计高程开凿台阶作业面：先将地表杂物和覆盖土层清理干净，施作小爆破构成台阶作业面。
布孔：参考设计图纸，放出开挖轮廓线及各炮孔位置，预以编号并设标有炮孔尺寸、大小等信息的木牌。
钻孔：该环节的施作质量直接决定最终的爆破效果。钻孔的操作应符合预先设计的角度和方位，且要从慢到快逐步推进。钻孔施工尤其特定的操作规程，如不按规定操作，就可能导致错钻、超钻、漏钻或卡孔；装药前先确保炮孔倾角符合设计要求，方位正确，孔内无积水或杂物，且孔壁不掉块。如果炮孔偏离了指定位置，或其深度与设计要求不符，应尽量快补孔和透孔，重点关注炮眼数量和装药量，以免影响爆破效果。
装药：炸药品种的选择、药量的设定必须按提前设定的标准逐一进行。严禁超装或欠装，确保爆破效果达到预期。爆破前，起爆装置应提前装设到位，光爆炮眼内采用空气柱间隔装药，主炮眼用散装炸药集中装在底部。炮孔堵塞：通常用钻孔的粘土、炮泥来堵塞光爆炮孔，堵塞长度通常距口部约1m。爆破网路敷设：敷设网路前，先确定起爆器的数量、编号，检查其质量是否可靠，严格参照《爆破安全规程》中给定的起爆方式敷设爆破网路。检查确认网路可靠、完好后实施爆破，但要注意起爆点必须位于安全地带。安全警戒：从装药阶段起就开始安全警戒，非施工人员不得进入爆破现场，敷设好网路后，现场无关人等尽快撤离，负责防护和警戒的工作人员即刻就位，临时封闭爆破区段，无关人等一律不得入内。起爆：在网路检测无误，防护工程检查无误，各方警戒正常情况下，指挥员即可命令起爆。安全检查：爆破完成并达到规定的间隔时间后，由安检人员进入施工现场进行检查，经确认无瞎炮等安全隐患时，出渣人员方可下入现场进行施工。
3.5 控制爆破要求。严格控制爆破飞石范围、空气冲击波强度、地震波效应，确保周围人、畜的安全。维护边坡稳定，减少爆破对边坡的破坏以及透发边坡滑坡的可能性。控制爆破度，尽量减少二次破碎工作量，提高装运效率。科学管理，文明施工。
4 结束语
通过对以上爆破关键环节进行了严格的技术控制，云保公路改线工程Ⅲ标项目土石方开挖爆破施工效果良好，完全满足了设计要求，并取得了良好的经济效益。
参考文献：
[1]刘运通，高文学，刘宏刚.现代公路工程爆破[M].人民交通出版社，2006-01.
Abstract： This paper， based on the construction of the tunnel， studies and analyses the blasting construction scheme in the tunnel construction， introduces the basic situation of the tunnel， the engineering geology and the hydrology geology， describes the key technical problems， such as blasting point， drilling and blasting design， blasting vibration monitoring， blasting data processing and so on， and provides reference for tunnel construction.
关键词：爆破施工；钻爆设计；振动监测
Key words： blasting construction；drilling and blasting design；vibration monitoring
中图分类号：TD235 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）12-0232-03
0 引言
随着“一带一路”战略的实施，中西部基础设施建设规模逐步扩大，交通建设方面飞速发展，其中隧道里程所占的比例也越大。为保持我国经济持续稳定增长，需设计及修建大量的铁路、公路隧道。随着隧道工程开发规模的不断扩大，隧道修建时与已有隧道邻近会增加新建隧道的工程爆破施工风险和施工难度。
关于隧道的施工爆破技术的现有研究中，李玉磊将爆破振动监测试验数据同数值模拟结果进行分析对比后，提出了预留侧向台阶土体的小间距隧道爆破施工工序；孙箭林采用ABAQUS软件建模和青岛地铁二号线隧道工程实例情况提出了求施以最大进尺和爆破工法的极限距离，来减少进尺荷载的措施；醋经纬依托兰州枢纽北环隧道上穿红山顶隧道工程，综合爆破振动理论、现场实测、数值模拟三个方面，研究小净距空间交叉隧道爆破施工控制技术。
本文依托实际工程的基本情况，对爆破方案中的爆破要点、钻爆设计、爆破振动监测、爆破数据处理等关键技术问题进行了阐述，为隧道建设工程提供参考。
1 工程概况
某隧道全长1126m，为单线隧道。其所在位置平均海拔440～560m，埋深最大和最小分别为220m和10m。进出口均位于斜坡上。洞身穿越两断层，2处节理密集带。在建隧道与既有隧道相邻最小间距42.07m，隧道位置及平面位置关系图如图1、图2。施工时可能会发生坍塌、突泥、涌水等问题，同时需考虑对建成隧道的影响，施工技术复杂，施工难度大。
隧道施工范围内地质土层主要为第四系全新统坡积膨胀土、寒武系片岩、片岩夹灰岩夹板岩，构造岩主要为压碎岩、断层角砾。隧址区洞身浅埋段为干沟，进、出口冲沟不发育，存在基岩裂隙水，构造裂隙水及岩溶水。在断层带段落，灰岩段为中等富水区，其他段为弱富水区。地下水Cl-含量11.7mg/L，SO42-含量71.1mg/L。
2 方案选择
方案的可行性要符合实际情况，不适应进度或不经济的方案应该直接予以剔除。考虑工程进度（见表1）和围岩开挖费用（见表2）后，从控制爆破、机械开挖、静态爆破和机械配合静态爆破这四种方案中选取控制爆破施工方案。
根据表1可以得知，控制爆破方案开挖进度最快，可缩短工期。
根据表2可以得知，控制爆破方案开挖费用最少，可节约经济成本。
综合上述两方面数据，可以得知此隧道出口临近营业线采取控制爆破方案最为合适，故选取控制爆破施工方案作为此隧道出口临近营业线的施工方案。
3 爆破方案
考虑临近建成隧道资料、在建隧道开挖情况和建成隧道控爆方案专家意见，隧道开挖采用机械开挖隔震槽结合控制爆破的方式，减弱对既有隧道的爆破震动，爆破震速宜按5cm/s控制。隧道隔振槽深度不小于每循环开挖进尺，宽度不小于0.5m，确保既有隧道加固段落超前20m以上。
根据设计与实际情况Ⅴ级围岩采用三台阶留核心土法施工。施工严格按照“先加固、后开挖、弱爆破、短进尺、强支护、勤量测、衬砌紧跟”的原则组织施工。开挖工序见图3所示。
3.1 三台阶法开挖
Ⅴ级围岩采用三台阶法开挖光面爆破时，采用楔形掏槽，周边眼采用不耦合装药，装药结构见周边眼采用装药和辅助眼装药结构图，如图4。
3.2 爆破控制要点
①采用光面爆破技术和微震控制爆破技术，严格控制装药量，以减小对围岩的扰动，控制超欠挖，控制洞碴粒径以利于挖掘机、装载机装碴。
②隧道开挖每个循环都进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm。并采用激光准直仪控制开挖方向。
③钻眼按设计方案进行。钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底低5cm，以便钻孔时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制3°～4°以内。掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比其它炮眼深20cm。
④装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时，专人分好段别，按爆破设计顺序装药，装药作业分组分片进行，定人定位，确保装药作业有序进行，防止雷管段别混乱，影响爆破效果。每眼装药后用炮泥堵塞。
⑤起爆采用复式网络、导爆管起爆系统，联接时，每组控制在12根以内；连接导爆管使用相同的段别，且使用低段别的导爆管。导爆管连接好后有专人检查，检查连接质量，看是否有漏连的导爆管，检查无误后起爆。
3.3 爆破标准
开挖断面不得欠挖；炮眼利用率在95%以上，光爆的半壁炮眼留痕率Ⅴ级围岩在80%以上；相邻两循环炮眼衔接台阶不大于150mm；爆破岩面最大块度不大于300mm。
3.4 安全用药量和炮孔装药量
依据《爆破安全规程》，可以初步计算隧道掘进爆破炸药安全用量，确定循环进尺。
通过安全用量公式
计算得出不同距离下，在确保既有线隧道二次衬砌爆破振速V不大于10cm/s的条件下，最大起爆炸药用量。当Ⅴ围岩加强复合式衬砌R=38.76m，时Qmax=327.18kg，Ⅴ围岩加强复合式衬砌R=60m，时Qmax=998.1kg。
3.5 非电毫秒雷管的选用
导爆管为非电起爆系统中的毫秒雷管1-7段，其间隔时间小于50ms；而7段之后，段与段起爆间隔大于50ms。根据隧道爆破掘进时，实际爆破情况表明起爆间隔大于50ms，爆破振动基本不叠加这一规律，现场爆破时采用分段起爆，保证同一段别雷管同时起爆炸药用量均在安全用药量范围以内。
隧道Ⅴ级围岩加强复合式衬砌每循环掘进0.6m。
3.6 微振爆破钻爆设计
光面爆破周边炮眼采用？准25mm小药卷间隔装药，导爆管、导爆索、竹片用电工胶布与炸药卷绑在一起，辅助眼采用普通装药，装药结构分别如图5、图6所示。
4 爆破振动监测
4.1 振动速度监测方案
新建隧道离既有线隧道较近，属临近既有营业线复杂环境下的隧道开挖爆破，且隧道地质条件复杂，岩性不一，爆破振动衰减规律变化不一致，因此，在试爆段需要对隧道爆破进行全程监测，其余地段每周进行复测一次。既有隧道线通车量大，新建隧道试爆期间必须在列车间隔时间进行，由于列车间隔时间较短，进入隧道安装传感器和测试仪器必须抓紧时间，提前联系好监测单位、设备管理单位、各站段。结合隧道的开挖特点、施工方法、测试条件以及振速控制要求等内容，确定监测方案如下：
①将整个隧道分成洞口和洞身二部分，监测重点是洞口部分。
②将明暗交接洞口作为试验段进行重点监测。进口段距既有隧道较近。试验段选择在进口段，试验段监测内容包括：寻找该区域的爆破振动衰减系数k、α值，为爆破设计提供依据；监测既有隧道及其附属结构的爆破振动安全，控制爆破振动速度低于10cm/s；监测洞口周边建（构）筑物的爆破振动安全，控制爆破振动满足振速控制要求。为准确获得该区域的爆破振动衰减规律，传感器安装在既有隧道边墙的拱腰部位，一次安设4个传感器，传感器之间的距离如图7所示，这样一次监测的隧道掘进长度为105m，所获得的爆破振动衰减系数k、α值能正常反映本区域的场地条件。当开挖隧道的掌子面进洞后正式进入振动监控阶段。洞口周边建筑物的振动监测需要在保护对象附近安设传感器，获得该处的最大质点振动速度和主振频率。
③洞身作为控制区域进行监测。进入振动监控阶段，在既有隧道的边壁上每隔50m安装一个传感器，每个掌子面前后共安装4个传感器，位置如图8。每次爆破均进行遥控监测，每次爆破监测数据均通过无线数据传输进行收发，既有隧道的爆破振动速度控制在10cm/s以内。
爆破振动强度用介质质点的运动物理量来描述，包括质点位移、速度和加速度。但大量工程实践观测表明，爆破地震破坏程度与振动速度大小的相关性比较密切，故在实际测试中，大都采用质点振动速度作为衡量地震波强度的标准。本次测试采用质点振动速度作为主测试量，爆破振动频率作为评价隧道洞身和附属结构以及洞口周边建筑物的辅助测试量。
爆炸引起岩石内部质点振动有垂直、径向和切向三个速度分量，以往的测试数据表明，三个方向形成的合速度对爆破地震动起控制作用。因此，在本工程中，全部采用合速度作为测试量。
4.2 监测方法
以往隧道振动检测结果表明，最大爆破振动速度通常出现在拱腰的位置处，因此将传感器安装在临近开挖隧道一侧的既有隧道的墙壁拱腰上，爆破振动记录仪和无线发射装置固定在距墙角1m高的边墙上。传感器在墙壁上安装必须牢靠，安装方法为在隧道壁上钻孔，埋入螺栓，在孔中灌入水泥砂浆固定，在传感器底部焊接螺母，利用螺母与边墙处螺栓连接固定传感器。为防止爆破振动记录仪和无线发射装置被损坏，在其外部罩一铁皮方盒，铁皮方盒锚固在边墙上。测试时，准确记录各传感器距洞口的距离，以便根据爆区的位置，准确计算爆区与测试点之间的距离。
对洞口周边建（构）筑物进行监测时，传感器布置在需保护的建（构）筑物距爆区的最近点处；测点尽可能布置在基岩上，找不到基岩的区域将爆破振动监测点布置在压实的路面上；准确测出测点的位置，确定至爆源的距离；所有传感器用石膏粉牢固粘结在地表，传感器至记录仪的传输信号线长度小于5m，避免长距离的信号衰减。
4.3 监测数据的处理
①回归爆破振动衰减规律
将收集得到的数据按下式进行回归分析，找出该区域的爆破振动衰减系数k、α值。
式中：V―爆破振动速度最大值（cm/s）；Q―同段别雷管同时起爆炸药安全用量（kg）；R―爆破区药量分布的几何中心至既有隧道边墙的距离（m）；K、α―与地形、地质条件相关的系数。
②对比既有隧道的爆破振动速度是否小于10cm/s。
③判别被保护的建（构）筑物的爆破振动是否满足要求。各种建（构）筑物的爆破振动安全判据，采用保护对象所在地质点峰值振动速度和主振频率为指标，将监测结果与《爆破振动安全允许标准》数据进行对比，即可得到爆破振动是否对周围建（构）筑物造成影响。
④将上述得到的数据及时反馈，指导爆破设计和施工。
5 结论
爆破控制技术是隧道建设施工中必不可少的技术，虽然只是整体施工中的一道工序，但对整个隧道工程极其重要。由于爆破控制技术具有技巧性、灵活性和因地制宜性，故需根据具体工程条件，制定合适的爆破控制方案。本文通过对隧道爆破施工方案的设计，为今后类似工程提供一些参考。
参考文献：
[1]汪旭光.中国典型爆破工程与技术[M].北京：冶金工业出版社，2006.
[2]汪旭光.中国工程爆破与爆破器材的现状及展望[J].工程爆破，2007（4）：01-08.
[3]黄选军，梁进.邻近营业线隧道小净距控制爆破施工技术[J].铁道建筑技术，2014（07）：01-06.
关键词：工程爆破优化
中图分类号： P633.2 文献标识码： A
摘要：穗莞深城际轨道交通项目工程施工总承包SZH-2标太平隧道矿山法段矿山法段厚虎区间1号井小里程方向，隧道沿线靠近及下穿地面建筑物段减振措施保护地面建筑物的部位。
1. 按照本工程提出以下几点优化措施
在隧道爆破施工中，爆破对地面影响最大的是在拱部上台阶施工时，由于没有临空面参数的振动最大，所以在本次方案优化中重点针对上台阶采用不同措施优化。由于下台阶施工时上部已形成临空面，在多次爆破振速测试中，下台阶振动没有超过上台阶振动数值的，若在试爆过程中测得下台阶等其他部位振动大于上台阶时，再将下台阶施工参数进行优化。
优化方案一、1号井小里程方向Ⅳ级围岩采用台阶法施工，上台阶缩短开挖进尺，由原来进尺两榀格栅钢架（2m）缩短到一榀（1m）。优化参数如下表：
本方案中对上台阶爆破参数进行优化，下台阶及隧底部分参数按照日常爆破参数施工，在下台阶施工时，上台阶已经施工完成为下台阶提供了临空面，其允许的最大单段药量去上台阶最大单段用量的2~3倍，即9.6~14.4kg。单对其建筑物的振动影响程度还需要多做测试试验来分析总结，若下台阶爆破振速大于上台阶的振速，对下台阶爆破参数再做一优化。
在当边界条件相同时，爆破开挖的最大振动速度值不取决于一次起爆的总药量，而取决某单段的最大用药量。根据萨道夫斯基公式，在无新增临空面条件下最大单段装药量与爆破允许振速的计算公式如下，根据公式反算优化方案一的最大振速值，只对上台阶的参数进行验算：
V-----保护对象所在地质点振动安全允许速度，cm/s
Q-----最大一段装药量，最大一段为9段4.8kg
R-----爆破区至被保护物距离，20m
k ----与爆破场地条件有关系数 150
α----与地质条件有关系数 1.8
通过上式计算得到最大振速为1.7cm/s小于2cm/s，优化方案一，满足在距爆点20m处一般砖房、非抗振的大型砌块建筑物抗震要求。
优化方案二、1号井小里程方向Ⅳ级围岩采用台阶法施工，上台阶开挖进尺按两榀格栅钢架（2m）进行，上台阶分两步爆破施工，先爆掏槽和辅助孔后爆内圈孔、周边孔和底眼部分。
掏槽方式的选择：掏槽孔仍然选择采用楔形掏槽，楔形掏槽操作简单，单孔装药量与小于垂直掏槽药量，垂直掏槽虽然爆破进尺大，爆破效果好、抛掷距离短，但是掏槽眼数较多，掏槽体积小，装药眼和空眼的间距不能太大，且需要互相平行，要求钻工要有较高钻眼技术，钻眼角度、深度均不得出现偏差。所以仍沿用楔形掏槽。
本方案中只对上台阶爆破参数进行优化，下台阶及隧底部分仍采用方案一中参数，再此不做说明。
在当边界条件相同时，爆破开挖的最大振动速度值不取决于一次起爆的总药量，而取决某单段的最大用药量。根据萨道夫斯基公式，在无新增临空面条件下最大单段装药量与爆破允许振速的计算公式如下，根据公式反算优化方案三的最大振速值：
V-----保护对象所在地质点振动安全允许速度，cm/s
Q-----最大一段装药量，最大一段为7段4.8kg
R-----爆破区至被保护物距离，20m
k ----与爆破场地条件有关系数 150
α----与地质条件有关系数 1.8
通过上式计算得到最大振速为1.7cm/s小于2cm/s，优化方案二，满足在距爆点20m处一般砖房、非抗振的大型砌块建筑物抗震要求。
优化方案三、1号井小里程方向Ⅳ级围岩采用台阶法施工，上台阶开挖进尺按两榀格栅钢架（2m）进行，上台阶采用数码电子雷管一次起爆进行试爆，与其他两种方法做对比。
2.采用数码电子雷管爆破减振原理
爆破降振实质是降低产生振动的能量，即降低产生振动的装药量。隧道开挖时基本采用的是台阶法，上台阶产生振动最大，本工程中一般上台阶爆破孔为60多个孔，采用非电雷管爆破时，由于非电雷管段位少且采用跳段使用，每个段位引爆的孔的数目为5~10个，即产生振动的药量为5~10炮眼孔的总药量。采用电子雷管爆破，延时时间可以任意设置，隧道爆破施工可实现单孔联系爆破，及产生的振动的药量为单孔的装药量。因此采用电子雷管爆破可极大降低爆破的振动。
3.钻爆设计
（1）爆破参数确定
数码电子雷管爆破参数中布孔数量，布孔间距及装药情况和非电雷管相同，按照优化方案一、二参数布孔装药。
（2）装药结构。
由于爆破进尺短，对于掏槽眼、底眼、周边眼均采用连续装药。炮泥封口，但不采用水袋装药，防止因水袋破裂造成电子雷管连接端进水短路。
（3）起爆方法。
隧道采用电子雷管单孔连续起爆技术，爆破从掏槽眼到辅助眼至周边眼、底排眼，通过衣钵表设置起爆时间，各炮眼孔部位设置不同延时时间，各孔之间设置延时时间，可实现逐孔爆破的目的，最大限度降低单段炸药量。各炮孔之间串联起来采用专用起爆器起爆。
在当边界条件相同时，爆破开挖的最大振动速度值不取决于一次起爆的总药量，而取决某单段的最大用药量。根据萨道夫斯基公式，在在无新增临空面条件下最大单段装药量与爆破允许振速的计算公式如下，根据公式反算优化方案三的最大振速值，方案三中采用数码电子雷管爆破，最大单段装药量为最大单孔装药用：
V-----保护对象所在地质点振动安全允许速度，cm/s
Q-----最大一段装药量，最大一段1.2kg
R-----爆破区至被保护物距离，20m
k ----与爆破场地条件有关系数 150
α----与地质条件有关系数 1.8
通过上式计算得到最大振速为0.75cm/s小于1cm/s，优化方案三，满足在距爆点15m处一般砖房、非抗振的大型砌块建筑物抗震要求，及土窑洞、土坯房、毛石房的抗震要求。
4.施工方法
针对爆破工作技术性强，工序多，为了保证爆破工作有条不紊地进行，必须有良好的施工组织。
(1)技术交底
首先对钻孔工人进行技术交底，将布孔原则，钻孔允许偏差等技术要求传达给所有施工人员。
(2)炮孔定位
设计及有关人员事先将炮孔中心位置按设计图用锄头挖小孔准确标在爆区内。
(3)钻孔施工
使用有经验的钻工，严格按炮孔布置设计图钻孔。
(4)炮孔验收
炮孔钻好，由技术人员验收，偏差不大于10cm为合格 ,抵抗线偏差大的孔废弃，验收合格后方可装药施工。
(5)装药施工警戒
为了现场机械设备及施工人员的安全，装药爆区范围内必须初步警戒，甲方须协助现场清理工作。
(6)炮孔装药
装药前用压风吹孔，将炮孔泥砂吹净，由专业爆破作业人员将炸药送到相应的孔位，放好雷管；药卷要装到底，药卷间不留空隙、泥砂，然后堵塞。堵塞用木质炮棍堵粘土，严禁使用铁器冲击炮孔内药包，雷管，装药由专业技术人员指导，由熟练的炮工持证上岗作业。
(7)联线
网路连接完成后，用爆破专用仪表对网路进行导通，这样便可检测爆破网路的可靠性，以利准确起爆。
（8）起爆命令
一旦全部警戒工作完成，由爆破班长再次联络各警戒点，确认无误后，下达起爆命令。
(9)爆后检查及盲炮排除
爆破后30分钟待炮烟散尽后，组织有经验的爆破员到达现场进行爆后检查，确认是否安全及存在盲炮，并作出处理。
（10）爆后检查解除警戒
爆破完毕，经技术人员检查现场无误后，由爆破班长下达解除警戒命令。
（11）有毒气体防护
炸药爆炸后，会产生有毒气体，而且有毒气体不易飘散，每次爆破后，必须等待15分钟以上，待炮烟吹散后，等到有毒气体稀释至爆破安全规程中允许的浓度以下，对人体无伤害时才能进入爆破工作面。
关键词：爆破 施工方案安全 技术措施
中图分类号：P633.2 文献标识码：A 文章编号： 概述
工程爆破在破碎岩体的同时也将发生一些爆破的危害影响，包括空气冲击波、地震波、飞石与粉尘、有害气体、水中冲击波等。根据我标段现有控爆破作业，安全技术措施主要有两上方面。首先施爆过程的安全，即对起爆器材的性能及外界条件的联系所引起不安全因素；其次爆破灾害，即爆破冲击波、爆破地震波及爆破飞石所发生的问题。后者直接涉及到爆破设计问题，特别是配筋混凝土及特殊设施（构筑物的几何形状和组合材料）的拆除爆破，应该要作出充分的有科学依据的极限估算，同时，在防护覆盖措施上，更要慎之又慎。
一、爆破设计
本工程为露天钻孔梯段爆破，采用液压钻钻孔，孔深主要为3～6m，其中3m孔深较多。火工材料采用乳化炸药，非电毫秒雷管分段联网起爆。现场地势较为平坦，根据地质资料及结合现场情况得知：岩石强度相对较低，主要为软—中硬岩，同时经测定临近范围内新浇砼结构物距爆破施工区域最近距离为10～200m，附近居民点距爆破施工区域最近距离为350m。
1./空气冲击波
空气冲击波计算参数主要有：空气冲击波超压值P、单响炸药量Q、药包至危害对象的距离R、经验系数K及指数α。爆破设计的目的在于处理个系数之间的关系，使其达到爆破控制目的，本设计主要采用经验公式法。按照经验公式可得出在不同距离、不同单响炸药量下的空气冲击波超压值，以此确定最大的安全单响药量。
2.地震波
爆破地震波的强弱采用质点振动参数来表示。计算参数主要有：质点振动速度v、单响炸药量Q、药包至危害对象的距离R、经验系数K及衰减指数α。爆破设计的目的在于处理个系数之间的关系，使其达到爆破控制目的，本设计主要采用经验公式法。
根据《水利水电工程施工手册》爆区不同岩性的K、α值对照表2-12-8，在计算时考虑最不利于安全的条件，系数K值取大值，α衰减指数取小值。按照经验公式可得出在不同单响炸药量、不同岩性下的爆破质点振动速度值，以此确定最大的安全单响药量。
二、爆破控制措施
通过对爆破参数设计及计算分析，为了减少对临近新浇砼结构及附近居民的影响采取如下措施：
（1）爆破施工前应先弄清爆破区附近受保护对象的类型及结构形式，确定距离爆破点的距离，熟悉地形、地质条件，以便于能够较为准备的计算出安全的单响炸药量；
（2）在钻爆施工时，应尽可能采用浅孔爆破，分散药量，分段起爆；
（3）准确钻爆，确保设计抵抗线，设计的爆破方向，避免形成波束；
（4）确保炮孔堵塞质量，必要时进行覆盖，降低爆破冲击波；
（5）选择爆破方向，避开抛掷爆破及梯段爆破中地震效应最大的后冲方向；
（6）实施隔震衰减：布置减震裂缝、采用光爆技术、炮孔底部采用岩屑设置缓冲垫层；
（7）尽量避免在新浇龄期小于7d砼的近距离范围内进行爆破施工，如需爆破作业，应采用浅孔、小面积、多分段等方法尽可能降低单响炸药量，使其控制在安全单响药量之内；
（8）结合表1、表2通过对照计算，可得出在不同距离、不同岩性、不同爆破类型下的安全单响药量，在现场爆破施工时严格按照计算的爆破参数控制实施。
三、施爆过程不安全因素的分析
在施爆过程中，炸药与雷管等的爆破器材是一个最大的不安全因素。不仅要掌握它的性能，同时还要具体分析它与特定外界各干扰条件可能发生的联系。
1.炸药热敏感度
当测定炸药对引火物的敏感度时，将导火线置放在一定份量的炸药旁边，使导火线之一端距炸药1cm，观察导火线发出火星对炸药的作用，试验证明一切现代的工业炸药，在这样试样试验下，都不会发生燃烧。又例如，将硝铵炸药放在未混入其他杂质的铁锅里，在室外用明火加热铁锅，使硝铵熔化，若不加任何覆盖，硝铵炸药也不会燃烧，还有用明火直接引燃硝铵炸药，若硝铵炸药堆放在通风良好的导硐内，硝铵虽会在几分钟内全部燃尽，但也有可能不会产生爆炸。但若环境条件改变，例如溶化在铁锅中的硝铵放上一本书加压，就会很快改变散热条件，引起锅中硝铵立即爆炸，又例如将硝铵放在散热差的独头导硐引燃硝铵，会很快从燃烧转化爆燃，尽管某些微弱火星不会直接引燃炸药，但是它可先引燃一些易燃物，特别是刚出厂的确号岩石硝铵含有挥发性的柴油气体，容易助长右燃物着火。因此要充分了解炸药的热敏度的条件。因此，对撞击较为敏感的炸药（叠氮化铅、黑索金等）要特别提防。
2.电感应引起早爆雷击的放电现象极其复杂，不论雷管脚线处于闭合或非闭合状态都有可能产生电感效应，使雷管起爆。在低云层时，也会发生静电感应。此外，摩擦静电感应与杂散电流均可能引起电协管起爆。
3.爆炸产生的有害气体
在地下爆破工程施工中，有害气休比较容易引起人们的注意，但在地表爆破中，往往被 人忽略，特别在准爆成功之后，人们最易失去警觉，就有可能发生事故。例如陕西省石贬峪定向爆破筑坝工程安全准爆成功后，第二天在导流硐发生了中毒伤亡事故，因为爆破整体设计有误导流硐进口处太靠近爆破下破裂线的坍方部位（主要当时没有考虑下破裂的坍塌），爆后导硐进口处被大量坍塌方量堵塞，通风洞成了独头洞，同时在导流洞掘进中，为了增加掘 进爆破工作面，从轴线的附近，又开两条施工洞，因此爆后，淹没的大量爆炸有害气体渗入导流洞中，故造成进洞收线人员中毒而亡。此外爆炸分解反应不可能完全按照想象的中人生成极限的氧化物的情况下进行，也必然要产生少量的有毒气体，其中有害气体为：氧化氮、一氧化碳、硫化氢和二氧化硫，前两种气体一般都可能发生，而硫化氢和二氧化硫气体只有在爆炸介质中含有硫化物时才发生。施爆过程不仅要了解爆炸气体中含有有害气体，更重要的还必须注意到有害气体在地下建筑物可能产生渗漏，而使地下工作人员中毒的一切可能性。
四、爆破安全技术措施
从上述施爆过程中不安全因素的分析可以看出，在城市爆破作业中一定要严格注意安全操作的有关事项。
1）一定要选好制做起爆体的临时工作间，工作间内只允许爆破工作人员进出，并且严格清点炸药进出工作间的数量，绝对防止掉失。
2）在临时工作间内制作起爆体时要远离导电设备（水、暖管道等），并且检查工作间周围是否有电源触地的线头等，要使用木质工作台。
3）在制做起爆体时，电雷管的脚线要防止与地面摩擦、要轻拿轻放，在预计放炮时间里，一定要注意气象预报，或与气象部门取得联系，绝不能在雷雨与低云层天气里放炮。
4）在化工厂房放炮时，必须注意炸药与残积或涂染物的化学反应，必要时要进行硝酸铵与化工产品或副产品的化学反应试验。
5）在地下设施放炮时，一定要全面了解与观察周围地下设施的结构，爆炸气体可能产生渗流的地下硐室都必须预先通知有关人员撤离，必要时施爆人员要带上防毒口罩。
6）要杜绝一切火源（烟头、电器系统）与火工器材接触，以防施工过程中可能发后的爆炸事故。
对于从事爆破作业的技术人员，不仅要懂得一切火工器材操作规程，同时要懂得现有操作规程确定的理由，各其然还要各其所以然。特别是对具体施爆地点、条件进行分析，才能定出安全可靠的施爆技术措施。
3、结论
通过分别对爆破空气冲击波及地震波的分析计算，可以看出：爆破产生的空气冲击波会对人员及建筑物造成损害，地震波主要损害建筑物。同等的单响药量，产生的质点振速受距离的影响因素较大，距离爆破点越近，受保护对象受到的损害就越大。
参考文献：
1、《水利水电工程施工手册》 中国电力出版社2002-12
