燃氣管道周邊地基巖石爆破技術(shù)探析論文
1工程概況
長沙市湘江新區(qū)連山村洋湖片區(qū)內(nèi)新建藍天保障性住房，該住房由 8 棟高層住宅和商鋪等組成，建筑物安全等級為甲級，為框剪、抗震墻結(jié)構(gòu)。在地基開挖過程中發(fā)現(xiàn)，17 號樓、20 號樓地基巖石較硬，機械施工實施難度大，只能采用爆破方式進行開挖。
擬定的爆破區(qū)域南側(cè)約 30 m 處敷設(shè)有次高壓燃氣管道，規(guī)格為 D610×9.5,L290 螺旋縫埋弧焊鋼管，管內(nèi)壓力小于等于 1.6 MPa,埋深約 4~5 m.為了保證藍天保障性住房如期完工，須對管道周邊 30 m外的巖石進行爆破施工。
2爆破區(qū)域與次高壓管道的位置關(guān)系
根據(jù)地勘報告，目標巖石堅硬程度不一，連續(xù)性差，不同位置巖石性狀有較大差別，開挖深度約為 7~ 8 m,個別區(qū)域開挖深度達到 9 m,石方量大約14.58×104m3.水文條件對此區(qū)域的爆破施工影響不大。爆破區(qū)域與燃氣管道平面位置關(guān)系見圖 1.
3爆破振動速度允許值的確定
3.1 確保燃氣管道安全的爆破振動允許值確定
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，管道位于爆破作業(yè)區(qū)南向開挖邊坡頂部，與爆破作業(yè)區(qū)平行，距爆破作業(yè)區(qū)邊緣約30 m,爆破作業(yè)中必須對燃氣管道采取措施保護。
因此，在爆破作業(yè)中應(yīng)全過程對燃氣管道進行爆破振動監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果適當調(diào)整爆破作業(yè)參數(shù)。
為了保護燃氣管道，特設(shè)計了相應(yīng)的爆破施工方案。
由 GB 50032-2003《室外給水排水和燃氣熱力工程抗震設(shè)計規(guī)范》可知，長沙市抗震設(shè)防烈度為 6度，設(shè)計基本地震加速度為 0.05g.地震加速度0.05g 對應(yīng)的爆破振動速度為 3.0 ~ 6.0 cm / s[1].
本工程取值參考同類工程經(jīng)驗，為了確保管道安全，到達燃氣管道處的爆破振動速度取 1.0cm / s,以此確定最大單響起爆藥量和安全距離。并設(shè)置減震溝阻隔爆破地震波的傳播，確保燃氣管道的安全。
3.2 邊坡安全性校核
對于邊坡，參考 GB 6722-2014《爆破安全規(guī)程》，本次爆破作業(yè)到達燃氣管道處的爆破振動速度取 1.0 cm/s 時，經(jīng)計算邊坡爆破振動速度為 2.0cm / s,不會影響邊坡安全。
4管道保護的措施
本項目爆破工程總體采用控制爆破，使用弱松動控制爆破的施工工藝。爆破作業(yè)采用分層分塊方式作業(yè)，在爆破作業(yè)中用 TC-4850 測振儀對燃氣管道進行全程爆破振動監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整爆破作業(yè)參數(shù)。采取主要保護措施如下。
�、� 用管線探測儀定位燃氣管道的準確位置，以便能在正確位置擺放測振儀。
② 在燃氣管道與淺孔爆破區(qū)之間（約 40 m處）用機械開挖一條減震溝，減震溝的兩端都超出爆破作業(yè)區(qū) 40 m 以上，以便阻隔爆破地震波對燃氣管道的振動影響，確保燃氣管道的安全。減震溝平面位置見圖 2,減震溝截面見圖 3.減震溝寬 1.5 m,深 5 m.
�、� 根據(jù)爆破作業(yè)區(qū)域距燃氣管道的距離，擬采用如下的爆破方法。
a.距離燃氣管道 30 m 范圍內(nèi)采用機械方式開挖。
b.距離燃氣管道 30 ~ 50 m 范圍內(nèi)采用淺孔松動爆破方式，炮孔直徑為 40 mm,炮孔孔深小于 3.0m.
c.距離燃氣管道 50 m 以外范圍采用深孔松動爆破方式，炮孔直徑為 90 mm,炮孔孔深取 5.0~8.0m.施工作業(yè)開挖方式分區(qū)見圖 4.
④ 單位巖石體積炸藥單耗暫定 0.35 kg/m3,巖石爆破使用 2 號巖石乳化炸藥，具體通過試爆確定。
�、� 到達燃氣管道處的爆破振動速度取 1.0cm / s 進行安全核算，確定最大單響藥量和安全距離。
根據(jù) GB 6722-2014《爆破安全規(guī)程》，允許一次起爆的最大段藥量計算式為：
本項目中硬巖石 K 取 150,α 取 1.8.本項目爆破的.主振頻率為10~60 Hz,主要考慮燃氣管道的安全，燃氣管道處爆破振動速度取 1.0 cm/s 作為本次爆破的安全控制標準。得到按燃氣管道處測點到不同爆破點中心的距離采用的最大單響藥量，見表2.
在具體施工過程中，必須根據(jù)試爆時監(jiān)測的燃氣管道處爆破振動速度回歸得出 K、α 值，由實際所得數(shù)據(jù)指導(dǎo)后續(xù)的施工設(shè)計。
�、� 合理選擇爆破作業(yè)臨空面方向。臨空面的后方是爆破振動最大的地方，本工程臨空面見圖 5.
整個爆破區(qū)域分為 7 個爆破區(qū)（1 ~ 3 為淺孔爆破區(qū)，4~7 為深孔爆破區(qū)），每個爆破區(qū)又分為若干小爆破區(qū)塊。深孔爆破區(qū)每次爆破施工區(qū)為長 30 m寬 10 m 的矩形爆破區(qū)塊，淺孔爆破區(qū)每次爆破施工區(qū)為長 15 m 寬 5 m 的矩形區(qū)塊（爆破分層、分塊進行）。爆破施工順序見圖 5,依次為 7-6-5-4-3-2-1.
綜上所述，燃氣管道 30 m 以內(nèi)用機械開挖，30~ 50 m 區(qū)域的淺孔爆破的最大單響藥量定為 6 kg;50 m 以外的深孔爆破的最大單響藥量定為 29 kg.
這樣，燃氣管道處的爆破振動速度就能保證低于1.0cm / s,同時，用機械開挖的減震溝阻隔爆破地震波的傳播，確保燃氣管道的安全。
5主要爆破參數(shù)的確定
�、俑鶕�(jù)本項目特點，爆破網(wǎng)路采用孔間微差與排間微差相結(jié)合的起爆網(wǎng)路，爆破網(wǎng)路連接見圖6,并根據(jù)最大單響藥量及每孔實際裝藥量確定單段孔數(shù)。
由于巖層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，連續(xù)性較差，具體的爆破參數(shù)要根據(jù)實際施工中反饋的信息進行調(diào)整。認真觀察鉆孔的鉆屑，根據(jù)鉆屑反映的地底巖石情況及時調(diào)整單響藥量，以確保爆破振動速度在要求范圍內(nèi)。每次爆破要做技術(shù)方案，并在爆破監(jiān)理方的監(jiān)督下嚴格按照方案進行施工。
6爆破振動監(jiān)測布置
本工程采用 TC-4850 測振儀進行測振。方案選取的 K、α 值只是經(jīng)驗值，影響爆破振動的因素很多，包括單響藥量、距離、巖性、地形、開挖推進方向等，施工中必須根據(jù)振動監(jiān)測結(jié)果，修正調(diào)整施工設(shè)計方案。為了確認 K、α 值，需要進行試爆振動監(jiān)測，試爆時沿爆破施工區(qū)與管道的垂直連線上監(jiān)測點布置見圖 7.共進行 3 次試爆，以修正所選取的 K、α 值。取3 次的平均值，K 為 145,α為 1.75.
每次爆破均進行爆破振動監(jiān)測，爆破振動監(jiān)測點布置見圖 8,1 號監(jiān)測點為管道上距爆破區(qū)塊最近的點，2、3 號分別距 1 號監(jiān)測點 100 m,每次爆破都以此規(guī)則重新布置監(jiān)測點。
嚴格執(zhí)行燃氣管道處爆破振動速度不能超過 1.0 cm / s 的標準，如施工過程中爆破振動速度超過 1.0 cm / s,應(yīng)立即停止爆破作業(yè)，找出原因，調(diào)整單響藥量，以保證管道的安全。
7結(jié)語
在整個爆破作業(yè)過程中，通過調(diào)整單響藥量，燃氣管道處爆破振動速度控制在 0.3~0.8 cm/s,沒有對燃氣管道和邊坡造成影響。
參考文獻：
[1] 劉殿中。 工程爆破實用手冊[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1999:308-310.
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