浅析油库改扩建中浅孔松动爆破的安全控制

浅析油库改扩建中浅孔松动爆破的安全技术控制作者许俊雄，北京华油鑫业监理公司总监择要：根据对四川油库土石方爆破的成功安全技术控制，浅析浅孔松动爆破方案选择的合理性，论述了钻孔深度、间距和装药量的技术控制关键，及安全控制的要点。关键词：钻孔深度、间距和装药量，振速，爆破冲击波，个别飞散物安全距离笔者监理了四川某油库改扩建项目，其中在总图及道路分项中有30万土石爆破工程量，采用了浅孔松动爆破施工方案，科学的控制爆破振动安全允许距离、爆破冲击波安全允许距离和个别飞散物安全允许距离，成功的安全的完成这分项工程。爆破区内覆盖地层为第四系全新统人工填土,残坡积物,基底为三叠系飞仙关组上段基岩,表层结构松散,物理力学性质差,属不良地基土；中层为粉质土和块石土,物理力学性能较好,基岩属泥质粉砂岩，表层为强风化，强度较低，裂隙发育，物理力学性质相对较差，下层为中等风化层，岩体较完整，裂隙发育，物理力学性能较好。地形起伏较大，高差达45m左右。根据《爆破安全规程》GB6722-2003；《工业炸药爆破后有毒气体含量测定》GB18098;施工设计图纸，现场勘察资料及周围施工环境我们科学采用了浅孔松动爆破施工方案。在爆破施工期间，油罐中尚储油2万方，随时存在油罐引爆的风险，武警生活区的建筑物距最近（Ⅰ油罐区西侧）爆破点为97米（背向），A#储油罐距（Ⅱ油罐区）最近爆破点约116米,侧向爆破，最近正向储油罐爆破点约176米；B#储油罐距（Ⅱ油罐区）最近爆破点82米（背向），最近正向储油罐爆破点约170米；到库区内输油管道距最近爆破点为64米，所处的爆破环境不安全因素决定了爆破方案的合理设计，必须严格控制钻孔深度、间距和装药量。一．合理设计爆破方案爆破等级：参照“城镇浅孔爆破”、爆破环境为“环境复杂”，爆破工程等级确定为C级。1、最大用药量计算（控制振速）为避免爆破振动对油罐及其它建筑物的破坏，必须控制振速，即限制同段最大用药量，爆破安全规程规定的验算：V=K(Q1/3/R)a式中：V—爆破振动验算速度，（按一般砖房取、非抗震的大型砌块，振动频率50HZ~100HZ,并保守考虑）取2.0cm/s。Q—最大单响药量（kg）R—验算点与爆破中心距离（m）K、a—爆区不同岩性的值，按中硬岩石：150≤K≤250取2001.5≤a≤1.8取1.6最大允许单响药量计算列表如下：距爆心距离R(m)406080100120最大允许单响药量（kg）11.338.491177.8307.22、爆破冲击波安全允许距离影响验算⑴露天爆破大块时，一次爆破的药量控制在20kg以内，并按照：RK=25×Q1/3按最大装药量20kg计算避炮安全距离为68米。⑵药包埋入岩土中爆破与裸露药包爆破相比，所产生的空气冲击波超压、正压作用时间和比冲量都显著减少，对人员不会有明显的损伤。对建筑物，只要满足爆破安全距离的要求，空气冲击波安全距离也就有了保证；本工程爆破对象为岩石：爆破作用指数n=13,基本不考虑冲击波对建筑物的损害，地下岩石内装药对建筑物保护的空气冲击波按RK=0.84×Q1/2计算，即：本工程单次总装药量不超过500kg，空气冲击波对建筑物的影响距离RK＜19m,本工程最小安全距离为64m,所以空气冲击波不影响建筑物安全。⑶为绝对保证人员不受爆破空气冲击波的伤害，全部人员必须撤离爆破警戒范围（200m）以外。3、个别飞散物安全距离确定⑴本工程属浅孔爆破，根据《爆破安全规程》（GB6722-2003）爆破个别飞散物对人员警戒安全距离为200m；⑵对于个别飞散物对构筑物的危害，必须采取分段爆破措施，控制个别飞散物，其措施如下：①药包位置的选择，必须避开夹层、裂缝等，以免从这些薄弱面冲出个别飞散物；②装药前必须认真校核各药包的最小抵抗线，根据实测结果修正装药量，严禁盲目装药；③确保炮孔的填塞质量；④使用底爆速炸药，不耦合装药、挤压爆破、浅孔控制爆破，分片微差起爆。⑤采用砂袋、塑料布或废橡胶带对爆破体进行覆盖；对重要构筑物（如输油管道、阀门等）进行包裹、覆盖等防护措施；⑥设置足够范围的安全警戒区。个别飞石控制效果通过试爆确定，试爆点选择在距保护对象200m以上的爆破区域。4、爆破方法⑴石方爆破作业以松动爆破为主，配合小型的改炮，捡底炮等，挖方区石方边坡采用预留边坡宽度1.3～1.5米，用光面爆破法作业，并控制装药量，做到既不损伤边坡的稳定性，又能满足边坡的设计功能。⑵火工材料的选择：由于本工程特殊，场内禁止火种出入，不得使用火雷管，现场使用电雷管和非电雷管，雨季雷击区禁止使用电雷管爆破，在旱季无静电影响的地段采用分段毫秒电雷管或即发电雷管；炸药用乳化炸药或2号岩石硝铵炸药；爆破起爆采用发爆器引爆。⑶松动爆破网络设计①起爆方式：采用发爆器起爆方式。②成孔参数A、钻孔深度：手风钻一般控制在3～4米；B、布孔间距：按密集爆破，手风钻间距一般1.7～2.0米，按梅花型布置。C、松动爆破成孔参数表孔径（mm）孔深抵抗线孔距排距堵塞装药量（m）(kg)Φ402.01.71.71.71.10.93.01.81.81.81.11.94.02.02.02.01.12.9③起爆顺序：根据地形及岩层，可采用多种顺序的起爆方式，如：“V”型起爆法、台阶逐排起爆等。在特殊情况下，如遇有建筑物及正向油罐和输油管道，爆堆方向必须避开，则采用侧向起爆法。④网络连接：浅孔爆破采用“串－并联”方式。⑷边坡光面爆破①随着主体爆破台阶的降低（一般3～4米），为方便机械开挖，边坡光面爆破随之进行。钻眼深度控制在3米左右，钻孔倾角与设计边坡坡度相同。②爆破网络设计采用“串－并联”方式。③光面爆破间距和药段布置（如图）药段堵塞段堵塞段药段药段布置示意图光面炮钻孔间距80辅助炮钻孔间距1205结语：本项目通过严格对钻孔深度、间距和装药量的有效控制，成功的实现在成品油储备库高爆区进行了土石方爆破。为以后地质环境复杂爆破项目提供了借鉴经验。