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摘 要：依据漳河水库灌区永圣渡槽爆破拆除工程实例，对爆破设计依据原则与方案选择、爆破切口的设计、参数的选取、起爆网络设计、安全距离计算以及爆破施工组织、施工流程、安全控制与管理、应急与救援预案、爆破拆除效果等进行较为详细的分析，对于同类型的渡槽爆破施工有一定的借鉴作用。
关键词：爆破拆除；整体原地坍塌；永圣渡槽；漳河水库灌区
中图分类号：TV542 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）01-0083-04
Research on Blasting Demolition Construction Technology of
Yongsheng Aqueduct of Four Main Canal
CHENG Guodong1，2 LIU Mingzhong1，2 LI Xiulei1 CHEN Chongde1
（1.Hubei Zhanghe Project Administration Bureau，Jingmen Hubei 448156；
2.Hubei Ruihong Engineering Management Co.， Ltd.，Jingmen Hubei 448156）
Abstract： Taking blasting demolition project of Yongsheng aqueduct in Zhanghe reservoir irrigation area as an example， the blasting design principle and scheme selection， blasting cut design， parameter selection， design of blasting network， the safety distance calculation， the blasting construction organization， construction process， safety control and management， emergency and rescue plan and blasting demolition effect were analyzed in detail， which can be used for reference for the construction of the same type of aqueduct.
Keywords： blasting demolition；overall situ collapse；Yongsheng aqueduct；Zhanghe reservoir irrigation area
漳河水库灌区永圣渡槽位于四干渠北干23+000～23+570处，跨越永圣河，灌溉面积1.13万hm2，设计流量11.24m3/s。永圣渡槽长570m，渡槽钢筋混凝土工程量4 080m3。渡槽附近村庄较多，居民住宅距渡槽18m左右，另有2条乡村公路从渡槽下面穿过。为减少拆除作业对居民住宅和乡村公路的影响，采用机械拆除+爆破拆除方案施工，设计采用1台长臂破碎锤、2台普通破碎锤拆除23+000-23+098、23+481-23+570段渡槽，爆破拆除23+098-23+481段渡槽。爆破拆除渡槽结构为钢筋混凝土，高度为17～27m，长度为383m。要求爆破作业对周边房屋及设施不造成损坏，在施工中严格控制飞石，凿洞不影响周边居民的正常生活，保证工地工人、行人、车辆的安全。
1 爆破拆除方案设计
1.1 设计依据、原则与方案选择
1.1.1 设计依据。国家及有关部门颁布的规程、规范、技术标准，以及公安部门、安全生产监督管理部门的相关要求。尽可能减轻爆破拆除渡槽对周围环境的影响，同時爆破处拆除应符合相关质量、安全等技术要求。
1.1.2 设计原则。确保爆破拆除施工中安全第一的原则，坚持节约成本的原则，效益与效率兼顾原则。
1.1.3 方案选择。根据待爆渡槽的结构、所处地理环境条件以及参建各方的共同意见，爆破拆除技术方案选择整体原地坍塌爆破方案。
1.2 爆破切口的设计
1.2.1 切口位置。爆破切口为便于钻孔施工，切口底线位于地表。
1.2.2 切口形状。拆除爆破时常用的爆破切口有三角形、矩形、梯形和倒梯形等。参考各类参考资料和以往施工经验，本次切口采用矩形切口。
1.2.3 切口长度。根据排架实际宽度取切口长度为1.0m。
1.2.4 切口高度。切口高度H按下式计算：
H=K1δ （1）
式（1）中，K1为经验数据，切口处结构为钢筋混凝土时，K1=6.0～10.0；δ为切口处筒体壁厚（m）。
每个排架为4个柱体，分两排（见图1）。按公式（1）计算，第一排爆破切口高度H取1.4m，第二排爆破切口高度H取0.8m。爆破切口设计见图2、图3。
图1 槽墩示意图
图2 第一排槽墩切口示意图
图3 第二排槽墩切口示意图
1.3 爆破参数的选取
1.3.1 计算公式。最小抵抗线计算公式如下：
W=B/2 （2）
孔距计算公式如下：
a=（1.0-1.3）W （3）
排距计算公式如下：
b=（0.6-0.9）a （4）
炮孔深度计算公式如下：
l=（0.50-0.65）H （5）
式（2）～（5）中，B为断面最小边长，H为断面最大边长。
1.3.2 第一排槽墩技术参数的选取。采用[ϕ38～44mm]手风钻打孔，2号岩石用硝铵炸药进行爆破。按公式（2）～（5）计算：W=0.2m，a=20cm，b=20cm，l=65cm。其他参数选择为：孔径D=40mm，装药长度L1=45cm，填塞长度L2=20cm，单耗q=9～10kg/m3，单孔装药量Q=0.2kg，孔数N=64个，单响最大药量[Q′]=0.2×8（排）×4（孔）×2=12.8kg。
1.3.3 第二排桥墩技术参数的选取。按公式（2）～（5）计算：W=0.2m，a=20cm，b=20cm，l=65cm。其他参数选择为：孔径D=40mm，装药长度L1=45cm，填塞长度L2=20cm，单耗q=9～10kg/m3，单孔装药量Q=0.2kg，孔数N=40个，单响最大药量[Q′]=0.2×5（排）×4（孔）×2=8.0kg。
1.3.4 总装药量计算。总药量Q总=（12.8kg+8.0kg）×23=478.4kg，初选每孔装药量为0.1～0.2kg。
正式施工之前，在渡槽北部相同部位进行试炮，根据试炮结果情况，对上述爆破参数进行修正，以期达到最佳爆破效果。共需炸药478.4kg，雷管4 000发。
1.4 起爆网络设计
采用普通毫秒导爆管雷管并串联爆破网路。每个排架4个柱体孔内导爆管雷管并联后与其余排架導爆管雷管串联后再与双发电雷管相联，引至安全地点，由起爆器引爆（见图4）。
图4 网络连接图
首先，起爆前应加强对爆破周边环境杂散电流的监测，以保证起爆网络的安全性；其次，起爆网络应采用同一厂家、同一批次的雷管，以确保整个爆破网络的可靠性；再者，为避免出现盲炮，提高爆破可靠性，采用并串联爆破网络；然后，为了能让缺口准确、快速形成，保证精确、顺利实现定向倒塌，故采用齐发爆破；最后，为在一定程度上减少灰尘对周围居民的影响，选用黄泥与炮屑作为炮孔堵塞物。
1.5 安全距离计算
1.5.1 爆破振动速度安全允许距离。计算公式如下：
[V=KK（Q′3R）] （6）
式（6）中，V为安全允许振动速度（cm/s）；K为相关系数，取250；K"为修正系数，取0.50；[Q′]为单响最大药量，[Q′]=4kg；R为爆点中心至最近保护物距离；a为相关系数，取2.0。
按式（6）计算，结果见表1。按《爆破安全规程》（GB 6722—2014）的规定：土窑洞、土坯房、毛石房屋，安全允许振速为0.5～1.5cm/s；一般砖房、非抗震的大型砌建筑物，安全允许振速为2.0～3.0cm/s；钢筋混凝土结构房屋，安全允许振速为3.0～5.0cm/s[1]。渡槽附近均为非抗震的砌体建筑物与钢筋混凝土结构房屋，因而从表1可以看出，爆破振动计算值在安全范围内。
表1 爆破振动速度安全允许距离
[保护物距离/m单响最大药量/kg地面质点振动速度（cm/s）1341.861441.611840.972040.79]
1.5.2 建筑物倒塌冲击波地表而产生的塌落震动速度。计算公式如下：
[Vt=Kt（MgH/σ）1/3/20β] （7）
式（7）中，Kt为衰减参数，取3.37；M为下落构建的质量（t）；g为重力加速度（m/s2）；H为构件的中心高度（m）；σ为地面介质的破坏强度，取10MPa；β为指数，取1.66。
按公式（7）计算，Vt=20cm/s，在安全值范围内。
1.5.3 爆破空气冲击波。计算公式如下：
[Rk=KnQ] （8）
式（8）中，Q为爆破药量（kg），Kn为与爆破作用指数和破坏状态有关的系数，取2.5。
按公式（8）计算，Rk=54.7m，爆破震动小于国家爆破安全规程的要求，故爆破冲击波不会对周围建筑物构成危害。
1.5.4 爆破飞散物安全允许距离。计算公式如下：
两端方向：[Rf1=20Kfn2W] （9）
两侧方向：[Rf2=40Kfn2W] （10）
式（9）（10）中，Kf为安全系数，一般取1.0～1.5；n为爆破作用指数，取1.0；W为最小抵抗线，按公式（9）（10）计算，[Rf1=6m]，[Rf2=12m]。
综合考虑各方面的因素，个别飞石对人员安全距离设定为100m，实际警戒范围确定为渡槽左右侧各200m范围内[2]。
2 爆破控制与管理
2.1 爆破施工组织
首先，成立爆破领导小组。地方有关单位及各参建单位主要人员参加，项目管理单位牵头组织实施，做到分工明确、责权清晰、互相协调、互相促进。其次，组织有关单位审核并批准爆破方案，检查督办爆破进度，协调解决爆破施工中出现的各种问题。然后，加强对爆破专业队伍的管理。专业的爆破施工人员应是有技术、懂管理、肯吃苦的施工管理人员，爆破队伍应由有丰富施工经验的各种专业人员组成，严格遵守各项规章制度，按程序办事。再者，确保机械设备和劳动力投入。科学合理地调配人员和机械设备，优化劳动力配置，备足机械设备易损零件，备用可随时调入的机械设备和劳动力，确保爆破工程顺利进行。最后，组织有关技术人员，认真熟悉图纸；结合施工图及技术规范，做好施工前的技术交底工作，使所有参加施工的人员掌握各自工序的施工要点、施工标准及施工方法。
2.2 爆破施工流程
具体的爆破施工流程见图5。
图5 爆破施工流程
2.3 爆破安全控制与管理
①严格按照设计要求钻眼，保证位置、方向和深度。②爆破器材炸药和雷管必须严格测试，电雷管必须使用同厂、同批、同型号的雷管[3]。
③装药后必须堵塞炮孔，堵塞炮泥时应注意雷管脚线，不得使其受损而影响安全准爆。
④在炮孔部位覆盖防护物，排架爆破切口部位及其周边0.5m范围内挂敷3层草帘和1层竹笆片，周围建筑物的一些部位和门窗用竹笆片进行遮挡防护。联接电爆网路时应特别注意，防止联错或漏联[4]。
⑤爆破前一两天应注意天气预报，主要是风向、风力，风向与爆破方向一致时对爆破无影响。
⑥确定安全信号，急促哨声为警戒信号，一长哨声为起爆信号，三声长哨为解除警戒信号。
⑦爆破实施前，办理爆破审批手续；组织有关各方召开协调会议，确定爆破现场安全保卫方案、交通管制方案、應急预案和后勤保障方案等并组织实施。
⑧爆点中心半径200m为警戒范围，起爆前清理警戒范围内的所有人员，在具备安全起爆条件时指挥长发出起爆命令。
2.4 应急与救援预案
①如果发现拒爆，应急小组应按照有关安全规定进行处理，主要是检查确认起爆线路完好时，做好安全防护后可重新起爆；若起爆线路已损坏，则重新布设起爆网络、防护好后再起爆[5]；在没有处理完拒爆意外时，不得解除警戒，并派专人看管警戒爆区。
②发现盲炮应封锁爆区，由爆破员认真检查。若线路完好，经检查后可联线再起爆；若起爆线路损伤，可以更换的应立即更换，检查后再起爆[6]。
③发生事故应立即上报，并保护好现场或进行处理[7]。
④如果发现人员受伤，迅速向120求救，在第一时间抢救伤员。
⑤配合有关部门做好善后处理。
2.5 爆破效果
①爆破设计选定的各项参数基本达到，爆破将与基础相连的主立柱和槽身部分炸掉，原地坍塌，靠渡槽的自身质量自由落地解体[8]。
②整个爆破施工过程有序开展，地方有关部门与各参建单位通力合作，进度、投资控制均在计划内，保证了工程的顺利实施。
③爆破安全控制与管理达到既定目标，未伤一人一物。
④爆破后对周边环境没有产生不利的影响。
3 结语
漳河水库灌区四干渠永圣渡槽爆破拆除工程从钻孔至爆破历时8d，按预定计划顺利完成了任务，为后续重建施工赢得了宝贵的时间。同时，在工期、投资、质量控制、安全风险与安全投入等方面有着明显的优势，其社会、经济效益较为明显。
参考文献：
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