關于控制基坑石方爆破對臨近基礎混凝土質量安全影響的研究

王智慧

河南省第二建設集團有限公司 河南 新鄉 453002

正文：

0 概述

某電廠一期2×660MW機組工程項目場地爆破開挖過程中，#1機組基坑開挖已大部分完成，#2機組、附屬工程基坑及區域外場平正在爆破開挖，而#1鍋爐建筑工程部分基礎已進行了混凝土澆筑作業，且個別部位有較大的邊坡。后續爆破震動對低齡期混凝土及邊坡的穩定性有一定的影響。為了保證混凝土的質量和安全，保證邊坡的穩定性，提出了保證混凝土質量安全和邊坡穩定的措施。 事故技術人員以爆破試驗為依據，以爆破監測信息為指導，采取合理有效的措施，保證基坑和t的開挖。 基坑的正常施工。在石方開挖過程中，保證了不同齡期混凝土的質量和安全性，并取得良好的效果。

1 爆破試驗研究

鑒于場地環境復雜，開挖部位分布廣泛。相對于鍋爐、電除塵、煙囪基礎等部位高程，可將現場開挖區域分為三類：廠區東南水務中心部位高邊坡開挖、循環水及汽機房部位臺階開挖、#2號鍋爐房基坑負開挖、側煤倉開挖進行了研究。分別引爆?？傮w情況如下：距離及藥量大致相同的條件下，澆筑混凝土不同部位爆破引起的顆粒振動速度比較低?；炷两Y構基礎高度相同，各部位對負開挖爆破響應最強。部分爆破試驗，起爆網絡分段不明顯或未采用微差起爆網絡。比如，高程為26m的臺階爆破時，采用的單響最大藥量為72kg，在距離其95m、高程為13m的煙囪部位測得最大振速為2.29cm/s，其如典型波形圖1所示。高程為13m的臺階深孔爆破時，采用相同的爆破參數及爆破總藥量，在距離爆源105m煙囪同一部位處測得最大振速為4.91cm/s，其典型波形如圖2。

圖-1 典型波形圖1

圖-2 典型波形圖2

從典型的波形圖1可以看出，最大振動速度在網絡的中部，根據現場網絡連接情況可以判定網絡中有若干段同時起爆現象。從典型的波形圖2中可以看出，各段的起始順序是清晰的，但仍存在一些疊加現象

綜上所述，爆破震動強烈的主要原因是單次爆破量、爆破中心距離、相對高差及相應的地形地質條件。

2 爆破震動控制措施

根據《爆破安全規程》（GB6722-2014），為了防止爆破震動的發生，必須嚴格控制顆粒的峰值振動速度。 影響混凝土結構。

爆破振動安全允許標準（2014）

電廠的主廠房基礎是現澆鋼筋混凝土的獨立基礎，汽輪發電機的基礎采用筏形基礎，鍋爐房、側煤倉間及電除塵采用獨立基礎或局部的聯合基礎。結構構件混凝土強度等級：C30～C50。

為此，在依據爆破安全規程中對大體積混凝土安全振速的基礎上，結合上述監測成果及爆破振動規律研究，根據現場地形條件，參考相關理論研究，提出了該工程爆破震動安全控制標準如下：

2.1 特別控制區（30 m范圍內）

（1）距離混凝土澆筑邊界R＜10m的開挖范圍

對于7天以上齡期混凝土 當爆源位置比保護對象基礎高3m以上時，采用小孔徑（d=45mm）孔深2～4m的淺孔爆破法，單孔藥量控制在（1～1.5）kg內，單孔單響；若采用大孔徑（d=110mm），孔深控制應在2～3m內，裝藥量可控制在（1.5～2.0）kg內。

對于3～7天齡期混凝土，應采用更小藥量的爆破方案。例如，采用大孔徑（d=110mm）裝藥時，孔深控制在1～1.5m內，將單孔藥量控制在0.8～1kg并且要求采用更合理的微差起爆網路。在此范圍，混凝土澆筑后的3天內，不得進行鉆爆施工。若該范圍內還存在較大方量的巖體需開挖，最好安排在混凝土施工前爆破挖除。

對于該范圍的高差3m以下部位特別是低開挖部位的鉆爆，要特別謹慎施工，視現場監測結果及時進行調整相應參數，鉆孔深度和單孔藥量減為80%。

（2）距離混凝土澆筑邊界R=10～20m的開挖范圍

對于7d以上齡期混凝土，爆源位置比保護對象基礎高3m以上時，采用小孔徑（d=45mm）孔深3～4m的淺孔爆破法，單孔藥量控制在2～2.5kg內，兩孔一響時單孔藥量不得高于2kg；采用大孔徑（d=110mm）時，孔深控制在3m內，單孔裝藥量為2.0～3.0kg。對于其他更低部位的爆源，相應藥量減為前者的60%～70%。

對于3～7天齡期混凝土，爆源位置比保護對象基礎高3m以上時，采用小孔徑（d=45mm）孔深2～3m的淺孔爆破法，單孔藥量控制在1～1.5kg內，單孔單響；采用大孔徑（d=110mm），孔深在1.5～2m內，裝藥量可增加至1.5～2.5kg。

1 ～3 天齡期混凝土，建議不要進行此區域的爆破施工。若必須爆破施工，應采用更謹慎的爆破方案，如采用大孔徑（d=110mm）裝藥，將孔深控制在2.0m以下，單孔藥量控制在0.8～1kg內。必須結合監測數據及時調整裝藥量，當開挖成本較高時，建議提前挖除近距離部分。當開挖部位較低或高差較小時，相應距離部位藥量減為原來的70%～80%。

（3）距離混凝土澆筑邊界R=20～30m的開挖范圍

可以采用原定爆破施工方案：孔深控制在2～4m內，采用小孔徑或大孔徑（d=110mm），單孔裝藥量控制在3kg以內。比建筑物基礎高4m以上，可考慮采用兩孔一響或三孔一響的爆破方案。

2.2 嚴格控制區（30m至70m范圍）

采用孔徑90mm或110mm、臺階高度5～7m的中深孔鉆爆方法。單孔藥量控制在25kg以內；隨著距離增加，視實際振動監測數據情況，經衰減規律預測，若兩孔或三孔一響滿足振動要求，可以采用。

2.3 一般控制區（70m以外范圍）

可采用孔徑90mm或110mm、臺階高度8～12m的深孔梯段爆破方法。單孔藥量一般控制在30～60kg。對于深孔爆破，要更加注重起爆網絡的設計，盡量增大微差時間，避免不同段間峰值疊加。在振動監測數據的反饋下，可以逐步采用兩孔一響和更合理精確的微差起爆網路，以實現更高效率的開挖施工。

在主要部位進行混凝土澆筑后，特別控制區內一次淺孔爆破范圍不要過大，根據監測數據，及時調整爆破參數。對于嚴格控制區和一般控制區，依據現場測得的振動數據及中近期振動傳播規律，對裝藥量進行控制。

3 爆破震動控制效果

通過對爆破震動規律的研究，及制定合理有效的措施，后續爆破施工過程取得了良好的效果。重要部位監測得的數據顯示，爆破振速基本在控制標準范圍內。通過3月29日脫硫吸收塔基礎淺孔爆破成果（典型波開圖3），可知通過對單響藥量控制，采用微差起爆網絡能夠達到振動控制的目的。

圖-3 典型波形3

4 爆破震動控制結論

場平及基坑開挖過程中，各部位對爆破震動響應程度跟爆心距、單響最大藥量、相對高差及地形條件有密切的關系。依據爆心距大小，根據回歸方程大致確定單響藥量，結合爆源和測點相對位置修正爆破參數，通過爆破監測跟蹤了解爆破震動狀況，及時調整相關參數及方案。通過這種思路和方法，在整個場平開挖過程中，既確保了新澆混凝土質量安全，又使爆破施工作業得到順利進行。