燃气管道周边地基岩石爆破技术探析论文
1工程概况
长沙市湘江新区连山村洋湖片区内新建蓝天保障性住房，该住房由 8 栋高层住宅和商铺等组成，建筑物安全等级为甲级，为框剪、抗震墙结构。在地基开挖过程中发现，17 号楼、20 号楼地基岩石较硬，机械施工实施难度大，只能采用爆破方式进行开挖。
拟定的爆破区域南侧约 30 m 处敷设有次高压燃气管道，规格为 D610×9.5,L290 螺旋缝埋弧焊钢管，管内压力小于等于 1.6 MPa,埋深约 4~5 m.为了保证蓝天保障性住房如期完工，须对管道周边 30 m外的岩石进行爆破施工。
2爆破区域与次高压管道的位置关系
根据地勘报告，目标岩石坚硬程度不一，连续性差，不同位置岩石性状有较大差别，开挖深度约为 7~ 8 m,个别区域开挖深度达到 9 m,石方量大约14.58×104m3.水文条件对此区域的爆破施工影响不大。爆破区域与燃气管道平面位置关系见图 1.
3爆破振动速度允许值的确定
3.1 确保燃气管道安全的爆破振动允许值确定
根据现场调查，管道位于爆破作业区南向开挖边坡顶部，与爆破作业区平行，距爆破作业区边缘约30 m,爆破作业中必须对燃气管道采取措施保护。
因此，在爆破作业中应全过程对燃气管道进行爆破振动监测，根据监测结果适当调整爆破作业参数。
为了保护燃气管道，特设计了相应的爆破施工方案。
由 GB 50032-2003《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》可知，长沙市抗震设防烈度为 6度，设计基本地震加速度为 0.05g.地震加速度0.05g 对应的爆破振动速度为 3.0 ~ 6.0 cm / s[1].
本工程取值参考同类工程经验，为了确保管道安全，到达燃气管道处的爆破振动速度取 1.0cm / s,以此确定最大单响起爆药量和安全距离。并设置减震沟阻隔爆破地震波的传播，确保燃气管道的安全。
3.2 边坡安全性校核
对于边坡，参考 GB 6722-2014《爆破安全规程》，本次爆破作业到达燃气管道处的爆破振动速度取 1.0 cm/s 时，经计算边坡爆破振动速度为 2.0cm / s,不会影响边坡安全。
4管道保护的措施
本项目爆破工程总体采用控制爆破，使用弱松动控制爆破的施工工艺。爆破作业采用分层分块方式作业，在爆破作业中用 TC-4850 测振仪对燃气管道进行全程爆破振动监测，根据监测结果及时调整爆破作业参数。采取主要保护措施如下。
① 用管线探测仪定位燃气管道的准确位置，以便能在正确位置摆放测振仪。
② 在燃气管道与浅孔爆破区之间（约 40 m处）用机械开挖一条减震沟，减震沟的两端都超出爆破作业区 40 m 以上，以便阻隔爆破地震波对燃气管道的振动影响，确保燃气管道的安全。减震沟平面位置见图 2,减震沟截面见图 3.减震沟宽 1.5 m,深 5 m.
③ 根据爆破作业区域距燃气管道的距离，拟采用如下的爆破方法。
a.距离燃气管道 30 m 范围内采用机械方式开挖。
b.距离燃气管道 30 ~ 50 m 范围内采用浅孔松动爆破方式，炮孔直径为 40 mm,炮孔孔深小于 3.0m.
c.距离燃气管道 50 m 以外范围采用深孔松动爆破方式，炮孔直径为 90 mm,炮孔孔深取 5.0~8.0m.施工作业开挖方式分区见图 4.
④ 单位岩石体积炸药单耗暂定 0.35 kg/m3,岩石爆破使用 2 号岩石乳化炸药，具体通过试爆确定。
⑤ 到达燃气管道处的爆破振动速度取 1.0cm / s 进行安全核算，确定最大单响药量和安全距离。
根据 GB 6722-2014《爆破安全规程》，允许一次起爆的最大段药量计算式为：
本项目中硬岩石 K 取 150,α 取 1.8.本项目爆破的.主振频率为10~60 Hz,主要考虑燃气管道的安全，燃气管道处爆破振动速度取 1.0 cm/s 作为本次爆破的安全控制标准。得到按燃气管道处测点到不同爆破点中心的距离采用的最大单响药量，见表2.
在具体施工过程中，必须根据试爆时监测的燃气管道处爆破振动速度回归得出 K、α 值，由实际所得数据指导后续的施工设计。
⑥ 合理选择爆破作业临空面方向。临空面的后方是爆破振动最大的地方，本工程临空面见图 5.
整个爆破区域分为 7 个爆破区（1 ~ 3 为浅孔爆破区，4~7 为深孔爆破区），每个爆破区又分为若干小爆破区块。深孔爆破区每次爆破施工区为长 30 m宽 10 m 的矩形爆破区块，浅孔爆破区每次爆破施工区为长 15 m 宽 5 m 的矩形区块（爆破分层、分块进行）。爆破施工顺序见图 5,依次为 7-6-5-4-3-2-1.
综上所述，燃气管道 30 m 以内用机械开挖，30~ 50 m 区域的浅孔爆破的最大单响药量定为 6 kg;50 m 以外的深孔爆破的最大单响药量定为 29 kg.
这样，燃气管道处的爆破振动速度就能保证低于1.0cm / s,同时，用机械开挖的减震沟阻隔爆破地震波的传播，确保燃气管道的安全。
5主要爆破参数的确定
①根据本项目特点，爆破网路采用孔间微差与排间微差相结合的起爆网路，爆破网路连接见图6,并根据最大单响药量及每孔实际装药量确定单段孔数。
由于岩层结构比较复杂，连续性较差，具体的爆破参数要根据实际施工中反馈的信息进行调整。认真观察钻孔的钻屑，根据钻屑反映的地底岩石情况及时调整单响药量，以确保爆破振动速度在要求范围内。每次爆破要做技术方案，并在爆破监理方的监督下严格按照方案进行施工。
6爆破振动监测布置
本工程采用 TC-4850 测振仪进行测振。方案选取的 K、α 值只是经验值，影响爆破振动的因素很多，包括单响药量、距离、岩性、地形、开挖推进方向等，施工中必须根据振动监测结果，修正调整施工设计方案。为了确认 K、α 值，需要进行试爆振动监测，试爆时沿爆破施工区与管道的垂直连线上监测点布置见图 7.共进行 3 次试爆，以修正所选取的 K、α 值。取3 次的平均值，K 为 145,α为 1.75.
每次爆破均进行爆破振动监测，爆破振动监测点布置见图 8,1 号监测点为管道上距爆破区块最近的点，2、3 号分别距 1 号监测点 100 m,每次爆破都以此规则重新布置监测点。
严格执行燃气管道处爆破振动速度不能超过 1.0 cm / s 的标准，如施工过程中爆破振动速度超过 1.0 cm / s,应立即停止爆破作业，找出原因，调整单响药量，以保证管道的安全。
7结语
在整个爆破作业过程中，通过调整单响药量，燃气管道处爆破振动速度控制在 0.3~0.8 cm/s,没有对燃气管道和边坡造成影响。
参考文献：
[1] 刘殿中。 工程爆破实用手册[M]. 北京：冶金工业出版社，1999:308-310.
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