复杂环境下岩溶强发育区基坑爆破技术

复杂环境下岩溶强发育区基坑爆破技术

熊伟

柳州威宇爆破工程有限责任公司  广西 柳州 545002

摘要：本文对复杂环境下岩溶强发育区基坑爆破技术进行研究，首先介绍了爆破作业的重难点，随后对岩溶强发育区中常用的基坑爆破技术进行分析，结合实际提出了对应的应用方式，以充分发挥该技术的效用，为后续基坑开挖工作的高效开展奠定基础。

关键词：复杂环境；岩溶强发育区；基坑爆破

近年来，爆破作为最有效的破岩方法，在工程实践中得到了广泛应用，这也使其受到了社会各界的广泛关注。其中，在对岩溶强发育区等特殊区域实施爆破时，受地域特殊性条件影响，爆破施工的风险较高，很容易产生沸石、振动等危害，给现场人员带来安全隐患。为此，技术人员需对爆破技术的应用进行深入分析，制定完善的应用措施，使该技术的效用得到充分发挥。

1 爆破工程的重难点

首先，从工程实际情况来看，该地区处于南部沿海，暴雨、台风等极端天较多，很容易给工程建设带来不良影响。同时，现场地下分布大量的溶洞及土洞等，致使岩溶地面在施工过程中极易引发探险问题，再加上地下水较为丰富、地质复杂等特性，使得实际的爆破施工具有极高的沉降缝线；其次，施工现场周边的车流量及人流量较大，施工环境过于敏感，且坑内结构也过于复杂，不利于爆破施工的顺利进行。对爆破施工而言，技术人员需注意，既不能对周边交通运行造成不良影响，也不能对基坑支护造成损坏，更不能引发水土流失、环境污染等问题，这使得其对施工人员的要求较高[1]；再次，石方爆破的实施还需对基坑内的岩溶地质情况进行深入考虑，并兼顾坑内预制桩较多这一现象，确保环境敏感、复杂等因素不会对爆破施工效果造成影响。在这种情况下，爆破施工的控制条件较为复杂，技术难度也较大；最后，爆破工程的涉及面较广，工程量较大，使得工程组织难度较高。

2 爆破关键技术与参数

2.1 爆破开挖方法

基于当前工程的特性，爆破开挖总体上呈现出小孔径、小药卷、小进尺以及多循环等特征，需要技术人员按照自上而下的顺序完成开挖工作[2]。同时，其还需以台阶分级、爆破多循环等方式，对松动浅孔台阶爆破进行控制，并将基坑开挖至标高。通过对现场对比实验结果可知，通过实施松动浅孔台阶控制爆破，降低单孔药量，不仅可以使爆破振动得到有效管控，还能降低爆破作业对现场周边环境的破坏程度，缩减爆破振动的扰动范围，进而使岩溶强发育区的爆破作业安全得到保障，且这也有助于坑底突水等问题进行防范处理。此外，在具体的施工过程中，爆破人员还需按照自上而下的开挖顺序，多进行台阶分级，确保上台阶超前下台阶一定的安全距离。且每级台阶的爆破需从基坑中间的拉槽开始，利用拉槽形成的自由面。逐步向基坑两侧进行爆破，从而有效降低岩溶强发育区内出现垮塌等安全事故的风险。

2.2 岩溶地质钻孔技术

在应用该技术前，由于钻机在遇到岩溶地质时很容易出现卡钻、塌孔等问题，给后续爆破作业造成不良影响。为此，其需要对施工现场内岩溶地质的分布规律进行详细检查，并对其形态特点进行深入了解，这对钻孔效率及成孔率的提升有着重要的作用[3]。其中，技术人员需利用GPR技术以及CT技术对隐伏岩溶溶洞进行检测，对其中的分布范围、埋深及连贯度等指标进行合理确定。随后，其再通过GPS定位仪、红外线导线给线仪等设备，按照相关操作规定，对溶洞的危险程度进行标识。而在实际的钻孔环节，需按照“快旋转、缓进尺、强吹风”的操作原则，对钻头的钻进速度进行合理控制，并适当加大钻孔风量，以对钻孔内部进行强吹风。同时，其还需要放缓的钻杆的钻进速度，使钻具能够稳定通过溶洞破裂带。当钻头遇到岩溶地带，导致其难以成孔时，技术人员可对原有的钻进方案进行调整，从护壁进行钻孔，以使钻孔作业得到顺利进行，随后当钻具进行旋磨、套拉等动作时，需停止向孔内送风，而在钻具正常钻进时给风。对填料的管理需根据实际的地质情况进行，当溶洞中含水时，需选择水灰比满足工程要求的砂浆对护壁进行填料[4]。其中，若岩溶的破裂程度过大，则需要选择合适的三合土对护壁进行填料；若岩溶的破裂程度较小，则应选用黏性较高的土壤作为护壁填料。此外，技术还需对溶洞及裂隙的发现、处理等环节进行的详细记录，以在后续出现质量问题时为检修人员提供数据支持。

2.3 溶洞爆破与装药技术

当爆破施工现场存在溶洞时，其可能会对爆破过程中产生的最小抵抗线造成影响，如使其大小及方向发生变化吗，致使大量的爆破能量向溶洞内部或其他结构面进行聚集释放，进而产生飞石、根底或大块等现象，严重时还可能出现拒爆现象，引发严重的安全事故。同时，在爆破过程中，溶洞的存在还能够降低岩体在此过程中发生的位移变化，并能够对溶洞周边岩体施加二次挤压，使其发生破碎，从而为后续基坑建设的进行提供助力。而基于溶洞的地质特点，爆破人员需采用“VCR”法进行作业，将钻孔直接穿透岩溶顶盖岩层，并利用套袋装药法来进行装药。而对于处于岩溶区内的炮孔，需采用套袋间隔装药结构。将装药间隔短设置在岩溶空隙间区中

[5]。在设置间隔长度的过程中，应确保炮孔岩溶抵抗线比预期设计的抵抗线长30～50cm左右，装药袋应以柔性材料为主，如聚乙烯塑料等，确保其直径与炮孔直径相一致，满足装药操作的要求。对间隔段材料的选择应以砂土、岩屑等惰性材料为主，且技术人员还应当在钻孔内填塞水袋，形成水袋间隔装药结构，随后进行水袋爆破。由此，其可以利用爆破过程中产生的水雾实现除尘。这不仅有助于减少爆破作业对周边环境的影响，还能提高爆破效果，为现场人员的安全提供保障。

2.4 起爆及安全防护技术

在爆破作业中，振动及飞石是对周边环境造成危害的主要因素，根据相关研究表明，当其他参数保持不变时，爆炸药量越大，地震波幅越强、优势频率较低。但由于建筑物的固有振动频率普遍较低，使得其在同等条件下，大药量爆破造成的危害性更大。同时，为降低爆破过程中的振动效应，技术人员还需采取延时起爆的方式，使爆破作业达到理想的消振效果。对于爆破间隔时间也需进行合理设置，确保后一段雷管在爆炸中产生的地震波能够与前一段雷管爆炸产生的地震波相互干涉，从而使爆炸地震波的振动效应得到消除。根据相关研究表明，在应用延时起爆技术的过程中，若前、后段雷管的起爆时间间隔大于前段雷管的衰减时间，则地震波在叠加后的振幅变化较小；若起爆时间间隔小于前段雷管的衰减时间，就可能引发振动叠加现象。但由于其相位不同，使得延时爆破质点的叠加振动出现了较大的振幅变化。此外，根据工程爆破减振实验结果可得，当前后段雷管的起爆时间间隔控制在13～17ms时，能够取得较为明显地爆破讲真效果。

结束语

在当前的爆破作业中，对岩溶强发育区的基坑爆破具有较高的危险性，且作业流程相对复杂，需要有关人员对爆破技术的应用进行深入研究，制定完善的应用方案，以充分发挥该技术的效用，为后续基坑开挖等活动的进行提供助力。由此，本文对复杂环境下岩溶强发育区基坑爆破技术进行研究，结合实际情况对爆破开挖方法、岩溶地质钻孔技术、溶洞爆破与装药技术等技术的应用措施畸形研究，以降低爆破作业对周边环境的影响。

参考文献

[1]闫永富,王文才,刘占全,孙盛,崔占军. 露天矿破碎站基坑控界爆破技术[J]. 爆破,2021,38(04):89-95.

[2]张传军. 基坑爆破采用减振孔和数码雷管降低振动速度应用技术研究[J]. 施工技术,2021,50(02):102-106.

[3]唐桢,李永森. 大型船闸基坑爆破开挖技术研究[J]. 山西建筑,2019,45(15):57-59.

[4]葛强. 繁华城区超大型基坑精细化控制爆破技术研究[J]. 铁道建筑技术,2019,(04):113-118.

[5]陈良. 塔贝拉水电站进水口深基坑爆破开挖技术措施[J]. 四川水利,2019,40(02):25-26.