第1篇 水压爆破施工安全技术在城市地下工程开挖施工中的应用
1．前言
随着社会经济的发展，城市轻轨、地铁工程施工日益增多。因这类项目大多地处闹市区，周边环境复杂，属于“四减”（即减少地震波、空气冲击波、飞石和噪音）控制爆破，用常规爆破施工方法往往难以达到保证爆区周边结构物、行为安全和不扰民的目的。经过爆破专家和工程技术人员多年的探索，已经形成了多种爆破施工技术，其中采用水压爆破施工技术具有操作简单，经济效益明显，加快工程进度，改善作业环境，减少有害气体和粉尘排量等优点，有较好的推广价值。
本文所指的“水压爆破”不同于把炸药置于充满水的容器状建筑物或构筑物中爆炸而将其破碎拆除的水压爆破，而是指将以往仅用钻屑或粘土堵塞常规爆破炮孔的方法改为水—炮泥复合回填堵塞。其原理是利用水的不可压缩性，使爆破产生的能量充分用于破碎岩石，同时，因炮孔中有水，爆破时由于炸药产生的热量使水雾化，水雾具有消尘作用，而“炮泥”是粘土，含水量较大，比常规的钻屑的抛掷地的粉尘小，故水压爆破能提高炸药的能量利用率和减少有害气体排量。
2．工程概况及爆区周边环境
2.1 工程概况
我公司施工的重庆轻轨较（场口）新（山村）线一期较场口车站及折返线工程，始于渝中区中兴路凯悦宾馆，沿中兴路经较场口街心花园、民权路止于磁器街口，全长395m。
2.2 爆区地质情况
该段地形平坦，表层为2~3.5m厚人工杂填土，下部为砂岩，岩体裂隙较发育~不发育，完整性好，岩质坚硬，无断层、滑坡等不良地质。
2.3 爆区环境
该段工程地处重庆市渝中区较场口商业闹市区，一天24小时均有行人和商业活动，车流量大，居民密集，房屋间净距最小处不足2m；居民住宅破旧不堪，部份砖墙已倾斜，随时都有倒塌的危险；既有民宅、店铺距爆破区很近，建筑物基础距基坑边壁最近距离仅0.8m，靠线路右侧的小洞天宾馆和得意广场为高层建筑，距深基坑边壁最近距离仅7m。
建设业主及市有关部门对该工程的爆破提出了五项要求：一是爆破不能影响附近居民的正常生活和商业企业的正常营业；二是爆破绝对不能产生飞石，要保证场外行人、车辆的安全，进行交通分流后，不得因施工中断交通；三是爆破必须确保附近建筑物的结构安全，爆破振动波速在中兴路段（高层建筑段）控制在2cm/s以内，在民权路段（高层建筑段）控制在2cm/s以内；四是爆破必须保证周边管网的安全，不能震裂地下排水、给水管；五是爆破所产生的粉尘、有害气体、噪音要求进行有效控制，减少对环境的污染。为能在如此复杂的条件下用极短的时间完成大量的石方爆破，经过多次试验，我公司决定采用水压爆破施工技术。
3．水压爆破施工
水压爆破与常规爆破相比，只是在装药量及装药结构上进行了变化，即改传统用钻屑或粘土堵塞炮孔为水—炮泥堵塞，其余措施和方法与常规爆破相同。
3.1 常规爆破的基本情况
3.1.1 爆破方法
采用分层弱装药松动控制爆破，使岩石松动而不飞散，分层厚度2m。在打眼中保证打眼质量（间距、深度、角度），分层高度基本一致。
3.1.2 振速监测
为保证每次爆破作业的安全，达到业主对振速控制的要求，对爆破作业产生的震动波进行监测，根据监测结果，调整钻爆参数，使爆破作业的各项指标控制在规定范围内，保证四周行人（居民）、车辆的安全。振速采用dsv—4c振动测试仪，891-ii型拾震器等仪器进行监测。
3.1.3 炮孔技术参数的选定
通过现场试爆和以前类似环境的爆破经验。确定的炮孔参数如下：
（1）分层深度：h=2m
（2）炮孔打眼深度：l=1.15h=2.3m
（3）最小抵抗线w（或排距b）：w=0.5h=1m
（4）炮孔间距离：a=0.6h=1.2m
（5）炮孔布置型式：采用梅花型布眼。
3.1.4 单孔装药量
炸药采用φ32mm，150g卷装2#岩石炸药（遇水则用乳化炸药）。
q单=qu=qabh=0.25×1.2×1×2=0.6kg
3.1.5 装药结构及堵塞
炮眼装药结构为底部装药，堵塞采用常规堵塞方法，即用钻屑或粘土回填堵塞炮孔，逐层捣实堵满为止。
3.1.6 起爆网络
由于受振速的限制，采用塑料非电毫秒导爆管，进行孔内、孔外微差延时爆破，相邻两炮孔起爆延时间不小于50ms，确保振动波不叠架，这达到降低的目的，这也是减振的主要措施。
3.1.7 爆破震动速度
v=k（qm/r）a=100（0.61/3/7.6）1.8=1.91cm/s]，达到业主要求及《爆破规程》的要求。
3.1.8 爆破效果
爆破后块径大于80cm岩石占总体积的30~45%，机械挖装困难，台班产量400m3，按2400元/台班单价计算，装车费为6元/m3，单位岩石炸药实际消耗量为0.4kg/m3；经测试：粉尘增量为8.5mg/m3；噪声为85~105分贝；振速为0.73cm/s；无飞石。
3.2 水压爆破的主要施工工艺
3.2.1 炮泥的加工工艺
炮泥可采用铁科院西南分院研制的pnj—1型炮泥机制作。该机具有操作简便，炮泥成形好，生产效率高等特点。其主要技术性能参数如下：炮泥生产效率每小时600~900个，以每次爆破所需炮泥300~400个计，炮泥的制作准备仅需半小时。炮泥的直径为36mm和40mm的两种规格，长度200mm，直径和长度可根据实际需要做调整。制作炮泥的材料为一般的粘土，在工地附近很容易取得。为了取得最佳的堵塞效果，制作炮泥的粘土砂率不得超过15%，含水率控制在13%~20%，以免炮泥成形质量不高或炮泥太硬，装填时不能堵塞密实。如果放置时间过长，炮泥会失水变硬，最好在堵塞前2~3小时制作。做好的炮泥以表面光滑，用手略微使劲捏可以变形为宜。
3.2.2 水袋的加工工艺
水袋为在塑料生产厂家定制的长30cm，直径3.5cm的聚乙烯塑料袋，价格非常便宜。袋中充水后，人工用泥龙绳或麻绳将袋口所紧。为了防止放置时间过长，泄水变软，也最好在装填前2~3个小时制作好。水袋有轻微的变软，不影响装填及最后的爆破效果。
3.2.3 单孔装药量
经对比试验，在常规爆破炮孔参数不变的情况下（孔距、排距、孔深），单孔装药量降低10%~20%，以降低15%的爆破效果为最佳，故单孔炸药用量：
q水=0.85q常=0.85×0.6=0.51kg
3.2.4 炮孔的装药结构
炮孔的装药结构依次为药卷、水袋、炮泥。装药前，先用尺量出炮孔深度，根据实测炮孔深度及间距计算出炸药量及水袋、炮泥的长度后依顺序装入。需要说明的是，仅需在试验阶段准确测量每个炮孔的浓度，在实际施工时，装填结构参数确定后，就不需要再重复此项工作。
3.2.5 爆破效果
爆破后块径超过80cm的岩石占总体积的15%~20%，机械挖装较容易，台班产量540m3，按2400元/台班计算，装车费为4.44元/m3，单位岩石炸药实际消耗量为0.34kg/m3；经测试：粉尘增量为0.67mg/m3，噪声为40~65分贝，振速为0.56cm/s，无飞石。
4．应用效果
采用水压爆破后，减少了单位岩石用药量，每立岩石炸药实际消耗量由常规爆破的0.4kg/m3减为水压爆破的0.34kg/m3，节约炸药15%。由于炸药能量利用率的提高使爆碴块径均匀，方便了装碴，块径超过80cm的岩石由常规爆破后的30%~45%下降为水压爆破后的15%~25%，挖掘机的装车台班产量由常规爆破的400m3提高到水压爆破的540m3，机械效率提高了35%。与采用常规爆破相比，工程成本降低5%，工期缩短62天。
由于起爆后爆轰波产生的应力波在不可压缩的水柱中传播，使爆破产生的能量充分用于破碎岩石，减小了对周边建筑物的冲击，降低了粉尘增量和噪声。经测试：爆破震速由常规爆破的0.73cm/s降为水压爆破的0.56cm/s，降幅为23.3%；粉尘增量由常规爆破的8.5mg/m3减小为水压爆破的0.67mg/m3，降幅达92%；噪声由常规爆破的85~105分贝降为水压爆破的40~65分贝，平均降幅达45%。通过对比分析，可见采用水压爆破，其经济效益和社会效益非常明显。
5．施工安全防护措施
为了降低爆破产生的有害效应，严格控制爆破地震、冲击波、飞石、噪声和粉尘等，我们采取了如下措施进行防范。
5.1 采用多段微差起爆，减少爆破震动。
5.2 合理选取微差起爆的间隔时间和起爆方案，保证爆破后的岩石能得到充分松动。
5.3 合理选取爆破参数和炸药单耗。
5.4 在设计药包位置时，避开软夹层、裂缝或混凝土接合面等，以免从这些位置冲出飞石。
5.5 保证例题的堵塞长度、堵塞质量，并采取覆盖措施防止飞石。采用水土复合堵塞，将在一定程度上增大工人的劳动强度，并使装药时间增加20~30min，为此我们加强了对工人的培训教育，以保证堵塞的效果。为防止个别飞石对行人、车辆的危害，在每次爆破作业时，用汽车废旧外胎加工编制成的柔性炮被覆盖，此覆盖材料具有覆盖方便、费用低廉、经久耐用等优点。
5.6 装药前必须认真校核各药包的最低抵抗线，严禁超装炸药量。
6．结束语
水压爆破施工，操作简单，使用方便，在隧道的掘进施工中我公司也成功地运用了这项施工技术，不仅提高了钻爆效率和光面爆破效果，改善了洞内的施工环境，而且由于爆破效率的提高，使排烟出碴的时间相对缩短，减少了循环时间，达到节约生产成本，使施工进度和综合效益大幅度提高的目的。水压爆破施工改善了常规爆破的不足，做到了“三无一小”，即：无飞石、无噪音、无粉尘、振动小，达到了保护环境和不扰民的目的。同时，提高了炸药的利用率，爆破效果好，提高了单位时间的产量并缩短了工期，平均单位岩石耗药量下降15%，提高了机械效率，经济效益显著，值得推广。 (赵东华)
第2篇 城市燃气管道环境安全与置换安全技术探讨
城市燃气的种类有液化石油气、天然气、煤气等。当前城市燃气行业正处在一个大发展的时期，以往的人工煤气和液化石油气作为城市燃气主要气源的局面，随着天然气在城市中的迅速增长，有了根本性的转变，天然气成为城市燃气的主要气源，形成了全国乃至跨国的供气网络。气体燃料在世界能源构成中比重达20%，在经济发展和大气环境改善中起到很大作用。保证燃气管道的环境安全和置换安全是至关重要的。
1， 燃气管道环境安全技术
1.1 安全保护范围内的禁止行为
禁止任何单位和个人在燃气管道设施的安全保护范围内从事下列危及管道设施安全的活动:
a) 在低压、中压、次高压管道设施中心线两侧各0.7m 以内和未采取有效安全保护措施时在中心线两侧各0.7 一6.5m的安全保护范围内，取土、修渠、种植深根植物、排放腐蚀性物质、堆放大宗物资及危险化学品、修筑建筑物或构筑物、打桩或者顶进作业。
b) 在高压、超高压管道设施中心线两侧各6.5 m 以内种植深根植物以及在高压、超高压管道设施中心线两侧各6.5m 以内和未采取有效安全保护措施时在中心线两侧各6.550 m的安全保护范围内，取土、修渠、排放腐蚀性物质、堆放大宗物资及危险化学品、修建养殖场、修建码头或者其他建筑物( 或构筑物) 、打桩或者顶进作业，新建或改(扩)建铁路、公路、桥梁、河渠、架空电力线路，埋设地下电(光)缆，设置安全或者避雷接地体。
c) 在高压、超高压管道设施中心线两侧各50 m 以内和未采取安全保护措施时在中心线两侧各50 - 500 m范围内实施爆破作业。
d) 未按国家有关燃气工程设计规范及消防技术规范要求，在管道设施两侧规定的距离内敷设其它管道设施。
1.2涉及河道的管道设施安全保护要求
沿河、跨河、穿河、穿堤、临河的管道设施，由管道设施权属企业与河道管理部门根据国家有关规定确定安全保护范围，并设置标志。涉及航道的，需征求航道管理部门的意见。
1.3 安全保护范围外的作业要求
在管道设施安全保护范围外进行爆破、打桩、修筑大型建筑物或者构筑物等施工，可能损坏或危害管道设施安全的，应由建设单位与相关管道设施权属企业双方协商一致，采取相应安全保护措施后方可进行。
1.4禁止的解除
对于所禁止的管道安全保护范围内的作业，如确需进行作业，需要规划、消防等行政主管部门同意，由建设单位与相关管道设施权属企业双方协商一致，并对管道设施采取相应安全保护措施后方能进行。
1.5违法占压物的拆除
对占压管道设施的违法建筑物或者构筑物，区、县人民政府可以组织有关部门进行拆除，所需费用由违法建设的单位或者个人承担。
1.6 施工避让
新建、改建、扩建的建设工程与已建的管道设计相遇而产生的管道设施保护问题，由建设单位与管理设施权属企业协商并订立协议，就管道设施保护明确双方的职责及经济责任。新建、改建、扩建的建设工程确实需要管道设施改造、搬迁或者增加安全防护设施的，由建设单位与管道设施权属企业订立协议和采取相应的补救措施，并将协议报市燃气管理处备案。
1.7 施工征询
建设单位在开工前，应当向管道设施权属企业征询地下管道设施的情况及施工保护要求，并组织向施工单位进行交底。管道设施权属企业应当在三日内给予书面答复。
2 燃气管道置换安全技术
燃气管道置换是指新建市政燃气管网管道通气置换或用新的燃气替代原有燃气的置换，是保证燃气管网正常供气，防止火灾爆炸事故发生，涉及居民生命财产安全和城市安全的一个重要安全技术问题。
2.1 室外燃气管道置换安全技术
a) 在置换前，应做好安全检查工作，施工人员必须穿戴好防静电服，不许穿带钉子鞋，使用不产生火花工具。做好管线清扫及静电接地测试，并对管道做好气密性试验。
b) 放散点的数量与位置应依据现场条件确定，但管道末端必须设置放散点。放散管应设置在远离居民住宅、明火、高压架空电线等场所。放散管应高出于地平面2 m 以上，楼层放散管应高出最高层楼平面2 m.当放散管无法避开居民住宅时，应采取安全措施，在放散区lo m范围内禁止闲杂人员与机动车辆通行，杜绝火种和烟火。置换前应在起点段安装压力表，末端放散管上安装取样管。置换放散时应有专人监控压
力、取样检测。
c) 用天然气直接置换设施内空气时，若管线较长、区域内用户复杂，应在安全、消防等部门监督配合下进行。置换中保证气体流速低于2m/ s，置换过程中燃气压力控制在1000-5000pa.
d) 在置换和投产作业前，
由可燃气体浓度测量人员和安全人员对作业区进行安全检查，确认无疑后向总指挥报告，由总指挥下达作业命令，方可进行作业。作业时先开燃气阀门，在置换放散时每隔5 min 对放散区可燃气体浓度进行一次测量，当含量高于1%时即为放散合格，反之要继续放散。含量合格后，进行点火试验，点着火置换合格。
2 室内燃气管道置换点火安全技术
2.2.1 置换前准备
a) 技术人员编制户内置换点火方案，并经安全部门审批。
b) 召开户内置换点火会议，落实置换点火方案，进行点火前的安全教育。
c) 准备置换点火用具、抢修工具及材料、消防器材、通讯器材等。
2.2.2 置换操作
a) 对置换点火管道进行试压。试验压力: 居民用户300mmh20，公共用户400 mmh20以上，观测10 min 压力没有变化为合格。
b) 试压合格后拆除人户总阀门后活接的盲板，缓慢开启阀门，检查阀门和活接是否漏气，如有泄漏及时处理，否则不予置换点火。
c) 置换点火人员到顶楼管线最末端用户，接好放散胶管伸出室外进行放散，严禁在室内放散。室内严禁烟火，并保持通风良好。
d) 当闻到天然气臭味后，将取样球用天然气置换2 一3次后，取样做点燃试验。点燃试验时应关闭阀门停止放散，且不得在室内进行。如火焰燃烧稳定，无内锥，可视为置换合格，否则继续放散直至合格。
e) 放散合格后，点火人员可由上至下逐户进行放散点火，点火时火焰应清晰燃烧并稳定。幻置换点火人员在操作过程中应对燃气设施进行检查，发现问题及时记录，事后汇总反馈给相关部门处理。
9) 置换点火如遇特殊情况，组长有权下令停止操作，并向总指挥汇报。
h) 抢修小组应备齐抢修工具、消防器材，随时待命。
1) 置换点火如发现用户表前阀关闭而未进行气密性试验的，必须由施「单位对该户单位进行气密试验，合格后再予置换点火。
i) 置换点火如发现表具故
障，需报告表具维修中心及时到现场维修或更换。需事后处理的，应做好记录，处理后，及时反馈给辖区供气管理处。点火正常后，由用户签字，查表人员起表字，点火完毕。
第3篇 探讨城市燃气管道环境安全与置换安全技术
城市燃气的种类有液化石油气、天然气、煤气等。当前城市燃气行业正处在一个大发展的时期，以往的人工煤气和液化石油气作为城市燃气主要气源的局面，随着天然气在城市中的迅速增长，有了根本性的转变，天然气成为城市燃气的主要气源，形成了全国乃至跨国的供气网络。气体燃料在世界能源构成中比重达20％，在经济发展和大气环境改善中起到很大作用。保证燃气管道的环境安全和置换安全是至关重要的。
1 燃气管道环境安全技术
1.1 安全保护范围内的禁止行为
禁止任何单位和个人在燃气管道设施的安全保护范围内从事下列危及管道设施安全的活动：
a）在低压、中压、次高压管道设施中心线两侧各0.7m以内和未采取有效安全保护措施时在中心线两侧各0.7～6.5m的安全保护范围内，取土、修渠、种植深根植物、排放腐蚀性物质、堆放大宗物资及危险化学品、修筑建筑物或构筑物、打桩或者顶进作业。
b）在高压、超高压管道设施中心线两侧各6.5m以内种植深根植物以及在高压、超高压管道设施中心两侧各6.5m以内和未采取有效安全保护措施时在中心线两侧各6.5～50m的安全保护范围内，取土、修渠、排放腐蚀性物质、堆放大宗物资及危险化学品、修建养殖场、修建码头或者其他建筑物（或构筑物）、打桩或者顶进作业，新建或改（扩）建铁路、公路、桥梁、河渠、架空电力线路，埋设地下电（光）缆，设置安全或者避雷接地体。
c）在高压、超高压管道设施中心线两侧各50m以内和未采取安全保护措施时在中心线两侧各50～500m范围内实施爆破作业。
d）未按家有关燃气工程设计规范及消防技术规范要求，在管道设施两侧规定的距离内敷设其它管道设施。
1.2 涉及河道的管道设施安全保护要求
沿河、跨河、穿河、穿堤、临河的管道设施，由管道设施权属企业与河道管理部门根据国家有关规定确定安全保护范围，并设置标志。涉及航道的，需征求航道管道部门的意见。
1.3 安全保护范围外的作业要求
在管道设施安全保护范围外进行爆破、打桩、修筑大型建筑物或者构筑物等施工，可能损坏或危害管道设施安全的，应由建设单位与相关管道设施权属企业双方协商一致，采取相应安全保护措施后方可进行。
1.4 禁止的解除
对于所禁止的管道安全保护范围内的作业，如需进行作业，需要规划、消防等行政主管部门同意，由建设单位与相关管道设施权属企业双方协商一致，并对管道设施采取相应安全保护措施后方能进行。
1.5 违法占压物的拆除
对占压管道设施的违法建筑物或者构筑物，区、县人民政府可以组织有关部门进行拆除，所需费用由违法建设单位或者个人承担。
1.6 施工避让
新建、改建、扩建的建设工程与已建的管道设施相遇而产生的管道设施保护问题，由建设单位与管道设施权属企业协商并订立协议，就管道设施保护明确双方的职责及经济责任。
新建、改建、扩建的建设工程确实需要管道设施改造、搬迁或者增加安全防护设施的，由建设单位与管道设施权属企业订立协议和采取相应的补救措施，并将协议报市燃气管理处备案。
1.7 施工征询
建设单位在开工前，应当向管道设施权属企业征询地下管道设施的情况及施工保护要求，并组织向施工单位进行交底。管道设施权属企业应当在三日内给予书面答复。
2 燃气管道置换安全技术
燃气管道置换是指新建市政燃气管网管道通气置换或用新的燃气替代原有燃气的置换，是保证燃气管网正常供气，防止火灾爆炸事故发生，涉及居民生命财产安全和城市安全的一个重要安全技术问题。
2.1 室外燃气管道置换安全技术
a）在置换前，应做好安全检查工作，施工人员必须穿戴好防静电服，不许穿带钉子鞋，使用不产生火花工具。做好管线清扫及表电接地测试，并对管道做好气密性试验。
b）放散点的数量与位置应依据现场条件确定，但管道末端必须设置放散点。放散管应设置在远离居民住宅、明火、高压架空电线等场所。放散管应高出于地平面2m。当放散管无法避开居民住宅时，应采取安全措施，在放散区10m范围内禁止闲杂人员与机动车辆通行，杜绝火种和烟火。置换前应在起点段安装压力表，末端放散管上安装取样管。置换放散时应有专人监控压力、取样检测。
c）用天然气直接置换设施内空气时，若管线较长、区域内用户复杂，应在安全、消防等部门监督配合下进行。置换中保证气体流速低于2m/s，置换过程中燃气压力控制在1000～5000pa。
d）在置换和投产作业前，由可燃气体浓度测量人员和安全人员对作业区进行安全检查，确认无疑后向总指挥报告，由总指挥下达作业命令，方可进行作业。作业时先开燃气阀门，在置换放散时每隔5min对放散区可燃气体浓度进行一次测量，当含量高于1％时即为放散合格，反之要继续放散。含量合格后，进行点火试验，点着火置换合格。
2.2 室内燃气管道置换点火安全技术
2.2.1 置换前准备
a）技术人员编制户内置换点火方案，并经安全部门审批。
b）召开户内置换点火会议，落实置换点火方案，进行点火前的安全教育。
c）准备置换点火用具、抢修工具及材料、消防器材、通讯器材等。
2.2.2 置换操作
a）对置换点火管道进行试压。试验压力：居民用户300mmh2o，公共用户400 mmh2o以上，观测10min压力没有变化为合格。
b）试压合格后拆除入户总阀门后活接的盲板，缓慢开启阀门，检查阀门和活接是否漏气，如有泄漏及时牏处理，否则不予置换点火。
c）置换点火人员到顶楼管线最末端用户，接好放散胶管伸出室外进行放散，严禁在室内放散。室内严禁烟火，并保持通风良好。
d）当闻到天然气臭味后，将取样球用天然气置换2～3次后，取样做点燃试验。点燃试验时应关闭阀门停止放散，且不得在室内进行。如火焰燃烧稳定，无内锥，可视为置换合格，否则继续放散直至合格。
e）放散合格后，点火人员可由上至下逐户进行放散点火，点火时火焰应清晰燃烧并稳定。
f）置换点火人员在操作过程中应对燃气设施进行检查，发现问题及时记录，事后汇总反馈经相关部门处理。
g）置换点火如遇特殊情况，组长有权下令停止操作，并向总指挥汇报。
h）抢修小组应备齐抢修工具、消防器材，随时待命。
i）置换点火如发现用户表前阀关闭而未进行气密性试验的，必须由施工单位对该户单位进行气密试验，合格后再予置换点火。
j）置换点火如发现表具故障，需报告表具维修中心及时到现场维修或更换。需事后处理的，应做好记录，处理后，及时反馈给辖区供气管理处。点火正常后，由用户签字，查表人员起表字，点火完毕。
