孤石爆破飞石控制与防护
邹文明
（武警水电二总队工程技术处 江西 新余 338000）
摘要：结合一工程实例，分析说明孤石爆破产生飞石原因特点，对
其控制与防护措施作了评述。
关键词：孤石爆破 飞石 控制 1引言：
在水利水电施工中，常遇孤石解小爆破，尤其是在进行石料开采时，为降低工程成本或受地形条件的限制，使用药壶爆破，大块解小爆破更是频繁。孤石爆破在水利水电施工中应用广泛，飞石危害的控制尤为突出。
2飞石产生的原因
随着爆破技术发展，爆破技术人员对爆破飞石产生的机理及原因有着较为全面和深刻的认识，归纳起来两方面：一是设计原因，二是施工原因。
合理科学的爆破设计建立在对爆破体介质特性完全掌握的基础之上。根据爆破体的特性及其边界条件选择合理的爆破参数，才能达到预期爆破效果。飞石的产生与爆破体力学性质及其与炸药匹配、地质结构和构造、爆破参数等因素相联系。一般情况，岩石越“硬”、“脆”，越易产生飞石；岩体节理裂隙及片理、节理越发育，因不确定性更明显，炸药能量释放过快，越易产生飞石。在爆破体介质特性同等条件下，单位耗药量越大越易产生飞石或飞石距离俞远，（有研
究表明：浅眼爆破中0.2kg/m3的炸药单耗不会使岩石向前有任何移动，只能破碎岩石；通常0.4kg/m3的炸药单耗可使岩石向前抛掷20~30m）；孔网面积和孔径越大，炸药在岩体内分布越不均匀，越易产生飞石。另堵塞长度偏大或偏小，微差延时爆破的延时时间偏长或偏短，同样是产生飞石的原因。如炮眼间的延时间隔时间过长，会出现无负载炮孔而产生飞石；如炮眼间的延时间隔时间过短，会因后起爆的炮眼夹制太大而引起飞石。
施工过程中，布孔钻眼时如炮眼的位置、孔深及方向与设计相比有所改变，将改变最小抵抗线和装药量，产生飞石成为必然；装药时未认真从新校核最小抵抗线，调整装药量，以致有些孔装药量过大，必将出现飞石，甚至出现爆破事故。
3爆破孤石特性
3.1几何尺寸无法统一
天然孤石或大型爆破过程中形成的大块石几何尺寸极不规则，设计人员很难真正把握最小抵抗线的大小及方向，容易造成理论设计与实际之间的差距，在实际最小抵抗线方向飞石抛掷距离超出安全距离。 3.2介质特点
孤石岩体一般相对完整，但长期受各种自然因素风化后形成孤石（如巨砾石），其质地一般“硬”而“脆”，且临空面好；有些孤石内部也存在不同发育程度的节理，劈理等地质结构，炸药爆炸时能量释放过快易形成个别远距离飞石。
3.3施工难度大
形状的极不规则，导致造孔位置、孔深和孔斜很难符合设计要求，如仍按设计装药，则炸药分布不均，爆炸时能量分布也不均，集中部位易产生飞石。
4爆破孤石飞石的控制
爆破设计人员应具有相当的地质学知识。设计前必须到现场对孤石进行观察，通过各种手段了解掌握孤石的力学性质、形状特点等。设计时可采取以下措施达到对飞石的控制：a采取小直径造孔；b加大孔网密度；c控制最大单位岩石体积耗药量；d布孔遵循使炸药最大限度地均匀地分布于孤石内部的原则进行；e采用不耦合装药和反向起爆。
设计人员必须在现场对施工全过程控制。装药时，根据实际孔位重新校核最小抵抗线，计算实际装药量；保证堵塞长度和堵塞质量。
5孤石爆破飞石的防护
为进一步防止飞石，可采用能吸收能量的材料对爆破体进行覆盖。覆盖材料大致可分两类：重型覆盖物和防护碎石的轻型覆盖物。孤石临空面极好，产生空气冲击的能量比重较大，故宜采用透气较好的轻型防护材料另加压重防护。
6工程实例
6.1概况
九六年，我部承建福建省一中型水电站，该电站位于一山区性河流。主河床位于左岸，与鹰夏电气化铁路线（线路电压2.7万伏）路
堤堤脚相接。大坝分二期施工，在右岸一期工程具备过流条件后，进行二期围堰的进占。在二期下横围堰堰轴线位置有一孤石群，距鹰夏铁路线仅10m。为使堰体进占顺利，同时确保堰体的防渗效果，进占前要求炸除孤石群，孤石位置见下图。
鹰夏电气化铁路线孤石群坝体二期上横围堰二期下横围堰水流砼纵向围堰一期工程爆区环境示意图 孤石为质地坚硬的花岗岩，形状极不规则，大小不一，共六个，最大的近25m3，最小的大约2m3，2/3露出水面，底部与基岩相连。 6.2爆破设计 6.2.1药孔参数的布设
最大的一个孤石共设七个孔，孔径42mm，孔网参数为40×50cm （排距×孔距），最小抵抗线取50cm，孔深4.5m；右侧5个孔单位耗药量按0.4kg/m3计，左侧2个孔按0.2kg/m3计算。次大孤石约12m3，为使药量能尽可能分散，设计时考虑“束孔法”，在孤石顶面中心位置布设三个孔，孔距10cm，孔径42mm，孔深4.5m，正三角型分布；
单位耗药量按0.1kg/m3计（体积为孤石总体积），药量平均分布于三个孔内，间隔装药。其它孤石均布设一个孔，孔径42mm，孔深2~4.5m，单位耗药量按0.1kg/m3计（体积为孤石总体积）。炸药均采用抗水性能较好的乳化炸药。 6.2.2起爆网络
采用非电起爆网络，孔内毫秒延时塑料导爆管雷管起爆，孔外用导爆索连接，导爆索用火雷管起爆。最大的一个孤石孔间分段延时起爆，爆破方向朝右岸，分段延时为75毫秒。 6.3施工与防护 6.3.1施工过程控制
控制施工质量是确保爆破达到预期效果的关键。在此工程开工前不久，某单位承建的205国道在路堑开挖过程采用药壶爆破，由于设计施工不当，爆破时飞石将对岸的电气化电路高压线击断，使鹰夏线中断运行数小时，故本次爆破各方比较关注。施工前，设计人员到现场布孔；装药时，根据每孔实际位置和实际最小抵抗线，重新核定每孔装药量。
材料运输和人员交通采用租用木船，起爆位置设在右岸纵向围堰位置。 6.3.2防护
针对孤石爆破特点，本次爆破采用透气较好的新竹笆防护，竹笆之间采用8#铁丝连接成网；为增加重量，用编织袋装细砂（每袋装半袋），后绑扎在竹笆上。
6.4爆破效果
与铁路部门协商后确定起爆时间。起爆时排专人在铁路线上巡视。从远处观察，朝右岸飞石距离约30m，左岸方向几乎无飞石，铁路线安然无恙；孤石群爆后大部分在水面消失，仅大孤石位置可看见少量堆碴。爆破声音低沉。 7结语
（1）爆破飞石的控制，除了防护方法外，应从两个方面着重考虑：一是对飞石产生的机理和因素进行系统的研究，给出科学合理的设计；二是爆破设计人员应对施工全过程指导控制，根据施工误差相应调整装药参数。
（2）为避免装药集中而产生能量集中导致飞石超安全距离，大孤石爆破布孔设计可采用小直径“束孔法”， 效果较好。
参考文献
刘殿中等 工程爆破实用手册 北京 治金工出版社 1999；
StigO Olofsson 实用爆技术 武汉 《爆破》编辑部 1993。