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摘要：对于以往有过爆破施工的地区，在进行排险爆破时充分利用以往振动数据进行分非线性分析，找出此次复杂环境下的排险爆破的科学依据。为防止爆破振动，爆破飞石和滚石等不利因素出现提供科学的依据。通过合理选择爆破参数和孔网参数，以及开挖防护沟槽充分保障了整个排险工作的顺利完成。
Abstract： In the area where there has been blasting construction in the past， we make full use of the vibration data in the past to make a non-linear analysis， and find out the scientific basis of the dangerous blasting in the complex environment. In order to prevent blasting vibration， blasting flying rocks and rolling stones and other adverse factors to provide a scientific basis. Through reasonable selection of blasting parameters and hole network parameters， as well as excavation of protective trenches， the smooth completion of the entire risk removal work is fully guaranteed.
关键词：非线性分析;危岩;复杂环境;爆破参数;孔网参数
Key words： nonlinear analysis;dangerous rock;complex environment;blasting parameters;hole network parameters
中图分类号：TU751.9 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）08-0125-03
0 引言
生活中的地質灾害有许多种，例如滑坡，山体崩塌等等常见现象。随着人类活动的日益频繁和剧烈，地质灾害的发生频率也在日渐增多。针对不同的灾害也发展出了许许多多的方法，比如针对在比较复杂环境中的危岩，我们常常采用的方法就是爆破。因为爆破施工相对于其他技术而言对于地形的条件是非常宽松的，而且在复杂情况下运用爆破施工的成本也要远远小于其他的方法，同时爆破又能够将危岩快速彻底的清除掉，对于生产生活而言影响也最小。所以在危岩处理中爆破施工也越来越广泛。
危岩爆破的目的就是要使危险消失于萌芽以达到本质安全，从而避免引起不必要的损失和伤害。基于安全的目的而进行的施工，当然必须要保证施工本身不会带来损失和伤害。因此必须要考虑到爆破可能带来的不利因素：一是爆破中产生的飞石，滚石;二是爆破振动;三是爆后的炮烟和扬尘;四是有时会出现需要多次爆破的情况，需要考虑到清渣时的安全问题;五是需要考虑爆后会不会形成新的灾害。综上，必须进行精心设计，严谨施工[1-3]。
在本次爆破排险工作中，考虑到环境相对复杂，情况相对急切。遂采用控制爆破技术在项目开展前对各种可能出现的不利情况进行综合考量，利用矿山开采的爆破测振数据进行非线性回归得出该地区的K和α值[4]，以便爆破的药量更精确合理。
1 工程概况
1.1 危岩体周边情况
危岩下方既是矿山道路，危岩南西侧约77m为矿山宿舍区，东侧、北侧约40m为矿山采场，西侧约100m外有乡村道路经过，危岩四周的水平标高均比其低，并且所在位置坡度≥60度。岩性均为石灰岩，由于开采过导致有许多的碎石在危岩周围容易产生落石，严重影响危岩体下方的安全。
1.2 危岩体的基本情况
危岩体位于南宁市西乡塘区双定镇兴平村建筑石料用灰岩矿在矿区西南侧山头，危岩为该山头+230m标高以上部分，危岩高约15m，长约28m，平均宽约15m，危岩体总计约6300m3，由于本身的风化严重加之长期的爆破施工导致现在的危岩体节理发育，裂隙发达，其中主要裂隙有3组，平均宽度超过20cm贯穿大半个危岩体，并且还有一处小断层将危岩贯穿。稳定性较差可能因为受到震动，暴雨，台风等的影响后产生落石，严重影响了矿区财产和工人的生产生活安全，危害性比较大，需要尽快清理。在危岩东侧有唯一的标高约为+232m长约13.5m宽2～7m的平台，可作为施工平台的平台。
1.3 工程难点分析
该危岩体位置距离宿舍区和乡村道路较近，且其属于孤峰，高于周围环境。本身裂隙和节理发育，这就使得爆破施工中对于飞石的控制要十分严格谨慎。同时因为矿山要求不能影响其正常的生产生活，因此，此次施工要求“速度快，影响小”。
2 方案设计
对于本次爆破的要求：
①为确保落石不会对宿舍区和公路等周边造成损害;
②确保排险爆破后不会引发新的地质灾害;
③要确保周围的人员和财产安全;
④不能影响矿山的正常生产和生活。
因此，本次爆破的难度比较大，对于施工方案的选择，现场的管理和工人施工能力，素质都有较高要求。综合考虑后给出下面的爆破方案：
①为确保周边安全，在危岩体西侧，南侧山脚均开挖出防护沟槽，以防止爆破后滚石。
②为防止飞石和振动，充分利用以往该区进行的爆破测振数据，精确求解K和α值，采用微差爆破技术和松动爆破技术，严格控制炸药量。
③考虑最不利情况出现，需要精确布孔，使爆破飞石的产生的方向在可控范围内，飞向无人区域。
3 爆破参数
3.1 K值和α值的确定
因为该地区是矿山，且长期利用爆破方式开采，故有过去的测振记录。由于近年来计算机科学的进步，吕涛和石永强等人[4]对K值和α值进行线性回归和非线性回归对比分析后得出非线性回归更接近实际情况，数据更合理。所以本文采取非线性回归分析对最近一次该区域的爆破振动数据进行分析求解出K和α的值。
在最近一次测振中，四个测点的数据如表1。
利用以上数据，通过非线性求解软件1stopt对萨道夫斯基公式进行非线性回归分析，得出K值取175，α值取1.53。
具体运算代码如下：
1. Parameter k，a;
2. Variable R，V;
3. Function V = k*（5.7988899976/R）^a;
4. Data;
5. 110.00 1.93820
6. 240.00 0.80480
7. 310.00 0.25230
8. 370.00 0.21280//Function;
运行后得到如下结果：
均方差（RMSE）：0.137751083300993
残差平方和（SSE）：0.0759014438023887
相关系数（R）：0.980689995879749
相关系数之平方（R^2）：0.961752868018621
决定系数（DC）：0.960881291403583
卡方系数（Chi-Square）：0.0830891195019004
F统计（F-Statistic）：50.2915025621724
根据《爆破安全规程》，一般民用建筑的安全允许振动速度为2cm/s，爆区距离最近民房77m故可求得单段最大药量为71kg。
根据计算结果要确保对矿区建筑无损坏则单段炸药使用量应小于71kg。
3.3 炮孔参数
3.3.1 炮眼布置
因作业平台宽度有限，采用扇形布孔，孔口距离较近，孔底距离较远，但孔底距离均应控制在3.5m以内。
3.3.2 炮眼参数
炮孔直径D=90mm
最小抵抗线W=（25～40）D=2.25～3.6m，取3m
炮孔间距a=1～3.5m
炮孔排距b=（0.8～1）a=2.8～3.5m，取3m
炮孔深度根据炮孔位置的岩石厚度确定，但应确保孔底距离自由面在2.5～3m。
炮孔深度L=4～17.5m。
线装密度q=4kg/m
堵塞长度L2=2～3.5m，根据炮孔深度调整。
装药长度L2=2～14m
单孔装药量Q=qL=16～56kg。
具体炮孔布置详见表4。
3.3.3 爆破网路
为确保爆破的安全有效，设计由两边向中间，由上至下的起爆顺序。第一、六列，第二、五列，第三、四列，两孔为一段。采用数码雷管连接，段间延时为25ms。
4 爆破安全验算
4.1 爆破振动预测
最大单段装药量62kg，依照萨道夫斯基公式：
据此可得最大振动速度为1.87cm/s符合要求。
4.2 空气冲击波预测
根据《爆破安全规程》和文献[5]-[13]取K1值1.2，n值0.7，W根据上面炮孔布置为3m。计算得Rf为35.28米，距离最近建筑77m，符合要求。同时根据《爆破安全规程》规定，浅孔爆破个别飞散物对人员的安全允许距离不小于300m，深孔爆破个别飞散物对人员的安全允许距离不小于200m，但考虑到该工程为排险爆破，局部位置破碎开裂，为确保安全，人员安全距离应大于500m。
5 爆破效果
根据设计方案进行爆破施工，顺利完成险情排除，消除了危岩对于矿山财产和工人生产生活的安全威胁。在爆破过程中无飞石和滚石损害，飞石情况符合预期;爆破振动在安全振动范围内，符合预测值;爆渣利用机械顺利清理。总体来讲爆破效果良好，获得业主一致赞誉。
6 结语
在本次排险爆破中，充分利用了有利条件求得了最佳的萨道夫斯基公式中的K值和α值，使得爆破设计更加有据可依，更加科学可靠。为以后遇到同样问题如何最大化利用一切条件打开了思路。
随着计算机科学的发展，爆破模拟软件越加可靠好用，我们要顺应时代变化充分利用这些有利条件，使得爆破工作更加可靠，安全，高效。这也正是这次工程因为施工周期紧而未能夠更加深入的研究探索的地方。
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