2024年4月6日发(作者：磨昕月)
深孔爆破在南水北调SG09标应用
【摘要】以南水北调sg09标石方开挖爆破施工为例，采用理论
计算、数值分析和本工程实际施工相结合的方法，详细分析了爆破
对周围环境的影响范围及安全控制措施，为类似工程的施工提供了
参考。
【关键词】爆破、安全、施工控制
工程概况
南水北调工程sg09施工标段渠道石方开挖段（桩号144+100～
145+580）全长1480m，石方明挖226万m³，石方爆破区位于
西邵明村西侧，与村民居住区毗邻，爆破环境条件复杂。渠道开挖
断面为梯形，设计底宽22m，边坡坡比为1：1～1：2，每6～8m设
一级马道，边坡共设5级马道，渠道最大挖深约34m。爆破石方为
灰岩、砂岩等岩体地质条件，从局部揭露情况观察可以看出，其为
垂直层理，边坡岩体属于ⅳ、ⅴ类岩体，岩体较破碎，节理裂隙发
育，并存在很多泥岩夹层，边坡及马道采用光面爆破一次爆破成型
有很大难度。在此情况下,采用了适宜的施工爆破技术——以浅孔、
深孔控制爆破为主，采用预裂爆破减震措施,边坡光面爆破方案，
收到了良好的效果。同时采取了必要的安全防护措施,减小了对居
民正常生活的扰乱,为工程顺利进行创造了条件。
工程地质
2.1 桩号144+100～144+581段
地层岩性：桩号144+100～144+581上部表层有薄层黄土状壤土，
下部为o2m灰岩，揭露厚度大于30m。
地下水赋存于o2m灰岩中，水位高程75.9m，略低于渠底。经现
场地质探查，地下水位高于渠底约5～9m。
根据渠道桩号144+121～144+581现场地质揭示，渠道左侧边坡
存在岩石较破碎，裂隙发育，层间非常明显，并向渠道中心倾斜等
现象。该段由于村民采矿现象，使渠道边坡增高，支护范围增大，
爆破开挖很难达到设计要求。
2.2 桩号144+581～145+580段
地层岩性：上部q1 3黄土状壤土厚度2.0～10.0m。下部为p2sh
泥岩、页岩，c3t砂岩、泥岩，c2b泥岩、砂岩，o2m灰岩，厚度大
于40m。
地下水分布极不均匀，主要赋存于p2sh砂岩中，水位高程74.7～
85.1m，渠底高程约76.23～76.15m，大部分高于渠底，最大水深约
9m。
渠底置于强风化砂岩、泥岩、页岩及灰岩（溶蚀较发育）层，
渠坡主要由黄土状壤土、强风化砂岩、泥岩、页岩及灰岩（溶蚀较
发育）组成，岩性复杂。并且泥岩、页岩与砂岩、灰岩相互影响，
在水的浸泡下泥岩、页岩易发生软化很容易造成边坡失稳，使边坡
支护难度增大。由于围岩软、硬强度不一致，爆破时很难达到设计
要求。
地层岩性：上部q1 3黄土状壤土厚度2.0～10.0m。下部为p2sh
泥岩、页岩，c3t砂岩、泥岩，c2b泥岩、砂岩，o2m灰岩，厚度大
于40m。
开挖爆破范围内的岩石级别砂岩p2sh灰岩o2m物理力学指标如
下表1：
爆破方案确定
本工程石方开挖根据工程地质条件，采用深孔微差控制爆破、
浅眼微差控制爆破、周边预裂孔、保护层一次性开挖相互结合方法，
自上而下、分层依次开挖。渠道右岸与西邵明村相邻，有大量房屋，
故采取微差控制爆破，减小单响药量，降低爆破震动速度，将破坏
降到最小范围。渠道石方开挖属敞开式槽型开挖，采用全液压潜孔
钻结合普通风动潜孔钻、手风钻钻孔，分梯段爆破的开挖方法；先
采用深孔爆破开挖保护层以上部分，再一次性开挖预留的保护层
1m ～ 1.5m。保护层开挖时采用手风钻直接钻孔到基岩设计开挖
线，爆破装药底部加柔性垫层的措施，进行微差控制爆破，以保证
基岩完整、稳定。
为保证开挖边线尺寸、边坡稳定以及开挖质量，周边孔采用深
孔预裂爆破的开挖方案。在施工中精确测放开挖边线，并在开挖边
界部位按边坡的坡度、角度布密集炮孔，用潜孔钻造预裂孔，采取
不耦合装药结构，在主爆区之前起爆，从而在爆区与保留区之间形
成预裂缝，以减弱主爆破对保留岩体的破坏，并形成平整轮廓面。
爆破参数选择
在深孔微差控制爆破、浅眼微差控制爆破、周边预裂孔爆破中，
深孔微差控制爆破的影响较大，需重点控制。结合本工程地质情况
及前期爆破试验确定深孔梯段爆破参数见表2。
表 2 爆破试验确定的深孔梯段爆破参数表
说明：（1）保护层一次爆破开挖技术，孔底需加10～20cm的柔
性垫层，采用黄土填充。
（2）梯段爆破参数试验时，间排距、堵塞长度由大向小进行，
间排距初拟范围1.1～0.8m,最终希望得到一组堵塞段形成最佳的
爆破参数。
爆破对建筑物影响的安全距离
5.1 爆破安全监测试验参数及场地选择
表3爆破安全监测试验参数表
5.2监测仪器
根据《爆破安全规程》（gb6722-2003）的规定，爆破振动控制
主要以质点振动速度为主。因此，监测采用质点振动速度传感器，
配接idts3850型爆破振动记录仪。idts 3850振动记录仪采用自动
触发，自动记录模式，当爆破振动信
号达到预先设置的触发电平时，触发控制电路启动采集，仪器
将自动记录爆破地震波振动速度变化过程。然后通过记录仪的
rs232接口与计算机连接，由专用软件进行数据分析处理。为保证
现场观测数据的准确、可靠，对所有仪器进行了整机系统标定。具
体测试系统见图1。
5.3测点布置
根据爆破区周边环境条件和监测要求，重点对西邵明村民房基
础进行了振动监测。现场共布置了5个振动测点，各点均布置铅垂
向和水平径向两台传感器。
具体位置情况见表4，布置图见图2。
表4测点具体布置
5.4观测结果
2010年11月10日，结合渠道石方爆破施工进行了振动监测。
爆破方式分台阶爆破和掏槽爆破两种，具体爆破位置和参数见表3。
idts 3850振动记录仪设置触发电平0.0312v，即振速值为
0.10cm/s，在爆破前，仪器处于待机状态，当铅垂向振速或水平径
向振速达到0.10cm/s时，仪器自动启动采集，记录爆破地震波全
过程。每次爆破规模、实测爆破振动数据见表5~表7，实测典型振
动波形见图3。
表5第一次爆破振动观测结果
从实测各点振动速度值和典型波形可以看出：
⑴ 爆破地震动的产生、传播受爆破规模和地形地质条件影响
外，与爆破方式、破碎岩体有无抛掷空间有很大关系。掏槽爆破由
于破碎岩体受周围岩体夹制作用产生的的地震动能量相对较大，而
台阶爆破前排无堆积，有充分抛掷空间，爆破地震动能量较小。因
此，实测民房基础振速值第二次爆破测值大于第一次、第三次爆破
测值。
⑵爆破区为风化剥蚀高丘地貌，上部地层为黄土状壤土，下部
为泥岩、石灰岩等，爆破区高程相对高于西邵明村民房，爆破后产
生的地震波沿黄土地层衰减较快。实测172米处民房基础最大振速
为0.52cm/s，300m处民房基础最大振速为0.18cm/s，且主振频率
均大于10hz，这说明地震波衰减较快，速度幅值较小。
安全分析
根据国家爆破安全规程（gb6722-2003）6.2.2条款规定，见表
8。
表8爆破振动安全允许标准
依据国家爆破安全规程，一般砖房当振动频率在10~50hz范围
时，其爆破振动安全允许振速为2.3~2.8cm/s；土坯房、毛石房屋
当振动频率在10~50hz范围时，其爆破振动安全允许振速为
0.7~1.2cm/s。西邵明村居住民房为砖混结构，建造年代不同，现
场实测距爆源172m处（第一测点）的民房基础振速最大，水平径
向最大振速为0.52cm/s，铅垂向最大振速为0.33cm/s，主频均大
于10hz，其余四点振速值都小于第一点，均小于国家爆破安全规程
的安全允许值，且具有较大的安全余度。这表明该次爆破试验的爆
破设计参数是合理的，施工方案是可行的。但从现场爆破试验结果
来看，掏槽爆破产生的地震动相对较大，因此，建议在距离民房较
近地区，进行掏槽爆破和渠道右岸爆破时，应严格控制爆破规模、
最大单响药量，优化孔间、排间毫秒时差，并进行必要的爆破振动
监测，以确保工程安全实施和周围环境的安全。
爆破作业的安全措施
第一， 严格按照爆破设计孔、网参数施工，保证炮孔封堵质量
和长度，是防止飞石的有效措施。严格控制单响药量，最大单响药
量不得大于设计最大值，确保渠道沿线建筑物的震动安全。
第二， 在靠近西邵明村庄附近施工时，除控制最大单响药量，
最大限度地减少爆破震动外，为防止个别飞石及爆破冲击波的影
响，减少飞石及冲击波对居民区的影响。
第三， 成立爆破安全领导机构， 指导爆破作业，加强爆破物
品的管理，确保爆破施工安全。
第四， 爆破施工前，通知当地派出所、村委会并张贴通告，由
派出所及村委会协助搞好村民撤离工作。
第五，爆破施工区内的防护措施及爆破安全范围内的岗哨布置。
爆破施工区沿线设立安全防护栏，醒目的安全标识标牌，爆破作业
时间公示牌等；爆破的安全距离经计算确定，根据《爆破安全规程》
及安全监测试验成果，警戒范围以爆心为中心取300m。发出起爆警
报信号， 第一次信号为预告信号，所有与爆破无关人员应立即撤
离到警戒范围以外，警戒范围边界设立警戒人员；第二次信号为准
备信号；第三次信号为起爆信号；第四次信号为解除警报信号。警
戒区边界设立专职安全警戒人员，警戒人员头戴安全帽、佩戴安全
袖章、手持红旗。过往行人、车辆及村民在爆破时段内听从现场安
全管理人员指挥，禁止进入爆破警戒区。
参考文献
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局·爆破安全规程
（gb6722—2003）·中国标准出版社，2004
中国葛洲坝集团公司三峡工程施工指挥部·水利水电工程爆破
施工技术规范（dlt5135—2001）·北京：中国电力出版社，2002
梁向前，张永哲，梁铎·南水北调中线漳古段sg09标石方爆破
振动安全监测·中国水利水电科学研究院，2010.11
[ 作者简介] 男，1997年毕业于四川电力职业技术学院，助理
工程师；
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。
2024年4月6日发(作者：磨昕月)
深孔爆破在南水北调SG09标应用
【摘要】以南水北调sg09标石方开挖爆破施工为例，采用理论
计算、数值分析和本工程实际施工相结合的方法，详细分析了爆破
对周围环境的影响范围及安全控制措施，为类似工程的施工提供了
参考。
【关键词】爆破、安全、施工控制
工程概况
南水北调工程sg09施工标段渠道石方开挖段（桩号144+100～
145+580）全长1480m，石方明挖226万m³，石方爆破区位于
西邵明村西侧，与村民居住区毗邻，爆破环境条件复杂。渠道开挖
断面为梯形，设计底宽22m，边坡坡比为1：1～1：2，每6～8m设
一级马道，边坡共设5级马道，渠道最大挖深约34m。爆破石方为
灰岩、砂岩等岩体地质条件，从局部揭露情况观察可以看出，其为
垂直层理，边坡岩体属于ⅳ、ⅴ类岩体，岩体较破碎，节理裂隙发
育，并存在很多泥岩夹层，边坡及马道采用光面爆破一次爆破成型
有很大难度。在此情况下,采用了适宜的施工爆破技术——以浅孔、
深孔控制爆破为主，采用预裂爆破减震措施,边坡光面爆破方案，
收到了良好的效果。同时采取了必要的安全防护措施,减小了对居
民正常生活的扰乱,为工程顺利进行创造了条件。
工程地质
2.1 桩号144+100～144+581段
地层岩性：桩号144+100～144+581上部表层有薄层黄土状壤土，
下部为o2m灰岩，揭露厚度大于30m。
地下水赋存于o2m灰岩中，水位高程75.9m，略低于渠底。经现
场地质探查，地下水位高于渠底约5～9m。
根据渠道桩号144+121～144+581现场地质揭示，渠道左侧边坡
存在岩石较破碎，裂隙发育，层间非常明显，并向渠道中心倾斜等
现象。该段由于村民采矿现象，使渠道边坡增高，支护范围增大，
爆破开挖很难达到设计要求。
2.2 桩号144+581～145+580段
地层岩性：上部q1 3黄土状壤土厚度2.0～10.0m。下部为p2sh
泥岩、页岩，c3t砂岩、泥岩，c2b泥岩、砂岩，o2m灰岩，厚度大
于40m。
地下水分布极不均匀，主要赋存于p2sh砂岩中，水位高程74.7～
85.1m，渠底高程约76.23～76.15m，大部分高于渠底，最大水深约
9m。
渠底置于强风化砂岩、泥岩、页岩及灰岩（溶蚀较发育）层，
渠坡主要由黄土状壤土、强风化砂岩、泥岩、页岩及灰岩（溶蚀较
发育）组成，岩性复杂。并且泥岩、页岩与砂岩、灰岩相互影响，
在水的浸泡下泥岩、页岩易发生软化很容易造成边坡失稳，使边坡
支护难度增大。由于围岩软、硬强度不一致，爆破时很难达到设计
要求。
地层岩性：上部q1 3黄土状壤土厚度2.0～10.0m。下部为p2sh
泥岩、页岩，c3t砂岩、泥岩，c2b泥岩、砂岩，o2m灰岩，厚度大
于40m。
开挖爆破范围内的岩石级别砂岩p2sh灰岩o2m物理力学指标如
下表1：
爆破方案确定
本工程石方开挖根据工程地质条件，采用深孔微差控制爆破、
浅眼微差控制爆破、周边预裂孔、保护层一次性开挖相互结合方法，
自上而下、分层依次开挖。渠道右岸与西邵明村相邻，有大量房屋，
故采取微差控制爆破，减小单响药量，降低爆破震动速度，将破坏
降到最小范围。渠道石方开挖属敞开式槽型开挖，采用全液压潜孔
钻结合普通风动潜孔钻、手风钻钻孔，分梯段爆破的开挖方法；先
采用深孔爆破开挖保护层以上部分，再一次性开挖预留的保护层
1m ～ 1.5m。保护层开挖时采用手风钻直接钻孔到基岩设计开挖
线，爆破装药底部加柔性垫层的措施，进行微差控制爆破，以保证
基岩完整、稳定。
为保证开挖边线尺寸、边坡稳定以及开挖质量，周边孔采用深
孔预裂爆破的开挖方案。在施工中精确测放开挖边线，并在开挖边
界部位按边坡的坡度、角度布密集炮孔，用潜孔钻造预裂孔，采取
不耦合装药结构，在主爆区之前起爆，从而在爆区与保留区之间形
成预裂缝，以减弱主爆破对保留岩体的破坏，并形成平整轮廓面。
爆破参数选择
在深孔微差控制爆破、浅眼微差控制爆破、周边预裂孔爆破中，
深孔微差控制爆破的影响较大，需重点控制。结合本工程地质情况
及前期爆破试验确定深孔梯段爆破参数见表2。
表 2 爆破试验确定的深孔梯段爆破参数表
说明：（1）保护层一次爆破开挖技术，孔底需加10～20cm的柔
性垫层，采用黄土填充。
（2）梯段爆破参数试验时，间排距、堵塞长度由大向小进行，
间排距初拟范围1.1～0.8m,最终希望得到一组堵塞段形成最佳的
爆破参数。
爆破对建筑物影响的安全距离
5.1 爆破安全监测试验参数及场地选择
表3爆破安全监测试验参数表
5.2监测仪器
根据《爆破安全规程》（gb6722-2003）的规定，爆破振动控制
主要以质点振动速度为主。因此，监测采用质点振动速度传感器，
配接idts3850型爆破振动记录仪。idts 3850振动记录仪采用自动
触发，自动记录模式，当爆破振动信
号达到预先设置的触发电平时，触发控制电路启动采集，仪器
将自动记录爆破地震波振动速度变化过程。然后通过记录仪的
rs232接口与计算机连接，由专用软件进行数据分析处理。为保证
现场观测数据的准确、可靠，对所有仪器进行了整机系统标定。具
体测试系统见图1。
5.3测点布置
根据爆破区周边环境条件和监测要求，重点对西邵明村民房基
础进行了振动监测。现场共布置了5个振动测点，各点均布置铅垂
向和水平径向两台传感器。
具体位置情况见表4，布置图见图2。
表4测点具体布置
5.4观测结果
2010年11月10日，结合渠道石方爆破施工进行了振动监测。
爆破方式分台阶爆破和掏槽爆破两种，具体爆破位置和参数见表3。
idts 3850振动记录仪设置触发电平0.0312v，即振速值为
0.10cm/s，在爆破前，仪器处于待机状态，当铅垂向振速或水平径
向振速达到0.10cm/s时，仪器自动启动采集，记录爆破地震波全
过程。每次爆破规模、实测爆破振动数据见表5~表7，实测典型振
动波形见图3。
表5第一次爆破振动观测结果
从实测各点振动速度值和典型波形可以看出：
⑴ 爆破地震动的产生、传播受爆破规模和地形地质条件影响
外，与爆破方式、破碎岩体有无抛掷空间有很大关系。掏槽爆破由
于破碎岩体受周围岩体夹制作用产生的的地震动能量相对较大，而
台阶爆破前排无堆积，有充分抛掷空间，爆破地震动能量较小。因
此，实测民房基础振速值第二次爆破测值大于第一次、第三次爆破
测值。
⑵爆破区为风化剥蚀高丘地貌，上部地层为黄土状壤土，下部
为泥岩、石灰岩等，爆破区高程相对高于西邵明村民房，爆破后产
生的地震波沿黄土地层衰减较快。实测172米处民房基础最大振速
为0.52cm/s，300m处民房基础最大振速为0.18cm/s，且主振频率
均大于10hz，这说明地震波衰减较快，速度幅值较小。
安全分析
根据国家爆破安全规程（gb6722-2003）6.2.2条款规定，见表
8。
表8爆破振动安全允许标准
依据国家爆破安全规程，一般砖房当振动频率在10~50hz范围
时，其爆破振动安全允许振速为2.3~2.8cm/s；土坯房、毛石房屋
当振动频率在10~50hz范围时，其爆破振动安全允许振速为
0.7~1.2cm/s。西邵明村居住民房为砖混结构，建造年代不同，现
场实测距爆源172m处（第一测点）的民房基础振速最大，水平径
向最大振速为0.52cm/s，铅垂向最大振速为0.33cm/s，主频均大
于10hz，其余四点振速值都小于第一点，均小于国家爆破安全规程
的安全允许值，且具有较大的安全余度。这表明该次爆破试验的爆
破设计参数是合理的，施工方案是可行的。但从现场爆破试验结果
来看，掏槽爆破产生的地震动相对较大，因此，建议在距离民房较
近地区，进行掏槽爆破和渠道右岸爆破时，应严格控制爆破规模、
最大单响药量，优化孔间、排间毫秒时差，并进行必要的爆破振动
监测，以确保工程安全实施和周围环境的安全。
爆破作业的安全措施
第一， 严格按照爆破设计孔、网参数施工，保证炮孔封堵质量
和长度，是防止飞石的有效措施。严格控制单响药量，最大单响药
量不得大于设计最大值，确保渠道沿线建筑物的震动安全。
第二， 在靠近西邵明村庄附近施工时，除控制最大单响药量，
最大限度地减少爆破震动外，为防止个别飞石及爆破冲击波的影
响，减少飞石及冲击波对居民区的影响。
第三， 成立爆破安全领导机构， 指导爆破作业，加强爆破物
品的管理，确保爆破施工安全。
第四， 爆破施工前，通知当地派出所、村委会并张贴通告，由
派出所及村委会协助搞好村民撤离工作。
第五，爆破施工区内的防护措施及爆破安全范围内的岗哨布置。
爆破施工区沿线设立安全防护栏，醒目的安全标识标牌，爆破作业
时间公示牌等；爆破的安全距离经计算确定，根据《爆破安全规程》
及安全监测试验成果，警戒范围以爆心为中心取300m。发出起爆警
报信号， 第一次信号为预告信号，所有与爆破无关人员应立即撤
离到警戒范围以外，警戒范围边界设立警戒人员；第二次信号为准
备信号；第三次信号为起爆信号；第四次信号为解除警报信号。警
戒区边界设立专职安全警戒人员，警戒人员头戴安全帽、佩戴安全
袖章、手持红旗。过往行人、车辆及村民在爆破时段内听从现场安
全管理人员指挥，禁止进入爆破警戒区。
参考文献
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局·爆破安全规程
（gb6722—2003）·中国标准出版社，2004
中国葛洲坝集团公司三峡工程施工指挥部·水利水电工程爆破
施工技术规范（dlt5135—2001）·北京：中国电力出版社，2002
梁向前，张永哲，梁铎·南水北调中线漳古段sg09标石方爆破
振动安全监测·中国水利水电科学研究院，2010.11
[ 作者简介] 男，1997年毕业于四川电力职业技术学院，助理
工程师；
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。