李廣東
(湖北衛(wèi)東爆破工程有限公司，湖北襄陽，441021)
摘要：爆破振動是目前爆破工程施工危害效應之首，一直是爆破工程技術人員研究的重點和難點問題。本文在分析爆破振動危害效應產(chǎn)生原理和特點的基礎上，充分結合工程實踐，從人為因素和技術因素兩個方面綜合分析了爆破振動危害效應的產(chǎn)生原因，并制定了控制爆破振動危害效應的有效措施，為爆破振動危害效應控制提供參考。
關鍵詞：爆破振動；危害效應；原因分析；對策
1引言
工程爆破技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)滲透到國家經(jīng)濟建設的眾多領域，特別是為我國的鐵路、公路交通、水利水電、礦山開采、城市拆遷等等作出了重要貢獻。爆破作為一門科學技術，經(jīng)過數(shù)代人的總結實踐，理論已日趨完善，并對爆破實踐起到重要的指導作用。尤其是隨著其他科學技術的更新，爆破器材也在不斷地變化和改進。由當初的簡單火雷管、電雷管發(fā)展到非電導爆管雷管，繼而出現(xiàn)新型的精確度較高的電子數(shù)碼雷管，在很大程度上提高了工程爆破的安全性和可靠性。
近些年來，爆破施工已成為工程建設中較常用的方法之一。它不但加快了工程進度，提高了工程的效率，同時也帶來了一定的負面效應。由于炸藥的爆炸所產(chǎn)生的能量，對外釋放做功，一部分作用到建（構）筑物上，一部分能量引起地面質(zhì)點運動，同時產(chǎn)生爆炸沖擊波。主要危害因素有爆破振動效應、爆炸空氣沖擊波、爆炸飛石、爆炸噪聲和有毒有害氣體等，其中爆破地震效應帶來的影響居首，爆破振動對周圍環(huán)境及建筑物的影響問題也隨之而來，同時隨著我國公民法律維權意識增強，由此產(chǎn)生的民事矛盾糾紛也在逐年增多，損失賠償也最大。如何科學、安全、實事求是地避免爆破振動對周圍環(huán)境的危害，避免產(chǎn)生不必要的矛盾糾紛，已顯得越來越重要。
結合實際工程爆破所發(fā)生爆破振動危害的實例，主要由兩個方面的原因造成，一是人為原因，二是技術原因，其中人為原因居多。
2爆破振動效應
大家都知道，爆破地震與自然地震相比，具有振動頻率高，持續(xù)時間短和震源淺等特點。爆破施工引起的振動是一種瞬間沖擊振動，其作用時問短，頻率高，動力反應衰減很快，難以使周圍的建(構)筑物結構產(chǎn)生持續(xù)的強烈振動，影響的范圍和作用有限。
根據(jù)試驗資料表明，爆破振動速度的大小與炸藥量，以及建構筑物距離爆破點距離、介質(zhì)情況、地形條件和采用的爆破方法等因素有關。爆破地震安全距離的確定，主要是在地表、對地面建筑物、邊坡，可求位移S、加速度a、速度v，但使用速度v較多。
測點爆破振動速度可用薩道夫斯基公式計算：
式中，v為介質(zhì)質(zhì)點振動速度，cm/s；R為爆源距離，m；Q為炸藥量，kg；齊發(fā)爆破時取總藥量，分段爆破時取最大一段藥量；K、a為與爆破條件、巖石特性等有關的系數(shù)，介質(zhì)為巖石時K=30～70，為土質(zhì)時K=150～250，a=1～3。
根據(jù)國家《爆破安全規(guī)程》安全允許振動標準，在主振頻率小于10Hz情況下，對于土窯洞、土坯房、毛石房屋，振動速度不應大于0．5cm／s，一般磚房、非抗震性建筑物不應大于2．0cm／s，框架鋼筋混凝土結構不大于5cm／s。
因此按照國家規(guī)程的規(guī)定，爆破振動速度的大小，與使用炸藥量多少，是判定爆破振動速度安全與否的一個依據(jù)。當爆破振動速度超過安全值時，就會對周圍的建筑物和保護物產(chǎn)生不同程度的破壞，所以減少總炸藥量，控制一次起爆的藥量，采取微差分段爆破，降低爆破振動速度，是保證爆破安全的前提和條件。
3爆破振動危害效應產(chǎn)生原因分析
3．1人為因素原因分析
做好任何事情的成因，起決定作用的是人而不是物。管理要靠制度，需要人去執(zhí)行實施，無論主管部門、爆破作業(yè)單位或者爆破從業(yè)人員，必須嚴格執(zhí)行國家法律法規(guī)和《爆破安全規(guī)程》的有關規(guī)定，才能有效地做好爆破工作，盡量避免爆破危害因素的發(fā)生。針對實際爆破工作中發(fā)生過爆破振動危害事故來看，究其原因現(xiàn)從三個方面分析產(chǎn)生的主要因素。
(1)主管部門理解《爆破安全規(guī)程》尺度上的差別，主管人員業(yè)務素質(zhì)的高低，是影響爆破安全的前提條件。
我國爆炸物品的主管是公安部門，根據(jù)《民用爆炸物品安全管理條例》規(guī)定，炸藥實行屬地管理，所以說縣一級的公安部門是最基層的管理者，同時也是對爆破作業(yè)安全的具體監(jiān)督部門。對主管人員的能力水平以及業(yè)務素質(zhì)，對上級有關規(guī)定精神的理解領會，把握標準的尺度，就提出了很高的要求。
根據(jù)《爆破安全規(guī)程》規(guī)定：爆破工程分級，按爆破工程類別、一次爆破總藥量、爆破環(huán)境復雜程度和爆破物特征，分為A、B、C、D四個級別，實行分級管理。B、C、D爆破工程，遇到下列情況應相應提高一個級別：
1)距爆區(qū)1000m范圍內(nèi)有國家一、 二級文物或特別重要的建(構)筑物、設施。
2)距爆區(qū)500m范圍內(nèi)有國家三級文物、風景名勝區(qū)，重要的建(構)筑物、設施。
3)距爆區(qū)300m范圍內(nèi)有省級文物、醫(yī)院、學校、居民樓、辦公室等重要保護對象。
既然《爆破安全規(guī)程》上規(guī)定這么詳細，為什么在實際爆破作業(yè)過程中過中，依然會因為爆破振動的事件，引起的民事糾紛紛頻繁發(fā)生？究其原因：一是主管人員調(diào)動、輪換，非專業(yè)人員掌管爆破業(yè)務；二是業(yè)務能力不熟悉，對國家標準的把握上有出入；三是對爆破分級的慨念模糊，特殊環(huán)境爆破當作一般條件爆破；p四是有人情行的因素存在。
(2)爆破作業(yè)方案評審把關嚴格，針對性強，是影響爆破作業(yè)安全的可靠保證。
爆破安全評估是做好爆破工作的一個重要環(huán)節(jié)，它不但可以為審批部門把好技術關和安全關，而且對爆破作業(yè)單位的施工實施方案，也是一個優(yōu)化完善的過程，提高爆破工程安全的可靠性，提前避免爆破危害因素的發(fā)生。
根據(jù)《爆破安全規(guī)程》和《民用爆炸物品安全管理條例》的規(guī)定：A級、B級和對公共安全影響較大的爆破工程；在城市、名勝風景區(qū)和距重要工程設施500m范圍內(nèi)實施的爆破作業(yè)；凡需報公安機關審批的爆破工程，均應進行安全評估。
從實際的工作中來看，評估確實在各地都在實行，但是不是流于形式，走走過場，這是一個值得探討的問題。
首先，把關不嚴。不具備爆破從業(yè)人員得到爆破工程項目，然后分包、轉(zhuǎn)包有爆破資質(zhì)的單位；爆破資質(zhì)級別低，借資質(zhì)較高的爆破作業(yè)單位，實施爆破作業(yè)；對爆破作業(yè)單位的綜合實力、人員、設備，能否承擔該工程項目，評估不嚴密。
例如，新疆某個公路爆破施工工地，相鄰一爆破作業(yè)單位，本身爆破作業(yè)單位資質(zhì)也不夠，又沒有中深孔爆破作業(yè)的經(jīng)驗，為了加快施工工期，強行進行深孔爆破作業(yè)，結果造成大面積爆破飛石，飛進牧民的草場，滾落的的大石塊，砸斷通往施工隧道的高壓電桿，導致隧道停工三天。
其次，針對性不強。爆破深入的工程建設領域很廣泛，不同的爆破場合采用的爆破類型不同，即使同一個爆破工程，所處的環(huán)境、地形、地質(zhì)條件也不一樣。單一的爆破工程，時間短，范圍小，材質(zhì)結構大致相同，相對評估難度不大，也容易引起重視。但對公路、鐵路、水利水電工期較長的爆破工程，由于受各方面因素的限制，點多線長，情況比較復雜，工程環(huán)境 情況變化較多。不但要對總體爆破方案進行評估，特殊地段的補充方案，有時評估容易忽略，也是容易出現(xiàn)問題的主要根源。
(3)爆破作業(yè)單位施工管理混亂，個別工程技術人員素質(zhì)較低，爆破從業(yè)人員抱有僥幸心理。
我國爆破從業(yè)人員有幾十萬人，營業(yè)性和非營業(yè)性爆破作業(yè)單化上千個，管理水平和技術能力參差不齊，因此給爆破作業(yè)帶來諸多的隱患和不安全的因素。
首先，在爆破實施過程中，職責不明，分工不能責任到人，人員之間相互交義作業(yè)，施工管理程序混亂。其次，個別現(xiàn)場技術人員責任心不強，加上業(yè)務能力有限，不能正確地指導施工，遇到問題采取的解決方法欠缺，也是造成不安全的一種因素。三是個別爆破從業(yè)人員，安全意識淡薄，不按操作要求違規(guī)作業(yè)，蠻干亂干，私自改變爆破設計和爆破參數(shù)，是造成安全事故的主要原因。
例如，曾遇到一個公司爆破人員進行大塊破碎爆破的現(xiàn)場，裝藥和線路敷設完畢，在人員沒有撤離至安全地帶時（爆破安全規(guī)程規(guī)定的不小于300m的距離） ，爆破員貿(mào)然起爆，造成大面積飛石，幸虧沒有人員傷亡。
3.2技術因素原因分析
爆破是一門技術，同時也是一門科學。隨著爆破技術的發(fā)展，爆破技術應用的領域和范圍越來越廣泛，只有解決好爆破安全技術問題，爆破技術才能對國家的經(jīng)濟建設發(fā)揮更大的作用。
爆破安全技術是保證爆破安全的基礎保證。它牽涉到爆破周圍環(huán)境調(diào)查，爆破設計正確性，爆破參數(shù)選擇的合理性，以及爆破安全控制等問題。
3．2．1 爆破周邊環(huán)境的調(diào)查不詳細
在工程爆破中，爆破地點復雜多變，周圍的環(huán)境可能有軍用和民用設施、著名風景區(qū)、公路和橋梁等重要的建(構)筑物。尤其是在城市拆除爆破，地上和地下的各種管線，居民區(qū)、工廠、學校等需要保護的建筑物，必須要現(xiàn)場調(diào)查翔實，登記造冊。不能根據(jù)爆破規(guī)模，針對所保護的建(構)筑物距爆破點的距離，以及建構筑物的結構，計算出該建筑物安全允許的振動速度，并采用相應的安全防范措施。在工程實踐中，往往忽視爆破周圍環(huán)境調(diào)查的準確性和精確性。有些對周圍建構筑物結構調(diào)查不準，地上地下結構物的情況判定不明；有的對爆破點距需要保護的目標，距離測量不精準，是大概的估算；有些在取爆破點與計算點之間的地形、地質(zhì)條件有關的系數(shù)和衰減系數(shù)不盡合理。
例如，某爆破公司承擔城市基坑爆破開挖的施工，雖說爆破設計書也進行了爆破安全振動計算，但對四鄰居民樓與爆破點的距離不準，樓房的結構不明，所選取的參數(shù)和系數(shù)也不盡合理。在爆破安全評估時，發(fā)現(xiàn)此種問題，結果又重新對爆破點的周圍環(huán)境進行勘察，修正參數(shù)和衰減系數(shù)。
3．2．2爆破方法綜合運用不周密
工程的性質(zhì)和規(guī)模不同，所采用的爆破方法和鑿巖機具也不盡相同。爆破方法有露天淺孔、露天深孔、地下爆破、水下爆破、拆除爆破以及特種爆破等。同一個爆破工程，可能采用一種爆破方式就能完成工程任務，在許多工程中，要采用幾種爆破方法相結合的方式，才能達到工程目的。
比如，基坑開挖工程，需晏先用淺孔爆破開溝拉槽，阻斷爆破振動向外傳播，避免爆破振動危害。但有些單位為了省事，直接采用深孔爆破，進行開挖，不但達不到爆破效果，反而引起不必要的安全隱患。
復雜環(huán)境的中深孔爆破，需要對爆破點周圍的建(構)筑物、邊坡和護坡進行保護，要預先使用預裂爆破或者光面爆破相結合的方式進行保護，既減小了爆破振動，又保證了邊坡和護坡的穩(wěn)定。有些單位往往采取普通的爆破方式，一次起爆裝藥，或者是分段起爆藥量過大，既沒有有利于邊坡的穩(wěn)定，同時又增強了爆破振動的破壞。
城市拆除爆破大都在人口密集區(qū)，需要保護的對象較多，環(huán)境也比較復雜，需要覆蓋保護層，開挖減振溝，有些單位為了節(jié)約成本，開挖減振溝深度不夠，或者是根本就不開挖。
3．2．3 民爆公司爆破器材品種和型號不全
爆破器材隨著科技的發(fā)展，品種、型號比較齊全，起爆器材和傳爆器材較之以前比較豐富，種類繁多，基本能滿足爆破工程的需要。
由于民爆公司的業(yè)務人員，可能對當?shù)毓こ瘫破鞑哪男┦浅Ｓ玫�，哪些是必須要使用的，認識不足或者業(yè)務不熟悉，民爆公司所購進爆破器材的型號、種類存在嚴重短缺現(xiàn)象，致使在爆破實施過程中，影響爆破設計正常指導施工。有些地方民爆公司購進爆破器材型號、品種比較單一。無論是電雷管，還是非電導爆管雷管，就是一個瞬發(fā)段位，還是局限于以前普通的原始爆破方式中。有些地方即使品種、型號較多，但是缺段現(xiàn)象是比較普遍的。曾經(jīng)去一個地方做爆破工程，到民爆公司購買器材，除了有必須的瞬發(fā)電雷管外，非電雷管只有7段以上的，并且腳線的長度還達不到爆破的要求，更不用說用非電導爆管做網(wǎng)路連接線路，他們都沒聽說過。
3．2．4起爆網(wǎng)路和參數(shù)設計不合理
在地質(zhì)條件、巖性相同的條件下，同段起爆藥量的大小和距離遠近，是影響質(zhì)點振動速度的主要原因。但采用微差爆破，以毫秒量級的時間間隔分批起爆裝藥，也符合爆破機理的微分原理�？刂谱畲笠淮纹鸨幜渴怯行Ы档捅普駝拥姆椒�，微差分段起爆、分層裝藥，對減弱爆破地震效應也有很大的作用。
大量的實驗研究表明，在總藥量和其他條件不變的情況下，延時起爆振動強度比齊發(fā)爆破降低30％～40％，是以各起爆段地震波不干擾、不疊加的降振原理來實現(xiàn)爆破降振。
在實際爆破作業(yè)中，之所以造成爆破振動危害，原因是多方面的。首先是不分段，一次起爆的藥量過大，產(chǎn)生強烈的爆破地震波，使爆破點附近的建(構)筑物發(fā)生位移破壞；其次是即使進行分段延時，但由于分段不合理，時間間隔過短，引起地震波的疊加；三是單段起爆藥量大，所產(chǎn)生的爆破振動速度仍然超過需要被保護建(構)筑物的安全允許速度。
2013年，京珠高速公路某拓寬段，在實施路基中深孔爆破時，由于爆破網(wǎng)路設計不合理，分段時間間隔過小，現(xiàn)場技術人員處置不力，又加上起爆的藥量過大，導致距爆破點300m外村莊一百多間居民房屋受損，直接經(jīng)濟損失三百多萬元。武漢某軍用油庫油罐基槽爆破，由當?shù)匾患冶乒境袚�，把基坑開挖當成普通的巖土爆破，不但把基坑四周護坡破壞，還造成了大量飛石，爆破振動十分強烈，雖說沒發(fā)生爆破事故，但被甲方清除出場。
4控制爆破危害的措施與對策
爆破工程是一個復雜的勞動過程，它牽涉領域較廣，涉及的部門多，是綜合學科知識在工程施工中的具體運用。要使爆破技術在工程領域發(fā)揮更大的作用，必須各個部門齊抓共管，上下統(tǒng)籌，才能保證爆破作業(yè)安全實施，減少爆破危害因素帶來的不利影響。
4．1做好提高工程技術人員整體素質(zhì)的爆破安全培訓工作
首先，把好審查關。爆破技術培訓，是提高爆破隊伍整體素質(zhì)的一個主要途徑。吸收各個方面的高素質(zhì)人才，加入到爆破隊伍中來，也是對爆破工作的促進。關鍵是參加培訓的人員條件要符合規(guī)定，學習的目的要明確，從事爆破業(yè)務的工作時間，培訓前是否從事過爆破工作，這就需要基層主管部門嚴格政審、嚴格把關，確保人員素質(zhì)和質(zhì)量。其次，培訓考勤關。參加培訓的人員文化素質(zhì)、專業(yè)背景和爆破業(yè)務能力不盡相同，要建立一套學習考勤制度，保證到課率和聽課率，對于多次曠課人員，終止其培訓學習資格。三是嚴格考核關�？己耸菣z查培訓效果的一個手段，掌握每個培訓人員的爆破知識學習接受能力，是否達到了培訓的預期目的。通過理論知識考試和專家面試情況，對參加培訓學習人員做一個全面的綜合評判。四是綜合評定關。參加培訓的人員通過考核后，應根據(jù)培訓人員專業(yè)背景、所從事爆破工作的時間長短，評定是不是達到了所考職稱資格的能力，能不能頒發(fā)相應的爆破作業(yè)資格證，綜合評定是一個關鍵的環(huán)節(jié)，也是保證爆破安全的前提條件。
4．2加強安全評估工作是保證爆破安全的基礎
安全管理是以預防為主，安全是進行一切工程爆破的重要前提，而安全評估工作是做好爆破安全的重要手段，爆破安全是爆破工程水恒的主題。
爆破工程安全評估，就是通過對爆破作業(yè)單位、技術人員資質(zhì)條件的審查、評審和優(yōu)化爆破設計方案的一個過程，從而提高爆破工程安全的可靠性，為主管審批部門、建設單位以及爆破作業(yè)單位提供專業(yè)性、技術性的服務。使不具備爆破資質(zhì)的，或者是爆破資質(zhì)條件不夠的單化和個人，不得承擔爆破作業(yè)工程；爆破設計方案不完善，人員、設備不符合要求，或者安全管理不到位，不能進行爆破工程施工；尤其是復雜環(huán)境條件下巖土爆破，城鎮(zhèn)拆除爆破的評估，評估工作更應該嚴謹周密，細致入微，嚴格把關�？傊�，爆破安全評估要真正做到科學全面，安全無事故，達到預期目的非常不易。所以，爆破安全評估要本著公開、公正、公平、合理的原則，保證爆破評估工作不走過場．做到切實有效。
4．3爆破監(jiān)理是保證爆破安全的保障
與其他行業(yè)相比，爆破行業(yè)監(jiān)理工作起步較晚，但安全監(jiān)理的目的也是分擔風險，監(jiān)督和服務爆破作業(yè)單位爆破施工安全。
雖說經(jīng)過許多年的努力，爆破隊伍日益壯大，爆破施工企業(yè)的人員素質(zhì)和管理能力也逐步提高，但與《爆破安全規(guī)程》的要求還是差距很大，爆破施工引發(fā)的事故時有發(fā)生，安全問題令人擔憂。爆破從業(yè)人員安全意識淡薄，違章、違規(guī)作業(yè)的現(xiàn)象客觀存在，尤其是遇到不安全的因素處理不當?shù)�，都是引發(fā)事故的直接原因。加強爆破施工監(jiān)理，勢在必行。它能督促爆破施工單位，按爆破設計方案精心施工，按章作業(yè)。當工程遇到特殊情況時，能協(xié)助爆破作業(yè)單位，提供科學的方法和依據(jù)，采取有效的手段，將各類事故隱患控制在風險允許程度范圍之內(nèi)。復雜環(huán)境的爆破除必須監(jiān)理以外，還有必要進行爆破振動全程監(jiān)測。
安全監(jiān)理是一個復雜的系統(tǒng)工程，它對提高工程爆破安全性，實現(xiàn)爆破安全生產(chǎn)，維護合同雙方的權益，促成爆破安全順利實施有至關重要的作用。
參考文獻
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摘自《中國爆破新進展》 |
