陳新祖

（中交第二航務(wù)工程局有限公司）

漁平高速公路延伸線擴(kuò)塹石方爆破施工技術(shù)

陳新祖

（中交第二航務(wù)工程局有限公司）

以漁平高速公路延伸線的右側(cè)再開辟一條新的高速公路，擴(kuò)塹石方控制爆破施工為例，介紹了控制爆破的方案設(shè)計、爆破試驗及實施、安全防護(hù)措施等施工技術(shù)，對緊鄰高速公路高路塹石方控制爆破的施工方法，及高速公路安全防護(hù)技術(shù)措施進(jìn)行了探討。

緊鄰高速公路；控制爆破；防護(hù)措施

1　工程概況

漁平高速公路延伸線的右側(cè)再開辟一條新的高速公路，在里程樁號YK41+326.16～YK41+431.24段為路基工程，石方爆破開挖工程量約40000方。施工前其左側(cè)高速公路已通車，地質(zhì)條件一般，主要為花崗巖，巖性堅硬，層狀，無滲水。據(jù)此，為了保證臨近高速公路正常運營，可以使用控制爆破的方法進(jìn)行施工，在對路塹石方進(jìn)行開挖時，通過使用從兩端往中間分步和分臺階開挖的方法來進(jìn)行施工。該擴(kuò)塹爆破的主要特點有具有：

（1）本工程所使用的爆破方法為擴(kuò)塹石方控制爆破，在高速公路左側(cè)實施，間距約為2m。

（2）在擴(kuò)塹段將坡陡塹高，塹高的坡度為1：0.70～1：1.20，平均高8m。

（3）在工程中所受到施工的影響較大，并會受到運營的干擾，將重點困難排除后，要將所有工作人員的安全擺在第一位，并保證設(shè)備的安全，確保高速公路通行車輛的安全。

2　爆破方案設(shè)計

采用多排微差淺孔非電松動控制爆破，采用人工風(fēng)槍打眼、搭設(shè)鋼管竹夾板靠壁式的方式進(jìn)行施工，并采用排架防護(hù)的方式來進(jìn)行安全保護(hù)，在施工過程中，可以根據(jù)隔墻的預(yù)留和中拉槽的相關(guān)要求來進(jìn)行施工，對于邊坡面的施工可以使用預(yù)裂爆破的方法，在坡體的靠外部分考慮到對隔墻的保護(hù)應(yīng)當(dāng)預(yù)留10～15cm的厚度，在開挖時要先對墻內(nèi)石方進(jìn)行開挖，如果隔墻已經(jīng)達(dá)到了2m的高度，可以采用破碎機(jī)將其破碎后再挖除，開挖的方式按照從上到下進(jìn)行。

2.1臺階大小的選定

根據(jù)機(jī)械出碴的特點，拉槽臺階的寬度應(yīng)當(dāng)按照機(jī)械出碴的情況而定，并與定擴(kuò)塹全斷面開挖的寬度一致，將臺階的長度定為6m，臺階高度H為2.6m。臺階寬度為5m，每次起爆2個臺階。

2.2爆破總體方案

（1）根據(jù)施工現(xiàn)場實際地形，爆破施工從福清側(cè)至平潭側(cè)推進(jìn)，采取先爆破右側(cè)山體，逐層爆破，每層預(yù)留4～6m左側(cè)與現(xiàn)有行車道之間的山體作為隔離帶，防止爆破施工碎石飛至行車道。

（2）對邊坡位置采用小型光面預(yù)裂爆破，嚴(yán)格控制爆破開挖線，杜絕超爆發(fā)生，同時確保邊坡的穩(wěn)定。

（3）爆破開挖前要先將山體表面清楚干凈，不能夠有雜草或者土層存在，將清除的雜草等運送到指定地點。對于平臺的平整以及修整可以使用挖掘機(jī)來進(jìn)行，對空間和設(shè)備要進(jìn)行合理的利用，使施工的進(jìn)度加快，能夠達(dá)到預(yù)期的效果。

（4）根據(jù)工程建設(shè)的施工要求，為了使施工進(jìn)度能夠達(dá)到預(yù)期效果，可以將施工分為開挖和臺階開挖兩個階段。在進(jìn)行淺孔爆破時需要將邊坡的坡型要求考慮進(jìn)來。

（5）在爆破之后，要使用風(fēng)鉆對大粒徑石塊進(jìn)行打淺眼，進(jìn)行爆破分解，并配合機(jī)械作業(yè)進(jìn)行解小。

2.3炮孔裝藥量的計算及裝藥結(jié)構(gòu)

本工程炸藥采用2號巖石硝銨炸藥，對單個炮孔的裝藥量可以用公式表示為Q=bHqa，其中，q表示單位耗藥量（kg/m3），將玄武巖地質(zhì)用q=0.4kg/m3來表示，那么可以將主炮孔的設(shè)計理論裝藥量表示為：

Q=1.2×1.1×0.4×2.6=1.37kg（具體計算可以按照試爆效果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整）。

邊炮孔的單位耗藥量大約為主炮孔的0.6倍，裝藥量為0.895kg，預(yù)裂孔的單位耗藥量大約為主炮孔的0.7倍，裝藥量為1.042kg。

主炮孔可以使用間隔裝藥的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行裝藥，在炮孔的底部位置裝有裝藥量的2/3，在炮孔中間位置裝有藥量的1/3，在炮孔中間位置裝藥的距離應(yīng)該在炮孔深度之外的11～13cm。堵塞的長度必須復(fù)合要求，所以可以使用耦合裝藥的方法來對邊炮孔進(jìn)行裝藥。對預(yù)裂孔可以使用兩個間隔裝藥結(jié)構(gòu)，即把實際裝藥量的1/2裝在炮孔的底部，剩余1/2的60％裝在距炮孔底部藥包1.0m的炮孔中間位置，在把剩余1/2的40％裝在距炮孔口深0.6m左右的位置上，炮孔中的3個藥包綁扎在導(dǎo)爆索上，即用導(dǎo)爆索起爆藥包，采用導(dǎo)爆索不耦合裝藥方式。炮孔裝藥結(jié)構(gòu)圖如圖1。

2.4起爆網(wǎng)絡(luò)

爆破使用導(dǎo)爆管起爆法，采用孔內(nèi)延期或孔內(nèi)孔外延期接力起爆網(wǎng)絡(luò)（①孔內(nèi)延期需按所要求的起爆順序放入相應(yīng)段別的延期雷管；②孔內(nèi)孔外接力起爆一般采用孔外傳爆雷管串聯(lián)，孔內(nèi)延時雷管并聯(lián)。孔內(nèi)起爆雷管采用高段位，孔外傳爆雷管采用低段位，以確保起爆網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)爆性），每孔內(nèi)裝1發(fā)（視作業(yè)實際需求情況靈活變動）塑料導(dǎo)爆管雷管。使用擊發(fā)針對連接網(wǎng)路進(jìn)行起爆。

2.5爆破的防護(hù)方法

在高速公路上使用石方控制爆破的方式已經(jīng)很普遍，在進(jìn)行爆破之前必須做好防護(hù)措施，避免出現(xiàn)飛石、滑塊和滾石等情況，必須保證石方控制爆破的實施安全性。對于出現(xiàn)飛石的情況，在進(jìn)行爆破時要使用炮口覆蓋的方式和柔性防護(hù)來對巖體表面和巖體上空進(jìn)行防護(hù)。在防護(hù)時應(yīng)當(dāng)注意，可以使用舊輪胎對爆破區(qū)進(jìn)行覆蓋，在炮被上可以使用加壓沙包的方式進(jìn)行防護(hù)，另外可以使用安全網(wǎng)對前兩層進(jìn)行防護(hù)，使用鋼管排架能夠防止?jié)L石和飛石的情況發(fā)生。

3　爆破試驗及施工

正式施工前進(jìn)行試爆是爆破成功的必須和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在進(jìn)行爆破時，如果出現(xiàn)巖石發(fā)生變化的情況，必須先采取試爆的方式。在進(jìn)行試爆時，對于炮孔的具體位置應(yīng)按照要求定在距離既有線較遠(yuǎn)的位置，要保證施工的地質(zhì)情況和施工的具體情況能夠和施工段以及巖性保持在同一地點。試爆應(yīng)當(dāng)按照爆破設(shè)計的孔網(wǎng)參數(shù)以及單位耗藥量來進(jìn)行，試爆之后要對試爆的效果進(jìn)行分析，然后再調(diào)整參數(shù)，將試爆結(jié)果作為設(shè)計和施工的主要依據(jù)。將爆破試驗的參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計見表1。

表1　爆破試驗裝藥參數(shù)統(tǒng)計表

3.1布孔及鉆眼

對淺孔小臺階進(jìn)行爆破時可以采用風(fēng)鉆來打眼，根據(jù)設(shè)計要求中的孔距以及量測的排距來布置孔的位置，在布置邊炮孔時要特別注意量測的準(zhǔn)確性，然后將炮孔的位置標(biāo)為紅色。根據(jù)審計要求中的炮孔方向、炮孔角度以及具體位置進(jìn)行鉆眼。在鉆眼之后要將孔深測量好，孔深必須符合規(guī)定要求。如果孔深過淺將會導(dǎo)致粉塵將孔堵塞，遇到這種情況要使用高壓風(fēng)機(jī)將粉塵吹出再進(jìn)行量測，孔深必須符合規(guī)定要求，如果不符合則要重新鉆孔。

3.2裝藥和堵塞

在進(jìn)行裝藥之前先要量測好所有炮孔之間的孔距、炮孔的方向、炮孔的傾斜角以及孔深并進(jìn)行核對，對每個炮孔的裝藥量進(jìn)行計算，根據(jù)所設(shè)計的裝藥結(jié)構(gòu)來進(jìn)行裝藥。炮孔中由于回填產(chǎn)生的堵塞物以及炮孔之間由于裝藥產(chǎn)生的隔離物，需要采用炮泥或者黏土進(jìn)行回填?；靥畹馁|(zhì)量必須符合要求，在回填時要進(jìn)行搗固，不能將回填物直接充滿炮孔，搗固時不能使用金屬器物進(jìn)行。

3.3起爆網(wǎng)絡(luò)連接

所有炮孔對毫秒雷管安放的段別都應(yīng)當(dāng)符合要求，要將起爆網(wǎng)路中的火雷使用明顯的標(biāo)志進(jìn)行標(biāo)注。在歲多個臺階進(jìn)行同時起爆時，要將連線從上往下逐個進(jìn)行連接；在進(jìn)行分層爆破時，要從起爆的重點開始進(jìn)行連線直至起爆的起點。完成起爆網(wǎng)絡(luò)的連接之后，要做好檢查復(fù)核的工作，避免出現(xiàn)錯誤。

3.4要點爆破

按照有關(guān)部門所規(guī)定的相關(guān)協(xié)議，在起爆之前要做好充分的準(zhǔn)備工作，然后再與高速收費站要錢進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，再將爆雷管與其連接，爆破進(jìn)行之前的20min，要將所有人員和設(shè)備撤離爆破區(qū)，工作人員要做好安全警戒工作，在合適的地點設(shè)置警戒線。在規(guī)定的時間內(nèi)起爆，完成爆破之后，恢復(fù)時再將警戒撤除，并向高速收費站銷點，使車輛能夠恢復(fù)正常運行。

3.5隔離墻和排架拆除

在爆破之后，當(dāng)隔離墻的高度超過2m時，應(yīng)當(dāng)立即使用破碎機(jī)破碎再用挖機(jī)將其挖除。挖除隔離墻之后，要將上部多余的鋼管排架進(jìn)行拆除。拆除的順序應(yīng)按照從上到下的順序進(jìn)行拆除，在拆除鋼管排架時要注意防止鋼管排架侵限。

4　爆破安全演算

4.1爆破飛石

使用弱擾動微差松動的方式進(jìn)行爆破并采取有效的防護(hù)措施，通過理論證明不會出現(xiàn)爆破飛石的情況。在施工過程中進(jìn)行爆破時所設(shè)置警戒防護(hù)的范圍必須大于50m，防止出現(xiàn)安全事故。在進(jìn)行爆破時，必須將所有人員進(jìn)行撤離，并撤離到50m外的距離，在爆破時進(jìn)行工作的人員和設(shè)備應(yīng)當(dāng)使用覆蓋防護(hù)的方法保證其安全。

4.2爆破振動

根據(jù)爆破振動公式V=K（Q1/3/R）a來進(jìn)行演算。將地質(zhì)條件用K=110，R=15m來表示，其中所取的距離應(yīng)當(dāng)為最小距離，將裝藥量表示為Q=7.2kg，a=2，通過演算可以得出V=1.82cm/s，說明振動的速度小于3cm/s。此次爆破的具體位置在站臺附近的平面之上，可以將排水溝作為減震溝，根據(jù)爆破安全規(guī)程可以得出：此次爆破將不會對設(shè)備以及建筑構(gòu)筑物等造成影響，能夠保證爆破的安全性。

5　結(jié)束語

通過4個月的時間完成該塹石方爆破的施工，施工任務(wù)在規(guī)定的時間內(nèi)順利完成，通過施工經(jīng)驗進(jìn)行積累和總結(jié)，能夠使往后的高速公路在進(jìn)行擴(kuò)寬改造時對路塹石方的爆破工程在實施時更加順利?？偨Y(jié)出來的具體經(jīng)驗有：

（1）在爆破時要根據(jù)工程的實際情況和特點，包括施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況和環(huán)境特點等進(jìn)行施工，要嚴(yán)格按照爆破設(shè)計方案來進(jìn)行實施，這樣才能使已通車的高速公路能夠順利運營，也能夠保證施工的安全。

（2）爆破的主要防護(hù)措施有覆蓋、加壓沙袋以及掛安全網(wǎng)等，對于炮位進(jìn)行正確的選擇，使用合適的方式進(jìn)行裝藥以及對填塞質(zhì)量的提高都能夠?qū)Ρ骑w石進(jìn)行有效的控制。

（3）鋼管竹排架能夠?qū)λ蓜訚L落起到很好的作用，防止其造成影響。

（4）在爆破試驗中通過起爆網(wǎng)絡(luò)以及裝藥參數(shù)，能夠使爆破的影響減小。在工程施工中，對已通車高速公路的設(shè)備和結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動監(jiān)測，將爆破振動速度控制在一定的范圍之內(nèi)。所以才能使爆破振動不會影響已通車高速公路的正常運行。

[1]《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2003）.人民交通出版社，2003.

[2]汪旭光.中國典型爆破工程與技術(shù).冶金工業(yè)出版社，2006.

U215.3

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2015-6-22