宋象毛
(貴州開源爆破工程有限公司 551400)
隨著我國公路工程的發(fā)展,難免會出現(xiàn)穿越復雜地質(zhì)條件的情況,出現(xiàn)一些高填深挖的情況,土石方工程量十分大,對其施工也提出了更高的要求。目前,石方工程施工以爆破為主,基于實際地形地質(zhì)條件的限制與質(zhì)量、安全、進度等多方面的要求,必須合理選擇爆破方案,科學確定各項爆破參數(shù),保證開挖輪廓滿足設計要求,減少對開挖界外的影響,確保項目順利實施,本文主要對路基石方爆破技術應用展開相關分析。
石方爆破是路基工程中的一種常用施工技術,其主要是利用炸藥雷管等爆破材料達到開挖的目的。基于我國鐵路、公路等工程的發(fā)展,路基石方爆破技術也在不斷更新?lián)Q代。多年來,我國對巖石爆破破碎理念展開了深入的研究,相關深孔鉆具、新型爆破器材被研發(fā)出來,如:大區(qū)多排深孔微差爆破技術、寬孔距小抵抗線爆破技術、光面爆破技術、預裂爆破技術、緩沖爆破技術等逐漸發(fā)展起來,大大提高了路基石方爆破施工效率、機械化水平。
基于我國公路工程的發(fā)展,部分山區(qū)復雜地形下,硐室爆破技術也得到了大力研究,此外,深孔水壓爆破技術、液態(tài)CO2爆破技術等新型施工方法,憑借著效率高、安全性好、成本低等諸多優(yōu)勢得到了廣泛應用,本文主要針對路基石方爆破技術應用展開具體分析。
基于上一小節(jié)的分析可知,我國路基石方爆破技術經(jīng)歷了較長的發(fā)展階段,并已經(jīng)取得了初步成效,諸多爆破技術逐漸趨于成熟,本文主要就以下幾種爆破技術展開具體論述:
此技術主要是將炸藥裝填在藥室中,一次起爆,實現(xiàn)大量石方開挖,效率十分高。下文主要介紹兩種硐室爆破技術:
(1)多邊界石方爆破:此技術多用于多面臨空地形,如:山包開挖、山梁路基施工、雞爪地形施工等,對此必須采用多層、多次起爆的施工方法,實現(xiàn)一次爆破成型。在實際施工中,需根據(jù)實際地形條件,對炸藥量、地形邊界條件、拋擲率三者之間的關系進行計算分析,合理確定藥量,保證爆破效果的同時,最大限度的減少多余爆能。
(2)條形藥包硐室爆破:此技術有限解決了傳統(tǒng)硐室爆破施工中大塊率大、易損壞邊坡等問題,能量分布更為均勻,振動有害效應小,且對邊坡的破壞小,可實現(xiàn)拋體集中。根據(jù)相關工程實踐顯示,此技術在公路路基開挖中發(fā)展前景廣闊。
基于深孔鉆機、裝運設備的不斷研發(fā)與發(fā)展,深孔爆破質(zhì)量逐漸改善,在機械化施工、快速施工等方面的優(yōu)勢逐漸凸顯,現(xiàn)主要從以下三個方面展開具體介紹:
(1)鉆孔布置:可采取寬孔距、小抵抗線布置模式,其可有效增大炮孔密集系數(shù),在改善爆破質(zhì)量的同時,減小炸藥單耗,切實增大延米爆破量。
(2)裝藥結構:包括連續(xù)裝藥、分段裝藥、混合裝藥以及孔底間隔裝藥等,其中,混合裝藥,可在孔底和上部分別裝高威力炸藥、普通炸藥;孔底間隔裝藥,需留出部分不裝藥,使用空氣、水等代替,實現(xiàn)對爆破效果的控制。
(3)起爆方式:以毫秒爆破技術為主,即采取毫秒級時間延期起爆方法,增強爆破效果,減小單響藥量,在路基石方工程廣泛應用。
為了獲得與設計要求相符的路塹邊坡,控制爆破技術的應用可保證邊坡的平整與順直,常用的有以下兩種方法:
(1)預裂爆破:此技術在開挖線設置預裂孔,起爆后形成裂縫,然后再進行后續(xù)的爆破施工,由此達到較好的減震效果,獲確保開挖線滿足設計要求。
(2)光面爆破:此技術需沿著開挖邊界設置密集炮孔,不耦合裝藥或是裝設低威力炸藥,其在主爆區(qū)后起爆,從而獲得平整的開挖面。此種爆破技術爆破面光滑美觀,且適用于軟巖,可廣泛應用于公路路基石方開挖。
本文僅以某公路工程路基石方工程為例展開分析。此公路工程項目共計長71.929km,穿越山嶺重丘,土石方開挖量630.634萬m3,其中,石方開挖量259.632萬m3。本次爆破為灰?guī)r,根據(jù)調(diào)查顯示大部分區(qū)域半徑300m以內(nèi)沒有村莊與建(構)筑物等,K16+820~960爆破施工區(qū)在60m位置處存在一個小型水電站,需做好相應的保護與安全警戒工程,保證建筑物與相關工作人員的安全。
本項目爆破方案為深孔+淺孔爆破,自上而下分層施工,根據(jù)高差H(原地面與路基設計標高差)確定施工方法,具體如表1所示。
表1 石方爆破施工方案
3.2.1 淺孔爆破施工
(1)布孔:本項目采用傾斜炮孔,具體布置方式見圖1。
圖1 布孔
(2)爆破參數(shù):具體見表2。
表2 淺孔爆破參數(shù)
(3)爆破安全控制:本項目爆破振動安全允許標準按照2cm/s控制,根據(jù)計算安全警戒距離為100~150m。
3.2.2 深孔爆破施工
(1)臺階布置:臺階高度6~8m時,采取自上而下爆破順序,按照剝離厚度設臺階數(shù)量。
(2)爆破參數(shù):具體見表3。
表3 深孔爆破參數(shù)
3.2.3 爆破施工流程
(1)本項目爆破施工前,需前做好周邊建筑物、管線的調(diào)查工作,為爆破方案設計與安全警戒工作提供可靠依據(jù)。
(2)開展炮位設計,并提交審批通過后方可進行施工作業(yè)。
(3)開展爆破施工前各項準備工作,包括專業(yè)人員與設備的配備、爆破區(qū)的清理工作等。
(4)現(xiàn)場爆破施工:鉆孔作業(yè),檢查爆破器材、炮孔,將廢碴都清除干凈后,裝藥、安裝引爆器材;完成安全警戒工作后,將爆破區(qū)人員全部撤除;起爆、排險,處理好盲炮后方可將安全警戒撤銷。
(5)對爆破效果進行測定。
石方爆破施工中,安全警戒是一大關鍵工作,本項目最小抵抗線取200~300m,對60m內(nèi)存在水電站的爆破區(qū),要求裝藥量≤24kg、臺階高度≤9m,采用逐孔延時微差爆破方法,減少對周邊的影響。
此外,本項目設有安全警示標志、崗哨,確保整個爆破區(qū)處于監(jiān)控狀態(tài),崗哨及時匯報爆破區(qū)安全情況,保證人員安全,避免不必要的安全事故。
綜上所述,路基施工是公路工程中一項基礎性工作,石方爆破作業(yè)十分常見,合理采用爆破技術是保證路基施工安全、質(zhì)量與進度的關鍵。為保證石方開挖工作順利實施,需嚴格根據(jù)地質(zhì)地形情況開展爆破方案設計工作,確保爆破后開挖輪廓滿足設計要求、巖體均勻破碎;同時加強爆破前周邊建筑物、管線調(diào)查工作也十分關鍵,嚴格根據(jù)調(diào)查結果確定安全警戒措施,防止出現(xiàn)事故,保證人員安全。