高邊坡路塹控制爆破施工技術(shù)探究

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摘要：光面爆破技術(shù)隨鉆孔機(jī)械的發(fā)展而出現(xiàn)。實(shí)施爆破地巖層分明，在充分考慮坡面周邊地質(zhì)狀況后，為減少對原地層的破壞，路塹沿巖層自然傾向進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次施工同設(shè)計(jì)單位充分交流，決定先在山體下部打通貫穿裂縫，維護(hù)邊坡穩(wěn)定性，然后充分利用光面爆破技術(shù)的優(yōu)勢，降低原巖層間的黏合度，作業(yè)后成型規(guī)整，形成光滑平整的新壁面。

關(guān)鍵詞：高邊坡；路塹；控制爆破施工

1工程概況

本標(biāo)段項(xiàng)目爆破地點(diǎn)為懷化西編組站GDK1+325~GDK2+190，長度865m、最大開挖寬度670m、最大路塹邊坡為14級，最大開挖深度約為124m，爆破石方量約1200萬m3，爆破用藥量較大。路塹開挖斷面土質(zhì)類別為：地表上覆2~5mII級普通土、5~12mIII級硬土、其余為V級次堅(jiān)石。所在區(qū)域?yàn)槲淞晟矫}和雪峰山脈之間，地表起伏緩和，多有丘陵和盆地。丘陵區(qū)均高范圍為210~400m，部分地區(qū)走勢變化大。平原、谷地主要為舞水河及支流太平溪沖洪積平原及溶蝕殘丘地貌，地面標(biāo)高225~285m，谷地地勢較平坦。

2爆破施工方案的選擇

方案選定原則：（1）因本工程離市政道路、建筑房屋及電力設(shè)施較近，爆破施工盡可能減少對其震動干擾；（2）保持邊坡原有巖體的穩(wěn)定性，避免大劑量爆破造成數(shù)10m的邊坡表面松動；（3）滿足路基填筑要求，所產(chǎn)生的碎石規(guī)格要遵照規(guī)定的機(jī)械作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；（4）考慮方案經(jīng)濟(jì)、降低成本，達(dá)到耗藥量小且生產(chǎn)效率高的原則。為獲得較好的邊坡坡度及平整效果，計(jì)劃對兩側(cè)邊坡實(shí)施邊坡光面爆破，以減少爆破對邊坡巖質(zhì)損傷及穩(wěn)定性的影響。沿設(shè)計(jì)邊坡線，采取孔間距小的預(yù)裂孔，裝藥量小，按設(shè)計(jì)邊坡的坡面一次成坡。

3施工方案

根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場情況，選用KQD100型潛孔鉆機(jī)鉆孔，直徑100mm的鉆頭，臺階高度選用H=10m，采用深孔臺階爆破的施工方法。3.1施工測量。首先，施工隊(duì)伍需要爆破現(xiàn)場進(jìn)行雜物清除，使用機(jī)械挖土設(shè)備平整場地，操作推土機(jī)處理地面松土、碎石。場地達(dá)標(biāo)后可以進(jìn)行鉆孔，明確作業(yè)地點(diǎn)，確定深度，注意參照施工圖紙精準(zhǔn)放線。布孔過程中要避免讓前排孔抵抗線變化，過大會妨礙爆破，不便裝碴，而抵抗線過小通常會引起炮孔拋擲，易發(fā)生意外事故。還要觀察測量炮孔處與坡頂?shù)木嚯x，保證邊距超過1m，以確保機(jī)械運(yùn)作安全。在作業(yè)前，根據(jù)當(dāng)?shù)貭顩r，通常采用矩形或梅花形布孔。開挖過程中，操作工人要隨時對開挖現(xiàn)場狀況進(jìn)行把控，經(jīng)常性校準(zhǔn)作業(yè)位置，檢驗(yàn)坡度、水平標(biāo)高等是否同設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)準(zhǔn)相符。3.2鉆孔作業(yè)。爆破鉆孔時要遵循隔排隔孔鉆孔施工的原則。在爆破技術(shù)人員的指導(dǎo)下，采用履帶式全液壓露天潛孔鉆機(jī)嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行布孔、鉆孔作業(yè)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，深孔爆破通常使用油壓式鉆井，這種機(jī)械具有良好的除塵性能，能夠降低工人勞作強(qiáng)度。在鉆孔過程中，要將孔位、孔徑、深度等指標(biāo)進(jìn)行明確規(guī)范、統(tǒng)一后進(jìn)行作業(yè)。注意及時清理現(xiàn)場殘?jiān)⑺槭３脂F(xiàn)場清潔，避免各種雜物堵塞孔口。施工方還要關(guān)注炮孔口周邊地質(zhì)狀況是否穩(wěn)定，對破裂處進(jìn)行修復(fù)，避免炮孔口過大。施工后要及時驗(yàn)收現(xiàn)場，包括積水情況、鉆孔質(zhì)量等，同時還要注意清理周邊環(huán)境，最后將檢測報(bào)告匯總給專業(yè)負(fù)責(zé)人，準(zhǔn)備實(shí)施爆破計(jì)劃。3.3裝藥。裝藥環(huán)節(jié)要有專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)，嚴(yán)格遵守規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，控制進(jìn)藥量，確定最大起爆藥量。在裝藥前一定要做好對鉆孔質(zhì)量的檢查工作，了解積水深度，是否存在堵塞狀況等。達(dá)標(biāo)后方可開始進(jìn)行裝藥，在這一過程中要注意及時記錄分量，專人負(fù)責(zé)，記錄內(nèi)容要詳細(xì)，及時記錄實(shí)施過程中發(fā)生的問題。裝藥工具可以選擇材質(zhì)較好的木制或竹制長桿，在進(jìn)行裝藥時發(fā)現(xiàn)堵塞要及時制止。嚴(yán)禁工人隨意使用鉆孔設(shè)備嘗試清理堵塞口，否則很容易發(fā)生鉆孔事故。3.4堵塞鉆孔過程產(chǎn)生的巖粉能夠用來做堵塞材料，或者選擇特定的黃黏土也可以。按照爆破一般程序，禁止隨意調(diào)整堵塞距離或者更改裝藥量，如果需要更改，作業(yè)人員要及時同專業(yè)負(fù)責(zé)人聯(lián)系并取得批準(zhǔn)。堵塞時要注意填充緊密，但也不要用力拉抻導(dǎo)爆管。3.5爆破網(wǎng)路敷設(shè)。爆破時，施工人員在工程技師的指導(dǎo)下依據(jù)各標(biāo)段進(jìn)行作業(yè)，避免執(zhí)行隨意導(dǎo)致裝藥混亂，出現(xiàn)漏接、錯接等現(xiàn)象。孔內(nèi)裝藥前應(yīng)先行確認(rèn)該孔所用雷管段別，在裝藥完成后采用鉆孔巖屑堵塞孔口后，并用膠布或者扎帶將連接導(dǎo)爆管雷管和導(dǎo)爆管包扎好。網(wǎng)路連接好后，應(yīng)由爆破技術(shù)人員再次對鉆孔堵塞質(zhì)量和孔外網(wǎng)路所用毫秒雷管段別、連接質(zhì)量進(jìn)行再次確認(rèn)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求時根據(jù)實(shí)際情況方可進(jìn)行覆蓋。3.6爆破防護(hù)操作。爆破防護(hù)材料為網(wǎng)狀橡膠炮被，由于爆破區(qū)域200m范圍內(nèi)存在房屋、交通道路、電力線路設(shè)施，避免飛石對其造成事故或損傷需采用炮被進(jìn)行防護(hù)。施工團(tuán)隊(duì)要注意做好爆破防護(hù)工作，按照爆破工作的施工規(guī)范設(shè)置好安全警戒線，保證隔離區(qū)區(qū)域和周邊建筑在一定距離內(nèi)，負(fù)責(zé)人要及時清理閑雜人群，確保現(xiàn)場安全性。指揮人員要與工人協(xié)調(diào)配合到位，確保得到指示信號后，工人可以及時作業(yè)。爆破完成后，檢查人員要在規(guī)定時間后方可進(jìn)入現(xiàn)場，爆破防護(hù)一定要做好安全措施，爆破后也要注意人員進(jìn)入時間，確保安全后可以解除警戒。3.7爆破檢查。爆破檢查需要在規(guī)定時間內(nèi)進(jìn)入施工現(xiàn)場，要嚴(yán)格遵循規(guī)定的靜候時間。檢查內(nèi)容主要為現(xiàn)場是否存在后期安全隱患，如有未按規(guī)定起爆的裝藥等，要及時清理不安全因素，未確保環(huán)境安全前禁止撤離警戒標(biāo)識。檢查組還要及時將各種未利用的施工設(shè)備和爆破材料進(jìn)行盤點(diǎn)退倉。檢查人員要規(guī)范填寫記錄表，對現(xiàn)場實(shí)施狀況做出總結(jié)，包括設(shè)計(jì)規(guī)范是否合理、施工過程有無紕漏、安全指標(biāo)達(dá)標(biāo)情況是否存在不確定的安全隱患以及應(yīng)對策略等。以便在今后的爆破工作中可以改善工藝技術(shù)。此外，要對總結(jié)報(bào)告進(jìn)行監(jiān)測，了解后期現(xiàn)場狀況，是否對周邊環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，如遇到意外情況，要及時上報(bào)，采取應(yīng)對措施。爆破檢查反饋可以幫助總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以便為今后施工提供參考建議。

4爆破設(shè)計(jì)

4.1爆破參數(shù)選擇。（1）炮孔直徑選擇d。在進(jìn)行鉆孔時，選擇使用KQD100型潛孔鉆機(jī)，鉆頭選擇使用d=100mm的鉆頭。（2）臺階高度H和超深h。臺階高度選用H=10m，由經(jīng)驗(yàn)公式得：超深h取1.0m。（3）底盤抵抗線選擇W。底盤抵抗線W底，由臺階高度經(jīng)驗(yàn)公式：W底＝3.5m。（4）孔間a和排距b。孔距a=4.0m，排距b取3.5m，在對孔間距進(jìn)行布孔時，按垂直孔矩形來布置。（5）堵塞長度。在堵塞長度的選擇上，長度需為孔徑的35倍，所以孔徑為100mm時，堵塞長度為3.5m。（6）炸藥單耗q。巖石選擇使用次堅(jiān)石，在炸藥的選擇上，選擇使用乳化炸藥，臺階自由面數(shù)原則上由施工具體情況來確定，盡可能選擇前后開挖縱向面來作為臺階自由面，q的選取在0.2~0.6kg/m3之間，本工程選取0.35kg/m3。Q＝q•a•W底•H（1）在進(jìn)行多排孔爆破時，從第二排孔起，各排孔的每孔裝藥量按下式計(jì)算：Q＝K•q•a•b•H（2）式中：K——前面各排孔礦巖阻力作用的增加系數(shù)，一般為1.1~1.2，本工程取1.1。單孔藥量Q=1.1×0.35×4×3.5×10=53.9kg。在開展爆破施工前，需嚴(yán)格保持設(shè)計(jì)進(jìn)行試爆工作，然后由所得效果再對炸藥單耗量和各個參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。4.2裝藥結(jié)構(gòu)。預(yù)裂爆破孔裝藥結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖1預(yù)裂爆破孔裝藥結(jié)構(gòu)4.3起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)深孔臺階爆破時，為保證起爆安全可靠，可采用孔內(nèi)微差爆破，孔內(nèi)用相同段別的一發(fā)雷管孔底起爆方式，深孔臺階爆破與邊坡預(yù)裂爆破時，為保證起爆可靠，孔內(nèi)用同段別的一發(fā)雷管，孔底起爆方式。路基爆破段起爆網(wǎng)路均采用導(dǎo)爆管雷管聯(lián)網(wǎng)：孔內(nèi)為高段別雷管、孔間傳爆雷管為低段別，按“排間順序起爆”連接。4.4爆破安全距離計(jì)算。飛石對人員的安全距離由以下公式得出：RF=20KFn2W=20×1.1×1.52×3.5=173m式中：RF——個別飛石到人員之間的安全距離（m）。由《爆破安全規(guī)定》可知，一般飛石安全距離為200m。本工程中，對于爆破警戒區(qū)的安全距離設(shè)置為200m，為避免出現(xiàn)飛石砸壞附近建筑物的情況出現(xiàn)，需做好防護(hù)工作，比如，對爆破體進(jìn)行覆蓋護(hù)。

5安全措施

（1）爆破前要認(rèn)真檢查保護(hù)物體防護(hù)和爆破區(qū)表面覆蓋防護(hù)。（2）控爆時，淺孔巖體表面及上空采取炮口覆蓋和柔性防護(hù)措施，深孔使用被動防護(hù)。（3）根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，在距離建（構(gòu)）筑物較近的部分淺孔爆破區(qū)域可以采取膠皮網(wǎng)炮被覆蓋的防護(hù)措施，防止爆破個別飛石的產(chǎn)生，滾石、采取被動防護(hù)擋護(hù)。

6結(jié)語

隨著爆破技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)場施工作業(yè)能力也不斷提高，專業(yè)技術(shù)和施工人員在實(shí)踐中汲取經(jīng)驗(yàn)，確保施工安全，提高作業(yè)效率，符合爆破安全和技術(shù)性要求。經(jīng)項(xiàng)目部后期檢測，該方案污染較小，飛石控制在80m以內(nèi)，不會對周邊環(huán)境產(chǎn)生破壞或干擾。本次山體爆破工程的順利開展，為今后相關(guān)技術(shù)研究積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉克峰.預(yù)裂爆破技術(shù)在路塹施工中的應(yīng)用[J].石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（3）：32-36.

[2]劉長義.臨近既有鐵路路塹控制爆破施工技術(shù)[J].山西建筑，2010，36（18）：275-276.

作者:鄭鵬飛 單位:中鐵二十局集團(tuán)第二工程有限公司