淺談吉茶高速公路C10標(biāo)邊坡預(yù)裂光面爆破施工

文旺利，劉 洋，何延兵

(1.湖南路橋建設(shè)集團(tuán)通盛工程有限公司，湖南長沙 410004;2.湖南省吉茶高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司，湖南吉首 416000)

光面爆破這門技術(shù)，是50年代在國外興起，60年代中期到70年代初期在我國全面推廣應(yīng)用，不僅取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和其它綜合效益，而且對于邊坡、圍巖的穩(wěn)定也有著重要的作用。吉(首)茶(洞)高速公路C10合同段位于湖南省湘西自治州花垣縣排碧鄉(xiāng)，主線全長4.784 km，設(shè)計(jì)主體工程爆破石方61.95萬m3。該工程段山體巖石為石灰?guī)r，巖石堅(jiān)固性系數(shù)為10～12。巖體節(jié)理發(fā)育，完整性差，巖層傾向與邊坡傾向垂直，傾角約為70°，隨自然地形的變化，路塹邊坡高度為26 m左右。經(jīng)研究和試驗(yàn)，該工程段路塹的大部分邊坡工程采用預(yù)裂光面爆破技術(shù)施工。下面先從預(yù)裂光面爆破的概念談起，然后再結(jié)合該高速公路段的爆破施工實(shí)踐做些總結(jié)。

1 光面爆破和預(yù)裂爆破的概念

預(yù)裂爆破由光面爆破演變而來，是光面爆破的一種，也有稱作預(yù)裂光面爆破。兩者的主要區(qū)別在于:光面爆破的主爆破炮眼先于控制開挖輪廓面的光面炮眼起爆，而預(yù)裂爆破的主爆破炮眼在控制開挖輪廓面的預(yù)裂炮眼之后起爆。光面、預(yù)裂爆破的應(yīng)用，是隧道及地面巖石工程爆破掘進(jìn)和開挖史上的一次重大革新。

1)光面爆破:是一種控制爆破方法。其特點(diǎn)是在設(shè)計(jì)開挖輪廓線上鉆鑿一排孔距與最小抵抗線相匹配的光爆孔，并采用不偶合裝藥或其他特殊的裝藥結(jié)構(gòu)，在開挖主體的裝藥響炮之后，光爆孔內(nèi)的裝藥同時起爆，從而形成一個貫穿光爆炮孔、光滑平整的開挖面。

2)預(yù)裂爆破:也是一種控制爆破方法。其特點(diǎn)是在設(shè)計(jì)開挖輪廓線上鉆鑿一排孔距合適的預(yù)裂孔，并采用不偶合裝藥或其他特殊的裝藥結(jié)構(gòu)，在開挖主體爆破之前，同時起爆預(yù)裂炮孔內(nèi)的裝藥，從而形成一條貫穿預(yù)裂炮孔的裂縫，通過這條裂縫降低開挖主體爆破時對保留巖體的破壞。

2)光面爆破和預(yù)裂爆破都是沿設(shè)計(jì)開挖輪廓線進(jìn)行的控制爆破，又稱輪廓爆破或周邊爆破。

預(yù)裂爆破和光面爆破的優(yōu)點(diǎn)很突出，主要表現(xiàn)在:

1)可以減少超挖、欠挖工程量，節(jié)省裝運(yùn)、回填、支護(hù)費(fèi)用。

2)開挖面光滑平整，有利于后期的施工作業(yè)。

3)對保留巖體的破壞影響小，有利于邊坡穩(wěn)定。

但她始終沒有生下一兒半女，和家世顯赫、兒女雙全的王夫人相比，處處都相形見絀。所以即便身為長房媳婦，卻時時被二房壓了一頭。

4)由于預(yù)裂縫的存在，可以放寬對開挖主體爆破規(guī)模的限制，提高工效。

2 C10標(biāo)邊坡預(yù)裂光面爆破施工實(shí)踐

2.1 預(yù)裂爆破技術(shù)參數(shù)

預(yù)裂光面爆破的效果如何，很大程度上取決于工程中爆破參數(shù)選擇和爆破控制技術(shù)。

2.1.1 炮孔直徑d

為克服普通爆破法處理邊坡的弊端，預(yù)裂孔直徑的選定本著以下原則:①根據(jù)現(xiàn)場主體開挖爆破所用的穿孔機(jī)具情況，盡量使用同一型號;②盡量避免或減小爆破對邊坡圍巖的損害;③盡可能采用同品種工業(yè)炸藥，不定制特殊藥卷。本工程主體開挖爆破穿孔設(shè)備為Φ 90 mm潛孔鉆機(jī)，炮孔直徑為100 mm;原定購的炸藥為同一廠家生產(chǎn)的巖石乳化炸藥:一是散裝藥;二是Φ 32 mm的卷裝藥。因此，本工程邊坡預(yù)裂爆破炮孔亦采用Φ 90 mm潛孔鉆機(jī)鉆鑿，其炮孔直徑為100 mm，即d=100 mm。

（1）依托水資源發(fā)展小水電經(jīng)濟(jì)。漳河水庫總庫容21.13億m3，年平均凈來水量7.04億m3，除保障工農(nóng)業(yè)及生活生態(tài)供水外，還有部分水資源可用于水力發(fā)電。目前小水電站總裝機(jī)容量近萬kW，供區(qū)涉及荊門、當(dāng)陽兩市11個行政村，自供區(qū)與華中電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，保障供區(qū)生產(chǎn)生活用電及漳河工程管理局防汛抗旱等用。近年來，漳河小水電先后完成了小水電代燃料項(xiàng)目、增效擴(kuò)容項(xiàng)目和防汛抗旱變電站建設(shè)以及部分輸配電設(shè)施改造任務(wù)，利用漳河水庫灘涂建設(shè)光伏發(fā)電項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)“以光補(bǔ)水，水光互補(bǔ)”，有效緩解水資源短缺情況下的電力保障問題。

又如其人才觀。劉勇剛《論秦觀策論》、吳蓓《論秦觀策論》都對秦觀論述的人才觀加以肯定，特別是秦觀提倡的要重視“奇才”，認(rèn)為仍具有當(dāng)代意義。俞志榮《秦觀詩文研究》認(rèn)為，秦觀提出的“奇才”其實(shí)是“秦觀此處正是借進(jìn)策之名，向人主哭訴自己屢試不遇的悲慘遭遇?！庇秩缙湔摗霸凇度纬肌贰杜簏h》等文章中，表面上看似是秦觀對執(zhí)政者提出了一些意見，其實(shí)質(zhì)又是秦觀通過向人主進(jìn)言來舉薦自己?！?/p>

2.1.2 炮孔間距a

本工程預(yù)裂爆破的目的是使沿設(shè)計(jì)邊坡面上布置的預(yù)裂炮孔之間產(chǎn)生貫通裂縫，已形成較平整的斷裂面，并在臨近主爆炮孔爆破時能阻減其產(chǎn)生的爆破應(yīng)力波及地震效應(yīng)對邊坡圍巖的損傷。因此，預(yù)裂爆破炮孔間距的確定，應(yīng)考慮巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，炸藥爆炸性能和裝藥結(jié)構(gòu)及其參數(shù)等。預(yù)裂爆破孔間距的確定方法較多，本工程主要參照瑞典蘭格弗爾斯給出的公式確定。

式中:a為預(yù)裂爆破孔間距，cm;d為預(yù)裂炮孔直徑，cm，對軟巖或結(jié)構(gòu)破碎的巖石取小值，對硬巖或完整性好的巖石取大值。

預(yù)裂爆破預(yù)裂孔首先起爆，形成預(yù)裂面，如果主爆孔離預(yù)裂孔太近，主爆孔產(chǎn)生的應(yīng)力波可能使預(yù)裂區(qū)破損、破裂，達(dá)不到預(yù)裂目的;如果主爆孔離預(yù)裂孔太遠(yuǎn)，主爆孔爆破后可能使主爆孔與預(yù)裂孔間的巖石不能充分破壞，會產(chǎn)生根底。

2.1.3 平均線裝藥量

由于該爆破裝藥點(diǎn)多，藥量較為分散布，因此空氣沖擊波和爆破噪聲對周圍建筑物和人員危害較小，可不予考慮。

1)長江科學(xué)院經(jīng)驗(yàn)公式:

式中:Q線為預(yù)裂炮孔每米裝藥量，kg/m;δ壓為巖石極限抗壓強(qiáng)度，MPa，據(jù)地質(zhì)報告資料，取 δ壓=60 MPa;a為預(yù)裂孔間距，a=1.0 ～1.2 m。

古典粉彩人物瓷畫，從形成開始就已經(jīng)是人物體裁陶瓷史上的高峰?？滴跄觊g已經(jīng)出現(xiàn)最早的粉彩瓷，康熙時期的粉彩瓷最主要的體裁還是花鳥類的，一直到之后的雍正時期才真正出現(xiàn)了人物體裁的粉彩作品，雍正時期的粉彩作品已經(jīng)較之于康熙時期更加純熟。無論是人物刻畫之細(xì)膩、構(gòu)圖布局之舒朗、設(shè)色用筆之清麗都在歷史當(dāng)中處于巔峰狀態(tài)。而之后的乾隆時期，粉彩技法上得到進(jìn)一步提升。裝飾手法由于受到乾隆皇帝的審美影響，當(dāng)時的粉彩人物瓷畫富麗堂皇，盡顯奢華富貴之氣。雍正和乾隆時期的粉彩人物瓷畫是古典粉彩人物瓷畫的高峰時期，分別代表著兩種不一樣的繪畫風(fēng)格。

根據(jù)眾多預(yù)裂爆破實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，要使預(yù)裂縫貫穿質(zhì)量好，阻震效果佳，在預(yù)裂炮孔底部一定范圍內(nèi)應(yīng)加大裝藥量。本工程由于預(yù)裂炮孔深，底部夾制力大，所以將孔底2 m范圍內(nèi)的線裝藥量增大一倍，即qd線=1 000 g/m。

2)考慮巖性孔及網(wǎng)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式:

式中:qx為預(yù)裂孔線裝藥量，g/m;k為巖石系數(shù)，堅(jiān)硬巖石為0.6，中等強(qiáng)度巖石為0.4 ～0.5，軟巖石或較破碎巖石為 0.3 ～0.4，取 k=0.5。

則qx=500 g/m。

在以上計(jì)算的基礎(chǔ)上，經(jīng)考察現(xiàn)場試爆效果，并考慮布藥方便，將預(yù)裂孔平均線裝藥量確定為:一般地段qx=500 g/m;強(qiáng)風(fēng)化巖體qx=400 g/m。

1)沖擊波對建筑物的安全距離:R沖=KQ1/2;

那么 Q線=0.448 ～0.612 kg/m。

同樣，為避免預(yù)裂爆破形成爆破漏斗，減小孔口處圍巖破壞，孔口堵塞段以下2 m段的線裝藥量減小一半，即qc線=250 g/m。

2.1.5 不耦合系數(shù)m

總之，在數(shù)學(xué)教學(xué)中教師要創(chuàng)設(shè)情境促使學(xué)生積極參與活動，有更多機(jī)會表現(xiàn)自我，課堂上要多給一點(diǎn)時間和空間，盡量讓學(xué)生多說、多想、多做、多讓學(xué)生有充分表現(xiàn)自己的機(jī)會，體驗(yàn)和享受成功的快樂。

工程實(shí)踐表明，在預(yù)裂爆破炮孔直徑d=(60～200)mm情況下，不耦合系數(shù)m超過2～4為宜。

式中:de為預(yù)裂孔裝藥直徑，本工程預(yù)裂孔裝藥采用Φ 32 mm卷狀巖石乳化炸藥，所以其不耦合系數(shù)為 m=3.125。

2.1.6 預(yù)裂孔與主爆孔距離

根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)并經(jīng)試驗(yàn)檢驗(yàn)，本工程實(shí)取預(yù)裂孔間距為100～120 cm，即a=100～120 cm。

合理距離取決于主爆的破壞半徑，約為1.3～1.5倍，根據(jù)應(yīng)力波理論，對于片麻石，2#巖石炸藥，可計(jì)算主爆孔破壞半徑為:r=0.98～1 m。主爆孔與預(yù)裂距離則為1.3～1.5 m。

2.2 預(yù)裂孔起爆技術(shù)

本工程預(yù)裂孔起爆技術(shù)遵循以下原則:①預(yù)裂孔間的起爆時差應(yīng)盡可能小，以延長相臨預(yù)裂孔爆炸應(yīng)力波動態(tài)應(yīng)力場和爆炸氣體準(zhǔn)靜應(yīng)力場疊加的時間;②預(yù)裂孔間的貫通裂縫應(yīng)在相鄰主爆孔爆炸前，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，預(yù)裂孔的起爆時間必須比最近一排主爆孔的起爆時間超前100～150 ms以上。

2.2.1 裝藥結(jié)構(gòu)

為減小預(yù)裂孔間起爆時差，保證孔內(nèi)所有藥卷爆轟效果，本工程邊坡預(yù)裂采用雙導(dǎo)爆索并列、沿預(yù)裂孔軸向全長敷設(shè)、將Φ 32 mm炸藥卷按設(shè)計(jì)計(jì)算值分配串綁于導(dǎo)爆索的裝藥結(jié)構(gòu)。

1)孔底2 m長范圍:qd線=1 000 g/m，Qd=2 kg，需Φ 32 mm巖石乳化炸藥10卷，那么炸藥首尾相接，組成連續(xù)柱狀藥柱，用膠布將其與并列雙爆索段綁固。

2)孔中間范圍:q線=500 g/m，每2 m孔需Φ 32 mm乳化炸藥1.0 kg，計(jì)5卷，那么每卷炸藥間隔20 cm分別與導(dǎo)爆索幫捆。

高端消費(fèi)階層不同于普通消費(fèi)者的消費(fèi)心理是促進(jìn)這一經(jīng)濟(jì)市場發(fā)展的內(nèi)部因素之一，針對特殊的消費(fèi)人群，可以設(shè)定獨(dú)特的、符合其審美理念的產(chǎn)品和服務(wù)。在高端定制下，民族體育旅游可以成為一種藝術(shù)熏陶，從而使高端定制式的民族體育旅游不僅是一種消費(fèi)形式，更是一種藝術(shù)感染力。在高端定制式民族體育旅游過程，游客不僅收獲身體上的健康，心理上的滿足，還從中找到文化認(rèn)同感，是民族體育未來發(fā)展的方向。當(dāng)然，消費(fèi)者的個性需求也是促進(jìn)高端定制式民族體育旅游模式的發(fā)展內(nèi)因之一。游客希望可以自由選擇旅游產(chǎn)品的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、線路和出行時間，這也是高端定制的基本要求。

3)孔口堵塞段下2 m長范圍:qd線=250 g/m，Qc=0.5 kg，需用 Φ 32 mm 乳化炸藥 2.5 卷，將其分為5個半卷，在此段導(dǎo)爆上每隔30 cm捆綁上半卷藥。

為方便現(xiàn)場裝藥施工，并阻減爆炸沖擊波對邊坡圍巖孔壁的作用，在炸藥卷串雙導(dǎo)爆索一側(cè)墊鋪一條竹片，具體實(shí)施裝藥時，將竹片側(cè)靠于邊坡圍巖側(cè)，而使炸藥卷朝向開挖側(cè)。

2.2.2 起爆網(wǎng)絡(luò)

本工程施工工序?yàn)?遠(yuǎn)離邊坡的一側(cè)主體巖石先進(jìn)行中深孔爆破開挖，保留距邊坡約6.5 cm厚為緩沖層，布置3排主爆孔和一排沿邊坡面的預(yù)裂孔，并同網(wǎng)起爆。預(yù)裂孔孔內(nèi)雙導(dǎo)爆索支線與地面一雙股并列主爆導(dǎo)爆索并聯(lián)搭接，主爆索由2發(fā)MS4段導(dǎo)爆管雷管引爆。3排主爆孔均實(shí)行孔內(nèi)延期起爆，分別于孔內(nèi)裝入MS4、MS6、MS8段非電雷管。4排孔的導(dǎo)爆管組成同一非電起爆網(wǎng)路一次起爆。

凡為聯(lián)想學(xué)院任課的專業(yè)課教師及班主任，均要求通過聯(lián)想的專業(yè)培訓(xùn)和認(rèn)證，持證上崗。同時將教師送到其他的合作企業(yè)進(jìn)行工程實(shí)踐鍛煉，提高工程實(shí)施能力，獲得相應(yīng)證書。合作企業(yè)安排專業(yè)技術(shù)骨干到校授課，將企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目、最新技術(shù)引入課堂。

按照上述起爆網(wǎng)路實(shí)施，本工程邊坡預(yù)裂孔及鄰近3排主爆孔起爆時間如表1所示，預(yù)裂孔排起爆時間比最近的第3排主爆孔超前145～205 ms。

緩控釋肥技術(shù)，是引自國外的先進(jìn)技術(shù)，對于減肥增效和節(jié)能環(huán)保絕對是首選。但在中國推廣并不理想，原因有：一是國產(chǎn)緩控釋肥質(zhì)量相差很大，很多小廠家標(biāo)榜的緩控釋肥粗制濫造，起不到緩控作用，農(nóng)民不認(rèn)可；二是真正大廠制造的符合國標(biāo)的緩控釋肥，價格普通較高，農(nóng)民接受程度受限；三是國家引導(dǎo)政策不夠，若國家有政策引導(dǎo)農(nóng)戶使用真正的緩控釋肥，給予一定補(bǔ)貼，推廣進(jìn)程會加快很多。

表1 預(yù)裂孔與鄰近孔起爆時差表

2.3 爆破安全距離計(jì)算及其控制措施

2.3.1 爆破地震波安全校核

爆破地震對附近建筑物的影響，用爆破垂直震動速度的大小來衡量，其計(jì)算公式為:

式中:Q為一次最大齊爆藥量;R為爆破中心與被保護(hù)建筑物的距離，取被爆體與最近民房距離240 m;K為與地形、地質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，取70～135;α為地震波衰減系數(shù)，α=1.5。

要想讓職業(yè)中學(xué)政治課教學(xué)有創(chuàng)新有發(fā)展，就必然要保障政治教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生在掌握政治基礎(chǔ)知識的同時，得以更為全面的發(fā)展與進(jìn)步。而要想實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，教師在實(shí)際教學(xué)過程中則需要對職業(yè)中學(xué)政治教學(xué)模式、理念、教學(xué)內(nèi)容等多方面進(jìn)行創(chuàng)新，在教學(xué)過程中真正結(jié)合學(xué)生的實(shí)際需求來展開教學(xué)，這樣才能有效保障職業(yè)中學(xué)政治課的教學(xué)質(zhì)量與效率，讓職業(yè)中學(xué)政治課教學(xué)有創(chuàng)新與發(fā)展。

按《爆破安全規(guī)程》(GB 6722－2003)的規(guī)定:

4.1 減少病原 我們實(shí)施了冬季清園試驗(yàn)：及時清除棗園中的落葉、落吊、落果，去除樹上病枝，早春刮樹皮，所有病殘體都集中起來燒毀或深埋。早春樹體噴5波美度石硫合劑鏟除越冬菌源，與蘋果樹、梨樹、桃樹間作或周圍環(huán)境有楊樹、榆樹、刺槐等樹種的棗園，其他樹木與棗樹一同用藥防治，減少病原菌的初侵染來源。結(jié)果表明，上述措施能夠極大地降低漿爛果病的發(fā)病率。

對于土窯洞、土呸房、毛石房屋，安全允許振速為0.5～1.5 cm/s;一般磚房、非抗震的大型砌建筑物，安全允許振速為2.0～3.0 cm/s;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋，安全允許振速為3.0～5.0 cm/s。爆破點(diǎn)距民房最近距離R=240 m，K取135，α取1.5，此處一次齊爆最大藥量控制在300 kg以下，則地震波造成的質(zhì)點(diǎn)最大振動速度V=0.68 cm/s。安全。

2.3.2 空氣沖擊波的安全距離

2.整合。課程整合是超越不同知識體系，以關(guān)注共同要素的方式安排學(xué)習(xí)的課程開發(fā)活動，目的是減少知識的分割和學(xué)科間的隔離，把受教育者所需要的不同知識體系統(tǒng)一聯(lián)合起來，傳授對人類和環(huán)境的連貫一致的看法。課程整合的方法有開發(fā)關(guān)聯(lián)課程和跨學(xué)科課程兩種。教學(xué)中，筆者主要采用了開發(fā)跨學(xué)科課程。如周杰倫的《青花瓷》就可以與相關(guān)美術(shù)、語文內(nèi)容整合，通過美術(shù)作品感受青花瓷的曼妙和美麗，通過語文朗讀以及理解感受歌詞的魅力和意境。

空氣沖擊波作用距離可按下式計(jì)算:

2.1.4 孔底線裝藥量qd線、孔口線裝藥量qc線

2)沖擊波對人員的安全距離:R沖=10Q1/2。

預(yù)裂爆破只要求形成貫通預(yù)裂縫，而不是大量崩落巖石，也不能損傷圍巖，因此不宜采用過大的裝藥量。本工程采用二套經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，然后經(jīng)試爆確定其值。

總之，獼猴桃營養(yǎng)豐富，風(fēng)味獨(dú)特，諸多保健功能，具有觀賞價值，經(jīng)濟(jì)價值高等而得到廣泛青睞，成為重要的水果種類之一，被公認(rèn)為“水果之王”。

2.3.3 爆破飛石安全距離

1)安全距離:對于露天臺階深孔爆破，飛石安全距離按下式計(jì)算:

R1=(15～16)d=(15～16)×10 m=150～160 m。

2)爆破飛石控制:

①設(shè)計(jì)合理，藥室、炮孔位置測量驗(yàn)收嚴(yán)格，是控制飛散物事故的關(guān)鍵。裝藥前應(yīng)認(rèn)真校核各藥包的最小抵抗線，如有變化，必須修正裝藥量，不準(zhǔn)超裝藥量。

②設(shè)計(jì)施工中，要注意避免藥包位于巖石較弱夾層或基礎(chǔ)的接打面，以免從這些薄弱面沖出飛散物。慎重對待斷面、軟弱帶、張開裂隙、成組發(fā)育的節(jié)理、溶洞、采空區(qū)、覆蓋層等地質(zhì)構(gòu)造，采取間隔填塞、調(diào)整藥量、避免過量裝藥等措施。

③保證填塞質(zhì)量，不但要保證填塞長度，而且保證填塞密實(shí)，填塞物中要避免夾雜碎石。

④采用低爆速炸藥，不耦合裝藥、擠壓爆破和毫秒起爆等，可以起到控制飛散物的作用。多排爆破時要選擇合理的延期時間，防止因前排帶炮(后沖)，造成后排最小抵抗線大小與方向失控。

⑤在爆破施工中，需嚴(yán)格控制飛散物時，應(yīng)對爆破體采取覆蓋或防護(hù)措施。

3 結(jié)語

本高速公路段邊坡工程對每一工序均進(jìn)行了精心實(shí)施，為使預(yù)裂孔排能準(zhǔn)確地分布于設(shè)計(jì)的邊坡面上，每個預(yù)裂孔的孔口位置、炮孔方向角度及深度均用儀器精確定位，并責(zé)任到人;鉆鑿相鄰主爆炮孔時嚴(yán)格控制孔網(wǎng)參數(shù)，并在裝藥時根據(jù)情況適時調(diào)整主爆孔藥量。

圖2--圖5給出了測點(diǎn)半徑為10～25 mm，30～50 mm，60～90 mm，100～120 mm時實(shí)測的球面波徑向粒子速度曲線。

經(jīng)過精心施工，本工程邊坡開挖爆破效果:邊坡圍巖上的殘留半孔率達(dá)80%以上，邊坡面不平整小于20 cm，在比較風(fēng)化或破碎的巖體層段上雖然沒能保留下預(yù)裂孔孔痕，但邊坡壁面也較平整，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的巖石片落現(xiàn)象。