簡(jiǎn)述路基石方控制爆破施工技術(shù)

崔兵芳

(山西晉城市城區(qū)交通運(yùn)輸局，山西晉城 048000)

0 引言

控制爆破是指對(duì)工程爆破過程中由于炸藥在被爆破對(duì)象的爆炸而產(chǎn)生的飛散物、煙塵、噪聲等公害通過一定的技術(shù)手段加以控制的一種爆破技術(shù)。本文通過實(shí)踐應(yīng)用，從各個(gè)方面對(duì)控制爆破技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

1 設(shè)計(jì)原則

1)開槽減震，擴(kuò)展工作面;2)淺孔、深孔結(jié)合，毫秒雷管時(shí)差起爆;3)重點(diǎn)地段嚴(yán)控一次起爆藥量。

2 技術(shù)要求

1)路基雙側(cè)邊坡基本平整;2)施工過程中落入公路面石塊降到最少，不影響正常通車。

3 確定初始開槽位置

在安全距離已知的前提下，考慮到山體的穩(wěn)定性高于磚結(jié)構(gòu)建筑物，保守設(shè)定其安全允許震速為2 cm/s～3 cm/s，依經(jīng)驗(yàn)公式可分別計(jì)算出數(shù)據(jù)，如表1，表2所示。

采用90mm潛孔鉆，孔深與第一臺(tái)階持平，約11m，最大抵抗線2 m，中下部裝藥約8延米，線裝藥量3.5 kg/m，共28 kg。距邊線36 m處設(shè)定開槽第一孔位即可滿足安全要求(計(jì)算安全藥量29.16 kg，現(xiàn)單孔裝藥28 kg)。從第一孔位往右間隔2.5 m分別再打3孔，即38.5 m，41 m，43.5 m三個(gè)尺段裝同樣的藥量，采用毫秒(ms)雷管延時(shí)起爆，一次性起爆藥量均保持在28 kg的量上，符合安全要求。第一孔1段0 s，第二孔3段53 ms，第三孔5段75 ms，第四孔7段100 ms，或第三孔1段、二、四孔3段、第一孔5段(見圖1)。

表1 淺孔爆破一次性最大起爆藥量

表2 中深孔爆破一次性最大起爆藥量

圖1 開挖斷面示意圖（單位：m）

在適當(dāng)?shù)奈恢美?，相?dāng)于開設(shè)了一條減震溝，可有效提高右側(cè)的爆破規(guī)模，第二增加了爆破臨空面，可減小后續(xù)爆破的夾制阻力，提升爆破效果。上層爆破延深若干米后，開始下層爆破，形成臺(tái)階開挖。

4 中深孔爆破參數(shù)的選擇

4.1 鉆孔形式確定

由于本工程的特殊性，采用密集平行于自由面進(jìn)行鉆孔，設(shè)備常用中風(fēng)壓鉆機(jī)鉆孔。

4.2 布孔方式

為了改善爆破質(zhì)量，充分利用爆破能量，選擇梅花形布孔方式。布孔縱向與自由面平行。

4.3 爆破參數(shù)的確定

以下按孔直徑90 mm鉆孔機(jī)確定爆破參數(shù)。

1)孔徑:孔徑為直徑90 mm。

2)孔徑深度:臺(tái)階高度為8 m～10 m。

3)底盤抵抗線:按臺(tái)階高度確定底盤抵抗線公式:W1=kd=35×0.09=3.15 m。其中，k為系數(shù)，取35;d為鉆孔直徑，為90 mm。

4)炮孔超深:根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定炮孔超深。h=(0.15～0.35)W1=(0.15～0.35)×7=1.05 m～2.45 m。因是斜孔，超深爆破參數(shù)的選擇原則:為確保爆破安全取2 m～3 m。炮孔超深過大，將造成鉆孔和炸藥的浪費(fèi)，增大對(duì)下工作面的破壞，給下次鉆孔造成困難;超深不足，將產(chǎn)生根底影響裝運(yùn)工作。因此，炮孔超深應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)決定，現(xiàn)場(chǎng)可進(jìn)行調(diào)整。孔深H=10 m(斜長(zhǎng))。

5)孔距和排距:a.孔距(a)按公式:a=mw1。由于本工程環(huán)境復(fù)雜，所以密集系數(shù)m值選用最小的值0.8，則:a=0.8×3.15=2.52 m，取a=2.5 m。b.排距。c.采用梅花形時(shí)，排距與孔距的關(guān)系:b=0.8×a=0.8×2.5=2，取排距 b=2 m。

6)炮孔堵塞長(zhǎng)度:炮孔堵塞長(zhǎng)度一般按炮孔直徑的20倍～40倍，即1.8 m～3.6 m，取炮孔堵塞長(zhǎng)度為4 m。

7)單位炸藥消耗量:根據(jù)工程地質(zhì)資料，確定巖石的普氏系數(shù)f值為8～14。根據(jù)工程實(shí)際情況，本工程裝車用1m3挖掘機(jī)，故單位炸藥消耗量為:q=0.45 kg/m3。

8)每孔裝藥量:a.第一排炮每孔裝藥量:Q1=q·a·w1·H。Q1=0.45×2.5×3.15×8=28.35 kg。b.第二排至后多排炮孔裝藥量:Q2-n=K·q·a2-n·b·H。其中，K為前面各排炮孔巖體阻力作用增加系數(shù)，K=0.9～1.2，取K=1.1。Q2-n=1.1×0.45×2.5×2×8=19.8 kg。

9)微差時(shí)間:為了達(dá)到微差擠壓爆破效果，微差時(shí)間確定為:ΔS=25 ms ～ 50 ms(排間微差設(shè)計(jì)為 0 ms，25 ms，50 ms，75 ms，100 ms)。

10)起爆順序:根據(jù)工程實(shí)際情況，可采用“V”形微差起爆或?qū)俏⒉钇鸨?/p>

5 爆破方案的實(shí)施

1)對(duì)高速公路一側(cè)的松動(dòng)巖石，有裂隙的巖體作預(yù)處理(見圖2)。

圖2 既有高速路塹預(yù)處理防護(hù)布置示意圖

2)在公路一側(cè)設(shè)堅(jiān)固的防護(hù)網(wǎng)和支架，另外加設(shè)柔性網(wǎng)可以有效減少飛石沖擊，達(dá)到對(duì)防護(hù)網(wǎng)支架的保護(hù)延長(zhǎng)其壽命。

3)以上述4)計(jì)算對(duì)開槽準(zhǔn)確定位。

4)采用90 mm潛孔鉆機(jī)準(zhǔn)確定位、2 m抵抗線、2.5 m孔距、4 m封口、單孔最大藥量28 kg試爆。

5)觀察爆破效果，及時(shí)總結(jié)安全情況，調(diào)整后繼續(xù)。

6)山包兩側(cè)兩個(gè)工作面同時(shí)開工。

7)淺孔爆破及二次破大塊進(jìn)一步詳細(xì)安排(如圖3所示)。合理安排爆破的布孔與裝藥量(如圖4所示)，盡量減少淺孔爆破和二次爆破(如圖5～圖7所示)，條件允許可以選擇破碎錘進(jìn)行二次破大塊。

圖3 橫向梯段薄層剝離法控制爆破平面布置示意圖

圖4 縱向小臺(tái)階法控制爆破縱斷面布置示意圖

圖5 縱向小臺(tái)階法控制爆破炮孔平面布置示意圖

圖6 縱向小臺(tái)階法控制爆破炮孔橫斷面布置示意圖

圖7 縱向梯段逐層流水作業(yè)法控制爆破示意圖

8)單孔裝藥量計(jì)算。

a.邊坡光面爆破或預(yù)裂爆破。

其中，Q為單孔裝藥量，kg;q為線裝藥密度，kg/m;L為預(yù)裂或光爆孔深度，m。

b.主爆孔、臨邊孔。

其中，Q為單孔裝藥量，kg;k為巖石單位耗藥量，kg/m3;w為前排孔底板抵抗線，m;b為排距，m;a為孔距，m;H為梯段高度，m。

9)爆破器材。

a.炸藥:2號(hào)巖石硝銨或銨銻炸藥;2號(hào)巖石抗水炸藥或乳化炸藥。b.導(dǎo)爆管毫秒雷管:1，3，5，7，9段5 m 腳線，1段7 m 腳線少量。c.瞬發(fā)電雷管。d.導(dǎo)爆索。e.起爆器(充電式)2臺(tái)。

爆破器材的數(shù)量根據(jù)爆破設(shè)計(jì)參數(shù)及裝藥量由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員計(jì)算確定。

10)裝藥結(jié)構(gòu)。無水時(shí)使用2號(hào)巖石硝銨炸藥或2號(hào)巖石銨銻炸藥。有積水時(shí)使用2號(hào)巖石抗水炸藥或乳化炸藥。

邊坡光爆孔或預(yù)裂孔采用導(dǎo)爆索串聯(lián)間隔分散裝藥，即軸向不耦合裝藥。

由于控制爆破耗藥較小，主爆孔和臨邊孔較深時(shí)，為使炸藥爆破能均勻發(fā)生作用，提高破碎效率，也應(yīng)采用分段間隔裝藥，60 cm～80 cm深的炮孔集中裝藥于孔底，80 cm～150 cm深的炮孔分二層裝藥，150 cm～200 cm深的炮孔分三層裝藥，藥包之間用一根導(dǎo)爆索串聯(lián)，底部反裝1發(fā)相應(yīng)段別導(dǎo)爆管毫秒雷管，若不用導(dǎo)爆索串聯(lián)時(shí)，每層需裝1發(fā)同段毫秒雷管，并將引線拉出孔外，藥包間應(yīng)充填泥土、空氣間隔器。

所有炮孔裝藥完成后均應(yīng)用炮泥堵塞，堵塞長(zhǎng)度不小于1.3W。

11)起爆方法及網(wǎng)絡(luò)。邊坡光爆孔因裝有導(dǎo)爆索，起爆時(shí)可在孔底反向裝1發(fā)一段的導(dǎo)爆管毫秒雷管與其他孔一并蔟聯(lián)起爆，也可將所有導(dǎo)爆索頭拉出孔口，用一根主導(dǎo)爆索串聯(lián)，在頭上綁1發(fā)一段導(dǎo)爆管毫秒雷管與其他孔蔟聯(lián)起爆。

其他孔因孔底均裝有相應(yīng)段別的導(dǎo)爆管毫秒雷管，只需將導(dǎo)爆管引出孔口，分區(qū)蔟聯(lián)，并在每蔟綁2發(fā)一段毫秒雷管傳爆，再將所有傳爆雷管集中，綁1發(fā)雷管引爆。

由于既有道路旁爆破時(shí)間和安全控制嚴(yán)格，為防止點(diǎn)炮后發(fā)生意外情況不便處理，最好采用電雷管引爆。