恩施大峽谷旅游公路路基高危邊坡預(yù)裂爆破的施工方法

摘要：文章結(jié)合高危邊坡施工工程實(shí)例，介紹了預(yù)裂爆破設(shè)計(jì)及施工方法，通過實(shí)施預(yù)裂爆破施工，保證了此段高危邊坡圍巖的穩(wěn)定性，確保了施工安全，保護(hù)了下方坡面植被的完整性，同時(shí)縮短了工期。

關(guān)鍵詞：公路路基；高危邊坡；爆破設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）28-0110-03

1 工程概述

1.1 工程概況

恩施大峽谷旅游公路第二合同段K20+000～K20+140樁號(hào)路基為高危邊坡石方開挖路基，路基邊坡開挖最大高度約40m，開挖區(qū)距邊坡坡底高差達(dá)300m，路基上端為高危邊坡坡頂，下端坡面上為果樹林及農(nóng)田，半坡及坡腳有多處民房處于開挖爆破區(qū)下方。該開挖區(qū)巖石多為石灰?guī)r，節(jié)理發(fā)育，且坡度較陡（60°～70°）。根據(jù)與業(yè)主、監(jiān)理商議召開專題會(huì)議精神，及現(xiàn)場(chǎng)踏勘的實(shí)際地形情況，為了保證開挖施工安全，盡量不破壞坡面的完整性，決定采用預(yù)裂爆破方法進(jìn)行開挖施工。

1.2 高危邊坡施工參數(shù)

高危邊坡施工參數(shù)詳見表1。

2 爆破設(shè)計(jì)及施工方法

爆破巖石的單位耗藥量、線裝藥密度等參數(shù)依據(jù)以下爆破設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際爆破效果進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最佳爆破效果。

2.1 預(yù)裂爆破

孔徑φ100mm，孔距α=0.8～1.0m，孔深h≤10m，線裝藥密度：

為550kg/cm2時(shí)，Δ線===345g/m

為750kg/cm2時(shí)，Δ線===406g/m

——巖石單軸抗壓強(qiáng)度，單位kg/cm2

——鉆孔半徑，單位mm

裝藥示意圖：

圖1

當(dāng)單位長(zhǎng)度裝藥量大于設(shè)計(jì)線裝藥密度時(shí)，用間隔裝藥，竹片固定藥卷和導(dǎo)爆索。

2.2 深孔梯段爆破

鉆孔直徑D=100mm

最小抵抗線W=（25～30） D=2.5～3.0m

α=3.0～4.0m

孔深h=10～15m

m=α/W=1.0～1.6

堵塞系數(shù)k=H/W=1.25～1.3

堵孔高度H=3.12～3.9m

當(dāng)孔深為5米時(shí)，單孔裝藥量Q=12.5kg/孔，單耗藥量q單=12.5/30=0.42kg/m3

當(dāng)孔深為10米時(shí)，單孔裝藥量Q=35kg/孔，單耗藥量q單=35/100=0.35kg/m3

當(dāng)孔深為15米時(shí)，單孔裝藥量Q=55kg/孔，單耗藥量q單=55/180=0.30kg/m3

裝藥結(jié)構(gòu)為10g～12g導(dǎo)爆索下孔，Φ80乳化炸藥柱狀裝藥。

裝藥示意圖：

圖2

當(dāng)單位長(zhǎng)度裝藥量大于設(shè)計(jì)線裝藥密度時(shí)，用柱狀間隔裝藥，竹片固定藥卷和導(dǎo)爆索。

表2 孔網(wǎng)參數(shù)一覽表

鉆孔

直徑 孔深

H 孔距α 排距

b 裝藥

量Q 堵孔高度h 爆破方量V 單耗

藥量q

Φ100 H=5m 3.0m 2.0m 12.5kg 2.5m 30m3 0.42kg/m3

Φ100 H=10m 4.0m 2.5m 34kg 3.2m 100m3 0.34kg/m3

Φ100 H=15m 4.0m 3.0m 55.5kg 3.9m 180m3 0.31kg/m3

2.3 淺孔爆破

為保證深孔梯段爆破粒度控制在1m3以內(nèi)，在外延適當(dāng)增加部分淺孔同時(shí)爆破。

2.3.1 爆破臺(tái)階高度H：

通常H=1～3m，本工程取2m。

2.3.2 鉆孔直徑：

用YT28型鑿巖機(jī)造孔，孔徑Φ42mm。

前排抵抗線：W=（20～50）d

根據(jù)巖性條件，確定W=1.2m

孔間距：a=mW

密集系數(shù)m通常大于1，此處孔間距a=1.5m

排間距：b=（0.8～1.2）W

確定為：間排距b=1.2m

鉆孔采用梅花型布置。

2.3.3 炮孔深度L：

為了達(dá)到爆破效果，鉆孔要考慮超鉆，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，超鉆深度用下式計(jì)算：

h=（0.15～0.35）W

結(jié)合巖性情況，確定超鉆h=0.2m

炮孔深度L=H/sinα+h

α為炮孔的傾斜角度。

2.3.4 炸藥量單耗：

根據(jù)巖性及構(gòu)造特性，炸藥單耗定為q=0.3～0.4kg/m3。

2.3.5 每孔炸藥量計(jì)算：

Q=qabL

計(jì)算出每個(gè)炮孔的裝藥量

Q=0.35×1.5×1.2×2.2≈1.4kg。

2.3.6 堵塞長(zhǎng)度L1：

為了達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、高效的目的，要求炮孔堵塞長(zhǎng)度L1>1.0m。

2.4 爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

2.4.1 起爆時(shí)間：t=kW/f=40×（2.0～3.0）/3.5=23～35ms

k—巖石抗裂系數(shù)

W—抵抗線

f—巖石普氏系數(shù)

設(shè)計(jì)取值：t=25～50ms，淺孔連續(xù)段，深孔跳段。

2.4.2 起爆網(wǎng)絡(luò)。本工程起爆網(wǎng)絡(luò)采用“V”型“對(duì)角線”和“排間”三種微差控制網(wǎng)絡(luò)，其中“V”型適用于槽方路基開挖，“對(duì)角線”和“排間”法適用于高邊坡開挖。

采用非電毫秒雷管簇聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，即發(fā)電雷管起爆。endprint

為了達(dá)到減振的目的，采用毫秒微差爆破，主爆孔的微差時(shí)間在50～300ms之間。

為確保微差時(shí)間大于50ms，爆破采用孔內(nèi)11段，孔外3段連接。

2.5 爆破方式選用

根據(jù)本工程區(qū)段山體巖性及地質(zhì)、地貌特點(diǎn)，選用爆破方式如下：

K20+025～K20+090段采用深孔梯段爆破和預(yù)裂爆破為主，淺孔爆破為輔的爆破方式。起爆網(wǎng)路邊坡開挖采用“排間”型，路槽挖方采用“V”型。

K20+090～K20+140段采用深孔梯段爆破為主，淺孔爆破為輔的爆破方式。起爆網(wǎng)路邊坡采用“對(duì)角線”型，路槽挖方采用“對(duì)角線”型。

2.6 爆破安全距離計(jì)算

爆破地表安全距離，α

R=300m時(shí)，Q單=1228kg

R=200m時(shí)，Q單=373kg

R=100m時(shí)，Q單=47kg

R=50m時(shí)，Q單=6kg

因保護(hù)建筑物均在200m以外，地震波對(duì)附近民房沒有影響。

2.7 爆破工程分級(jí)

通過計(jì)算，得知每次爆破用炸藥量均小于50t，可知本爆破工程不實(shí)行分級(jí)管理。

3 機(jī)械設(shè)備配置情況

主要機(jī)械設(shè)備是YQ-100B型潛孔鉆機(jī)、20m3無基礎(chǔ)電動(dòng)空壓機(jī)、YT28型鑿巖機(jī)。另外配備挖掘機(jī)、裝載機(jī)、自卸汽車等土石方施工機(jī)械。

4 施工注意事項(xiàng)

（1）鉆孔、裝藥、放炮要由經(jīng)過訓(xùn)練和考試合格的人員負(fù)責(zé)進(jìn)行，并且要有嚴(yán)密的組織和檢查制度。（2）裝藥必須使用木質(zhì)炮棍，若發(fā)現(xiàn)藥包（含雷管）沒裝到位，不能輕微提取時(shí)，禁止拔出或硬拉雷管腳線，按盲炮的有關(guān)規(guī)定處理；操作現(xiàn)場(chǎng)禁止煙火。封口必須用不易燃可塑性強(qiáng)的炮泥。（3）如圍巖節(jié)理發(fā)育，為保證爆破效果，在鉆孔過程中將可塑性泥土放入鉆孔中，從而形成護(hù)壁。

5 效果分析

通過實(shí)施預(yù)裂爆破施工，保證了此段高危邊坡圍巖的穩(wěn)定性，確保了施工安全，保護(hù)了下方坡面植被的完整性，同時(shí)縮短了工期，取得了較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 爆破安全規(guī)程（GB6722-2003）[S].

作者簡(jiǎn)介：王輝（1983-），男，陜西渭南人，葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司工程師，研究方向：公路工程施工技術(shù)。endprint

為了達(dá)到減振的目的，采用毫秒微差爆破，主爆孔的微差時(shí)間在50～300ms之間。

為確保微差時(shí)間大于50ms，爆破采用孔內(nèi)11段，孔外3段連接。

2.5 爆破方式選用

根據(jù)本工程區(qū)段山體巖性及地質(zhì)、地貌特點(diǎn)，選用爆破方式如下：

K20+025～K20+090段采用深孔梯段爆破和預(yù)裂爆破為主，淺孔爆破為輔的爆破方式。起爆網(wǎng)路邊坡開挖采用“排間”型，路槽挖方采用“V”型。

K20+090～K20+140段采用深孔梯段爆破為主，淺孔爆破為輔的爆破方式。起爆網(wǎng)路邊坡采用“對(duì)角線”型，路槽挖方采用“對(duì)角線”型。

2.6 爆破安全距離計(jì)算

爆破地表安全距離，α

R=300m時(shí)，Q單=1228kg

R=200m時(shí)，Q單=373kg

R=100m時(shí)，Q單=47kg

R=50m時(shí)，Q單=6kg

因保護(hù)建筑物均在200m以外，地震波對(duì)附近民房沒有影響。

2.7 爆破工程分級(jí)

通過計(jì)算，得知每次爆破用炸藥量均小于50t，可知本爆破工程不實(shí)行分級(jí)管理。

3 機(jī)械設(shè)備配置情況

主要機(jī)械設(shè)備是YQ-100B型潛孔鉆機(jī)、20m3無基礎(chǔ)電動(dòng)空壓機(jī)、YT28型鑿巖機(jī)。另外配備挖掘機(jī)、裝載機(jī)、自卸汽車等土石方施工機(jī)械。

4 施工注意事項(xiàng)

（1）鉆孔、裝藥、放炮要由經(jīng)過訓(xùn)練和考試合格的人員負(fù)責(zé)進(jìn)行，并且要有嚴(yán)密的組織和檢查制度。（2）裝藥必須使用木質(zhì)炮棍，若發(fā)現(xiàn)藥包（含雷管）沒裝到位，不能輕微提取時(shí)，禁止拔出或硬拉雷管腳線，按盲炮的有關(guān)規(guī)定處理；操作現(xiàn)場(chǎng)禁止煙火。封口必須用不易燃可塑性強(qiáng)的炮泥。（3）如圍巖節(jié)理發(fā)育，為保證爆破效果，在鉆孔過程中將可塑性泥土放入鉆孔中，從而形成護(hù)壁。

5 效果分析

通過實(shí)施預(yù)裂爆破施工，保證了此段高危邊坡圍巖的穩(wěn)定性，確保了施工安全，保護(hù)了下方坡面植被的完整性，同時(shí)縮短了工期，取得了較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 爆破安全規(guī)程（GB6722-2003）[S].

作者簡(jiǎn)介：王輝（1983-），男，陜西渭南人，葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司工程師，研究方向：公路工程施工技術(shù)。endprint

為了達(dá)到減振的目的，采用毫秒微差爆破，主爆孔的微差時(shí)間在50～300ms之間。

為確保微差時(shí)間大于50ms，爆破采用孔內(nèi)11段，孔外3段連接。

2.5 爆破方式選用

根據(jù)本工程區(qū)段山體巖性及地質(zhì)、地貌特點(diǎn)，選用爆破方式如下：

K20+025～K20+090段采用深孔梯段爆破和預(yù)裂爆破為主，淺孔爆破為輔的爆破方式。起爆網(wǎng)路邊坡開挖采用“排間”型，路槽挖方采用“V”型。

K20+090～K20+140段采用深孔梯段爆破為主，淺孔爆破為輔的爆破方式。起爆網(wǎng)路邊坡采用“對(duì)角線”型，路槽挖方采用“對(duì)角線”型。

2.6 爆破安全距離計(jì)算

爆破地表安全距離，α

R=300m時(shí)，Q單=1228kg

R=200m時(shí)，Q單=373kg

R=100m時(shí)，Q單=47kg

R=50m時(shí)，Q單=6kg

因保護(hù)建筑物均在200m以外，地震波對(duì)附近民房沒有影響。

2.7 爆破工程分級(jí)

通過計(jì)算，得知每次爆破用炸藥量均小于50t，可知本爆破工程不實(shí)行分級(jí)管理。

3 機(jī)械設(shè)備配置情況

主要機(jī)械設(shè)備是YQ-100B型潛孔鉆機(jī)、20m3無基礎(chǔ)電動(dòng)空壓機(jī)、YT28型鑿巖機(jī)。另外配備挖掘機(jī)、裝載機(jī)、自卸汽車等土石方施工機(jī)械。

4 施工注意事項(xiàng)

（1）鉆孔、裝藥、放炮要由經(jīng)過訓(xùn)練和考試合格的人員負(fù)責(zé)進(jìn)行，并且要有嚴(yán)密的組織和檢查制度。（2）裝藥必須使用木質(zhì)炮棍，若發(fā)現(xiàn)藥包（含雷管）沒裝到位，不能輕微提取時(shí)，禁止拔出或硬拉雷管腳線，按盲炮的有關(guān)規(guī)定處理；操作現(xiàn)場(chǎng)禁止煙火。封口必須用不易燃可塑性強(qiáng)的炮泥。（3）如圍巖節(jié)理發(fā)育，為保證爆破效果，在鉆孔過程中將可塑性泥土放入鉆孔中，從而形成護(hù)壁。

5 效果分析

通過實(shí)施預(yù)裂爆破施工，保證了此段高危邊坡圍巖的穩(wěn)定性，確保了施工安全，保護(hù)了下方坡面植被的完整性，同時(shí)縮短了工期，取得了較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 爆破安全規(guī)程（GB6722-2003）[S].

作者簡(jiǎn)介：王輝（1983-），男，陜西渭南人，葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司工程師，研究方向：公路工程施工技術(shù)。endprint