淺談高速公路擴(kuò)建石方控制爆破施工技術(shù)

梁佶

【摘 要】該文路基石方控制爆破施工實(shí)踐分析總結(jié)，探討路基石方控制爆破施工中應(yīng)注意做好的重點(diǎn)工作，可為同類(lèi)工程施工控制提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】公路；擴(kuò)建工程；控制爆破；爆破參數(shù)

1.工程概況

福泉高速公路擴(kuò)建工程屬?lài)?guó)家高速公路網(wǎng)沈海線中的一段。該項(xiàng)目需爆破的石方段落較分散，爆破影響主要敏感點(diǎn)是現(xiàn)有高速公路的通行車(chē)道，爆破點(diǎn)距現(xiàn)有高速公路的距離為5-20米。既有高速公路擴(kuò)建工程，采用“邊通車(chē)、邊施工”的方式實(shí)施拓寬工程建設(shè)。高邊坡石方爆破的施工安全，是一個(gè)重要問(wèn)題，如果爆破設(shè)計(jì)和防護(hù)措施不理想，會(huì)產(chǎn)生飛石、滾石及滑向既有線的溜塌等危害，對(duì)高速公路運(yùn)營(yíng)及設(shè)施、附近電力通訊線路、民房及沿線構(gòu)造物等都會(huì)造成一定損害，甚至產(chǎn)生較壞的社會(huì)影響和較大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.高速公路擴(kuò)建石方控制爆破應(yīng)遵循的原則

⑴以基本不干擾主線交通，實(shí)施短時(shí)間封閉交通（15分鐘以?xún)?nèi)）；⑵嚴(yán)格控制石方爆破的坍塌方向和影響范圍，不能對(duì)周?chē)ㄖ锂a(chǎn)生破壞效應(yīng)；控制飛石在安全范圍內(nèi)，確保高速公路行車(chē)和人員安全，盡量采用松動(dòng)爆破；⑶必須嚴(yán)格按“劃整為零，分散作用”的原理，遵循“密打眼，少裝藥，多段起爆”的原則。

3.爆破方案及規(guī)模的確定

3.1爆破方案的選擇

⑴隔墻外縱向（拉槽）爆破

⑵縱向隔墻爆破

⑶邊坡采用光面爆破

3.2爆破規(guī)模的選擇

⑴影響爆破規(guī)模的因素

①控制爆破時(shí)所產(chǎn)生的地震效應(yīng)；②控制爆破時(shí)個(gè)別碎石的飛揚(yáng)距離；③控制爆破所產(chǎn)生的破壞范圍；④控制爆破爆后的坍塌范圍和坍塌方向；⑤安全防護(hù)措施。

⑵爆破規(guī)模

上述因素中的后兩者采用縱向隔墻和鋼管排架來(lái)完成，而前三者決定于一次爆破允許的最大用藥量，所以根據(jù)下面公式確定。

Q=K′R3V3/α/k3/α

式中： Q-- 一次爆破允許的最大用藥量（Kg）

R—爆破中心與被保護(hù)建筑物或設(shè)施之間的距離（m）

V—建筑物不受破壞所允許的地面最大震動(dòng)速度（m/s）

《爆破安全規(guī)程》規(guī)定：土窯洞、土坯房、毛石房屋，取V=1.0m/s；一般磚房、非抗震大型砌塊建筑物，取V=2～3m/s；鋼筋混凝土框架房屋，取V=5.0m/s；

K—介質(zhì)系數(shù)，與地震波轉(zhuǎn)播地段及建筑物基礎(chǔ)的地質(zhì)有關(guān)。土壤，K=200；巖石，K=30～70；較硬取小值。

α—爆破震動(dòng)區(qū)衰減系數(shù)，近區(qū)，α=2；遠(yuǎn)區(qū)，α=1；

K′--安全系數(shù)，K′=2～3，對(duì)古老、質(zhì)量差的建筑物或安全要求高的設(shè)施，K′取大值。

4.爆破設(shè)計(jì)

4.1隔墻外縱向（拉槽）爆破設(shè)計(jì)

根據(jù)本項(xiàng)目的特點(diǎn)及爆破環(huán)境的影響該項(xiàng)目基本全采用淺孔臺(tái)階爆破法。

鉆爆參數(shù)：

d=60mm；

前排抵抗線w=1.0～1.3m；

排距b=1～1.2m；

孔距a=1.0～1.4m（前排和靠近隔墻的孔用小值）；

孔深l=3m（垂直孔，鉆孔時(shí)超深0.5m）；

單位用藥量：q=0.2～0.35kg/m? （經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)）

裝藥量計(jì)算：

單孔裝藥量Q=qwal或Q=qbal=0.2 kg～2.184 kg

裝藥結(jié)構(gòu)：

靠近隔墻的炮孔采用φ32、φ25乳膠炸藥藥卷和導(dǎo)爆索進(jìn)行分段間隔裝藥，根據(jù)孔深一般分為3～4段，藥量自上而下的分配比為：3段為0.25：0.35：0.40，4段為0.15：0.25：0.25：0.35，其余炮孔采用連續(xù)裝藥，對(duì)裝藥長(zhǎng)度超過(guò)2.5m、φ25藥卷超過(guò)5節(jié)（1.2m）的炮孔，為防止出現(xiàn)管道效應(yīng)，需要將所有藥卷綁扎在導(dǎo)爆索上。堵塞長(zhǎng)度取（1.2～1.3）w或（1.2～1.3）b（靠近隔墻處取大值）。

起爆網(wǎng)絡(luò)和起爆順序：

非高壓線地段采用塑料導(dǎo)爆管起爆系統(tǒng)。

在高壓線附近采用塑料導(dǎo)爆管雷管閉合的網(wǎng)路或者是塑料導(dǎo)爆簇連網(wǎng)絡(luò)，用擊發(fā)筆起爆。絕對(duì)不許用電爆網(wǎng)路。

4.2縱向隔墻爆破設(shè)計(jì)

采用“多打眼、少裝藥、多段起爆”的方法，使爆破能量得到合理的利用和控制。

鉆爆參數(shù)：

d=42mm；

w=b=0.5～0.6m；

l=2.0～3.0m（垂直孔）；

q=0.26～0.31kg/m?（二個(gè)自由面，靠既有線側(cè)用小值）

q=0.24～0.27kg/m?（三個(gè)自由面）

裝藥量計(jì)算：

單孔裝藥量Q=qwbl

裝藥結(jié)構(gòu)：

為將炸藥均勻分布于巖體中，使用φ25乳膠炸藥和導(dǎo)爆索進(jìn)行分段間隔裝藥。根據(jù)孔深可分為4～7段，藥量自上而下的分配比為：4段為0.15：0.25：0.25：0.35，5段為0.1：0.2：0.2：0.2：0.3，6段為0.15：0.15：0.15：0.15：0.15：0.25，7段為0.1：0.1：0.15：0.15： 0.15：0.15：0.2。堵塞長(zhǎng)度?。?.3～1.5）w（靠既有線側(cè)取大值）。

起爆網(wǎng)路和起爆順序：

使用2～15段非電毫秒雷管實(shí)現(xiàn)孔內(nèi)微差起爆，并利用孔間微差順序起爆原理，使每個(gè)炮眼均在3～4個(gè)自由面條件下起爆，以提高巖石破碎度和降低爆破震動(dòng)。自下而上逐層起爆。

4.3邊坡光面爆破

鉆爆參數(shù)：

d=42mm；

w=b=75～85cm；

l=3.00～3.30m（鉆孔傾斜度與邊坡一致，長(zhǎng)度按邊坡率調(diào)整。）；

q=0.26～0.31 kg/m?（二個(gè)自由面）

q=0.24～0.27kg/m?（三個(gè)自由面）

裝藥量計(jì)算：

單孔裝藥量Q=qwbl

裝藥結(jié)構(gòu)：

為將炸藥均勻分布于巖體中，使用φ25乳膠炸藥和導(dǎo)爆索進(jìn)行分段間隔裝藥。根據(jù)孔深可分為4～7段，藥量自上而下的分配比為：4段為0.15：0.25：0.25：0.35，5段為0.1：0.2：0.2：0.2：0.3，6段為0.15：0.15：0.15：0.15：0.15：0.25，7段為0.1：0.1：0.15：0.15： 0.15：0.15：0.2。堵塞長(zhǎng)度?。?.3～1.5）w。

采用并聯(lián)方式與隔墻外縱向拉槽爆破及縱向隔墻爆破的起爆系統(tǒng)聯(lián)為一體。

5.施工安全

5.1爆破地震波速檢算

檢算公式采用：

V=K（Q1/3/R）α；K、α值參照有關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別取50和2.0；本項(xiàng)目中V取3.5cm/s。

5.2爆破飛石預(yù)防

⑴爆破飛石距離檢算

RFmax=Kφ·D

式中：RFmax——碎石飛散距離（m）；

Kφ——安全系數(shù)，如孔徑單位取英寸，則安全系數(shù)為40；如孔徑單位取厘米，則安全系數(shù)為15.7；

D——炮孔直徑。

⑵鋼管排架防護(hù)

采用鋼管排架在既有邊坡臺(tái)階處防護(hù)。排架采用6米長(zhǎng)無(wú)縫鋼管，橫縱向間距均為1.0米，立桿與橫桿之間用卡子連接，鋼管底端通過(guò)φ25錨桿與山體巖石固定，頂部伸出塹坡坡頂2m，用18鋼絲繩將排架拉到塹頂上部的地錨上。在排架兩端及中間每隔24m布設(shè)剪力撐，每根剪力撐連接3根斜桿，斜桿與地面的夾角為45°～65°，在排架上固定竹夾片，形成“擋墻”，防止飛石從空隙中飛出。如發(fā)現(xiàn)擋墻損壞應(yīng)即時(shí)修復(fù)，未修復(fù)前不得進(jìn)行爆破作業(yè)。

⑶爆破體覆蓋

在炮孔口部位鋪設(shè)土袋、炮被、鐵絲網(wǎng)，炮被采用廢舊汽車(chē)輪胎片用鋼絲繩編織而成，每片做成1.8m×2m，用汽車(chē)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，人工覆蓋，覆蓋后各片之間應(yīng)互相用鋼絲繩拴接成一體。覆蓋時(shí)按照后爆破孔先覆蓋的原則進(jìn)行搭接覆蓋，覆蓋時(shí)應(yīng)注意孔外連接雷管，把土袋輕輕地壓在炮孔上， 最后加一層鐵絲網(wǎng)，不允許在炮孔上拖拉。另外抵抗線方向的臨空面和原邊坡上都要加覆蓋。

6.結(jié)束語(yǔ)

隨著鐵路、高速公路的改擴(kuò)建，石方控制爆破應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多，人們會(huì)不斷探索，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，使石方控制爆破日臻完善。