控制爆破在阿爾及利亞東西高速公路W8—2標(biāo)段中的應(yīng)用

胡立紅

摘 要：阿爾及利亞東西高速公路W8-2合同段的高邊坡路塹由于近鄰天然氣管道與輸水管道，極大地限制了現(xiàn)場爆破作業(yè)，在對施工現(xiàn)場巖性及地形的勘察基礎(chǔ)上，通過對爆破塊度與爆破沖擊波、地震波、飛石的安全距離驗算，選擇了合理的爆破參數(shù) ，較好的解決了爆破施工對天然氣管道、輸水管道及房屋建筑的影響，取得良好的工程效果。本文根據(jù)作者多年的工作經(jīng)驗，并結(jié)合工程實踐，介紹了控制爆破各技術(shù)參數(shù)的選取和施工工藝的控制。

關(guān)鍵詞：路塹；控制爆破；施工技術(shù)

1.工程概況

阿爾及利亞東西高速公路W8-2合同段全長25.032km，土石方總量2565000m3，有多處深挖石質(zhì)路塹，其中pk120+800～pk123+600段近鄰馬格尼亞市，線路左側(cè)有民房、水管及天然氣管線。路塹斷面底寬36m，最大邊坡高度57m，是東西高速公路全線最大的挖方段，路塹巖體上部為第四系松散堆積巖，下部為不同風(fēng)化程度的泥巖（RA）、砂巖（RS）、礫巖（RG）、以及白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r（RCD/RC），節(jié)理裂隙主要有兩組：J1：126°∠22°；J2：188°∠85°。局部夾雜泥灰?guī)r層，對邊坡穩(wěn)定十分不利。該爆破工點臨近多出天然氣管道，供水管道及高壓電線，線路左側(cè)為馬格尼亞式市區(qū)，施工環(huán)境比較復(fù)雜，對控制爆破的要求高，再加上工程量集中，工期緊，施工難度比較大。

2爆破方案

路塹邊坡設(shè)計率從上至下為1：1、1：1、1：1、1：1、1∶1、1∶1、1∶0.75，每8m臺階高度設(shè)置3m寬的碎落臺。根據(jù)工程特點，結(jié)合進(jìn)度要求和資源配置等因素，采取按臺階高度分層分段多作業(yè)面同時開挖的施工方案，施工中采用深孔微差爆破技術(shù)，先拉通路塹主槽，兩側(cè)邊坡預(yù)留的1m～2m寬的巖體不爆，作為中部主爆體的隔墻，以減少大爆破對邊坡的損傷，同時預(yù)留的巖體光面爆破時，可以根據(jù)主爆體的爆破情況和巖石性質(zhì)更準(zhǔn)確地選擇爆破參數(shù)，提高邊坡的光爆效果。

2.1路塹爆破設(shè)計

本段路基屬于深挖地段，石方面積較大、挖方較深且數(shù)量集中，主要采用潛孔鉆機(jī)鉆孔，鉆孔直徑d=100mm，實施臺階式深孔微差松動控制爆破，坡面預(yù)留光爆層。

對于局部地段挖深較淺和方量不大的邊坡、路基面修整采用風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆眼，淺孔微差松動控制爆破。

為保證爆破效應(yīng)，均采用大孔距，小排距，梅花形布孔（鄰近系數(shù)m=a/b=2.0～2.5），并采用導(dǎo)爆管毫秒雷管實施逐排微差擠壓爆破。為提高邊坡穩(wěn)定性和美觀程度，在深挖路塹采用預(yù)留光爆層法進(jìn)行光面爆破，邊坡設(shè)計有臺階時分臺階進(jìn)行光爆，設(shè)計無臺階時，從路塹頂沿坡面鉆孔一次爆破到位。

①邊坡光面爆破設(shè)計：

光面孔孔距a=D/n

D--炮孔直徑，D=100mm

n--系數(shù)， n=6～10（巖石堅硬完整時取大值，反之取小值）

光面層厚度（光爆孔抵抗線）W=a/m

m--系數(shù)， m=0.5～1.0 （軟巖m=0.5～0.8、硬巖0.8～1.0）

邊坡頂留層不宜過大，否則正常的藥量無法克服巖石阻力，容易造成欠挖。

炮孔長度L及超深h：

L=H/sinα+ h

α--邊坡坡度（鉆孔傾角），h為超鉆深度

h=（0.05～0.1）﹒H

H--臺階高度

光爆孔與輔助孔的孔底距離b0=（10～30）D（完整、堅硬巖石取大值，反之取小值）。

光爆孔裝藥結(jié)構(gòu)及藥量調(diào)整：采用間隔一定距離的藥串結(jié)構(gòu)即縱向空氣間隔裝藥。在孔口3m不裝藥，采用粘土和細(xì)砂的混合物堵塞，堵塞段以下1～2m處線限裝藥密度為設(shè)計的1/2。

線裝藥密度q線和裝藥量Q孔：根據(jù)經(jīng)驗參數(shù)，線裝藥密度初選如下數(shù)值，在施工中試炮后根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)整確定。

q線=0.6～1.0kg/m（硬質(zhì)完整巖石取大值，反之取小值）

Q孔=q線L

Q孔--單孔裝藥量

起爆時差Δt：光爆孔遲后主爆孔起爆，時差為75～150ms

起爆網(wǎng)絡(luò)：設(shè)計起爆網(wǎng)絡(luò)同一列（沿線路走向）炮孔均安裝同一段別的毫秒雷管，用連通管把炮孔中的導(dǎo)爆管連接起來，保證各藥包同時起爆，以減少飛石和爆破震動。每孔安裝雙雷管，做到雙保險，確保起爆效果。

2.2預(yù)裂爆破

軟巖和中硬巖邊坡實施預(yù)裂爆破，為確保預(yù)裂爆破質(zhì)量，保證邊坡穩(wěn)定，在預(yù)裂孔與主爆孔之間設(shè)一排輔助孔、一排緩沖孔。輔助孔的深度與坡率均與預(yù)裂孔一致，輔助孔與預(yù)裂孔的排間距用潛孔鉆機(jī)為1.2～1.5m、風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔時為0.5～0.6m；緩沖孔與主爆孔布置形式一致。輔助孔、緩沖孔與主爆孔一同順序微差起爆。φ=90mm時，輔助孔間距為3m，孔底距主爆孔1.2～1.5m。φ=40mm時，輔助孔孔間距為1.5m，孔底距主爆孔0.4～0.5m。路基預(yù)裂爆破設(shè)計參數(shù)見“預(yù)裂爆破設(shè)計參數(shù)表”。

為確保路基面平整堅實，最底層2m均采用風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔爆破，嚴(yán)格控制孔底標(biāo)高和超鉆值，并適當(dāng)縮小排距和孔距，實施逐排微差起爆。

注：孔底加強(qiáng)裝藥段范圍內(nèi)的線裝藥密度增加2-3倍。

2.3爆破地震安全距離

為了保證爆破區(qū)兩側(cè)民房安全，根據(jù)爆破安全規(guī)程規(guī)定對爆破地震安全距離進(jìn)行驗算一般磚石建筑物地面的質(zhì)點安全振動速度為3cm/s，根據(jù)公式r（kv1a.qm計算，結(jié)果為69m（k=100，v=3cm/s，a=1.5，q為最大一段的藥量285kgm取1/3），現(xiàn)場測定爆破中心距民房最小的水平距離為80m，驗算結(jié)果表明，爆破對民房并無影響。個別飛石的安全距離按200m進(jìn)行警戒，為減少飛石，施工中采用草袋裝土覆蓋炮孔。

2.4路塹爆破作業(yè)

爆破之前清理山體表層植被和履蓋層。布孔前對爆區(qū)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查（如層理、裂隙、臨空面、爆體、臺階平整度、巖石類別及物理力學(xué)特征等是否有變化），并對清理后的地表標(biāo)高進(jìn)行測量，根據(jù)設(shè)計孔網(wǎng)參數(shù)和挖深進(jìn)行布孔和確定各鉆孔深度，如有需要，對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

先由技術(shù)人員按參數(shù)準(zhǔn)確定位布孔，用紅油漆標(biāo)注，并把孔深、傾角向鑿巖人員進(jìn)行技術(shù)交底；邊坡孔的鉆孔質(zhì)量要嚴(yán)加控制，在鉆進(jìn)到一半孔深時，提起鉆頭，檢查深度角度，根據(jù)鉆孔實際情況決定是否調(diào)整鉆桿傾角和鉆機(jī)位置，以便進(jìn)行糾偏，確保邊坡孔角度誤差不超過±1°，深度誤差不超過±5%；孔口位置偏差超過兩倍孔徑時，重新鉆孔。鉆孔完畢后，技術(shù)人員對各孔實際孔深、孔距、排距、最小抵抗線和孔傾角進(jìn)行測量記錄，并根據(jù)實際孔網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行藥量計算和裝藥。爆破施爆之前進(jìn)行一次試炮，根據(jù)試炮對爆破設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，最終選擇適合現(xiàn)場實際的爆破參數(shù)和炸藥單耗進(jìn)行爆破施工。

采用人工按設(shè)計裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝藥，上部用炮泥進(jìn)行堵塞，堵塞長度L0=（0.75～1.0）W，如炮孔有水而無法吹干時，采用防水炸藥或其他防水措施。

起爆采用毫秒微差雷管延期起爆，對起爆系統(tǒng)各聯(lián)接點認(rèn)真檢查，確認(rèn)各聯(lián)接點連接牢固，無遺漏孔后進(jìn)行警戒起爆，爆破時進(jìn)行震動安全監(jiān)測。

2.5安全保護(hù)措施：

由于本段路基線路左側(cè)為居民區(qū)，民房密集，有燃?xì)夤芫€和水管線、高壓線桿等，為保證以上構(gòu)筑物的安全，爆破應(yīng)從以下幾方面對構(gòu)筑物進(jìn)行安全保護(hù)：

2.5.1采用多種孔徑的鉆桿進(jìn)行組合鉆孔，利用爆破時產(chǎn)生的不同頻率和波長的振動波相互抵消的原理減弱振動波對構(gòu)筑物的沖擊效果。

2.5.2作業(yè)面方向應(yīng)沿線路方向進(jìn)行，避免爆破方向沖向民房和其他構(gòu)筑物。對高挖地段分臺階進(jìn)行爆破，需特別注意最小抵抗線不得小于鉆爆設(shè)計規(guī)定的值，以防最小抵抗線方向出現(xiàn)飛石，而且所有炮眼深度不能小于抵抗線。

2.5.3選擇炮眼位置時，避免穿過巖石的層理與裂縫，以免起爆時氣體沿縫隙漏出。若巖層層理裂縫較多不能避開時，最好垂直穿過，并且炮眼底部須在縫隙以上20-30cm。

2.5.4對原地形的斜坡或平地，有計劃地進(jìn)行改造，使前次爆破為后次爆破創(chuàng)造兩個或多個臨空面，并且盡量使這些臨空面朝向有利于保護(hù)民房等構(gòu)筑物的方向。

2.5.5放炮之前，積極與當(dāng)?shù)貞棻牅贤?，設(shè)置安全警戒哨。爆破之后，排險人員進(jìn)行現(xiàn)場查看，排除啞炮并確認(rèn)安全后，方可解除警戒。警戒范圍400m，施工機(jī)械退避工作面后面不少于150m

3結(jié)語

從工程實踐看，效果十分明顯，整個路塹爆破中基本無飛石現(xiàn)象，附近的居民房屋、天然氣管線、水管及高壓電線未受擾動及破壞。爆堆高度適中，成型后的邊坡坡面平整度均能符合要求，路塹邊坡穩(wěn)定?？刂票浦幸_(dá)到最佳的爆破效果，選擇合理的爆破參數(shù) 是至關(guān)重要的，在施工中應(yīng)嚴(yán)密觀注有無夾層、石質(zhì)突變或軟硬不一等地質(zhì)條件的變化，以便及時調(diào)整各項參數(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]王鴻渠著.多邊界石方爆破工程.北京：人民交通出版社，1994

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