寬孔距微差擠壓爆破技術(shù)在路塹開挖中的應(yīng)用

朱杰超

（貴州新聯(lián)爆破工程集團有限公司 貴州貴陽 550000）

寬孔距微差擠壓爆破技術(shù)在路塹開挖中的應(yīng)用

朱杰超

（貴州新聯(lián)爆破工程集團有限公司 貴州貴陽 550000）

主要分析了寬孔距微差擠壓爆破破巖機理，并以某市政道路路塹開挖爆破施工實際為例，對寬孔距微差擠壓爆破路塹開挖施工技術(shù)進(jìn)行了探討，認(rèn)為寬孔距微差擠壓爆破技術(shù)爆破塊度均勻，安全性高，施工速度快，總體施工成本降低，在本工程中優(yōu)于一般路塹開挖爆破技術(shù)方案。

寬孔距；微差擠壓爆破；路塹開挖

1 引言

我國城鎮(zhèn)化水平不斷提高，城市道路建設(shè)工程大規(guī)模開展。寬孔距微差擠壓爆破技術(shù)在許多礦山都得到應(yīng)用，最近在某市政道路路塹爆破開挖中采用了寬孔距微差擠壓爆破技術(shù)。爆破結(jié)果表明，這種爆破技術(shù)有利于降低爆破大塊率，減少機械破碎大塊或二次解炮，降低總體施工成本，提高施工進(jìn)度，同時減少爆破飛石，確保爆破施工安全。

2 寬孔距微差擠壓爆破破巖機理

寬孔距微差擠壓爆破是近些年發(fā)展起來的一種爆破技術(shù)，其爆破機理主要有臨空面理論、幾何學(xué)理論、應(yīng)力反射波作用理論等，近些年，基于成梁假設(shè)的寬孔距爆破破碎理論也逐漸發(fā)展起來，而這些理論均認(rèn)為寬孔距微差爆破的效果要優(yōu)于其他爆破方法，相比于常規(guī)爆破，寬孔距微差爆破在破碎質(zhì)量方面有著明顯的優(yōu)勢。

寬孔距微差擠壓爆破炮孔間的爆炸應(yīng)力波作用很小，因此其起爆過程可以視作單孔爆破，抵抗線方向巖體受到剪應(yīng)力與拉應(yīng)力，巖石的抗剪性能和抗拉性能最差，因此容易產(chǎn)生破壞。同排炮孔同時起爆，孔距比抵抗線要大，因此炮孔之間的協(xié)同效應(yīng)被弱化，藥量相對集中，從而形成了一個連續(xù)加強爆破漏斗，巖體無法以平面的形式破碎，而是成為一個彎曲面的形式破碎和運動。炮孔起爆之后，巖體將被炸出一個凹痕曲面，在即將起爆的炮孔臨界面巖體上形成了類弧形凸面，后排炮孔爆破產(chǎn)生了和多臨空面爆破類似的效果，梁彎曲理論表明，寬孔距條件下，炮孔前方巖體的抗彎剛度將明顯下降，相同外力條件下更加容易破碎。

因此寬孔距微差擠壓爆破技術(shù)的基本原理是利用了相鄰炮孔之間的起爆時差形成的應(yīng)力波疊加作用，從而降低了后排炮孔臨界巖體的抗彎剛度，提高破碎效果。

3 寬孔距微差擠壓爆破在市政道路路塹開挖中的應(yīng)用

以某市政道路路塹開挖施工實際情況為例，從爆破方案設(shè)計、爆孔參數(shù)設(shè)計和起爆方案三方面，對寬孔距微差擠壓爆破在道路路塹開挖施工中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

3.1 工程背景

工程為某縣城迎賓大道道路工程，道路起點位于紅衛(wèi)橋大橋北面橋頭，接環(huán)城東路，終點位于小河北側(cè)，交余慶至凱里高速公路收費站場處，道路總長1633.551m，寬度為38m，道路等級為城市主干道。該道路工程建成后是連通該縣城工業(yè)園區(qū)的唯一交通要道，是通往火車站的唯一交通要道，也是連接余慶至凱里高速收費站的唯一交通要道，因而該工程對于縣城具有重要意義，其建成之后將帶動道路兩旁的土地資源開發(fā)，并增強了與其他縣市的交流，對于促進(jìn)該縣城經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。

該工程路基土石方總量約112萬方，爆破石方量約90萬方，工期為60d。爆破區(qū)域邊緣民用建筑最近距離67m，周邊建筑較多，多平房，磚混結(jié)構(gòu)，無其他重要建（構(gòu)）筑物及設(shè)施，路塹施工工期緊張，并且爆破石料要求用于其他公路段填料，對爆破塊度要求高，粒徑最大不超過33cm。

3.2 爆破方案

由于主要工程施工為路塹土石方開挖，特點是爆破區(qū)域地形變化大，在狹長條形地帶施工，開挖深度相差很大，難點在于布孔條件復(fù)雜以及邊坡的開挖與穩(wěn)定。由于一次爆破方量大，開挖工作斷面小，為保證挖運、鉆孔爆破等工作銜接順暢，保證開挖工作面的平順、整齊、穩(wěn)定，并有效地控制爆破效果和確保安全，爆破效果滿足機械化開挖作業(yè)并滿足邊坡設(shè)計要求，確定本工程路基石方爆破方案為：采用寬孔距微差擠壓爆破技術(shù)，對于爆破后產(chǎn)生的孤石、大塊巖體采用二次淺眼爆破，邊坡需沿施工邊界線鉆一排預(yù)裂孔，進(jìn)行預(yù)裂爆破，確保邊坡開挖的平整度與邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，同時根據(jù)不同的開挖深度和設(shè)計斷面形式，采取多級臺階分層開挖，開挖布孔方案斷面圖如圖1。

圖1 開挖布孔方案斷面圖

施工中，考慮到大區(qū)域多排炮孔可能會出現(xiàn)擠死，所以選擇擠壓爆破方案，路塹橫向10排孔后設(shè)置2排加密加強炮孔，通過這兩排炮孔的強爆破增強對前方爆渣的推動與松動效應(yīng)，進(jìn)一步提高爆渣的松散系數(shù)，具體布置方案如圖2。

圖2 炮孔布置方案

3.3 爆破參數(shù)設(shè)計

3.3.1 主爆深孔

主爆孔使用液壓深孔鉆機鉆鑿，炮孔直徑在90mm，超深50～80cm，視巖石情況而定，孔距5m，排距2m，梅花形布置，具體爆破參數(shù)如表1。

表1 爆破參數(shù)

裝藥結(jié)構(gòu)采取連續(xù)耦合裝藥結(jié)構(gòu)，采用多點起爆，起爆藥包分別設(shè)置在距孔口和孔底裝藥部分1/3處，孔口處起爆藥包雷管聚能穴朝向孔底方向，孔底處起爆藥包雷管聚能穴朝向孔口方向。

3.3.2 加密加強排炮孔

布置10排主爆深孔之后，設(shè)置2排加強炮孔，孔徑不變，孔距減為2.5m，超深增加到150cm，裝藥結(jié)構(gòu)和主爆孔相同，增加裝藥量。

3.3.3 淺眼崩落炮孔

微差擠壓爆破結(jié)束，為了方便邊坡修正和光面爆破，可隨著重型挖掘機清渣施工，在邊坡附近進(jìn)行淺眼崩落爆破，逼近邊坡附近光爆破有效厚度1.0～1.2m處。淺眼崩落炮孔使用手持輕型鑿巖機鑿眼，準(zhǔn)40mm，深2～4m，間距最大不超過2m，排距布置在1.0m左右，炸藥消耗量在0.3kg/m3左右，單炮孔裝藥量可換算。

3.3.4 邊坡光面炮孔

經(jīng)崩落爆破，邊坡前1～1.2m范圍出露。為了改善道路最終邊坡的穩(wěn)定性和美觀程度，開挖路塹巖石邊坡進(jìn)行淺眼邊坡炮孔修整成型。同樣采用輕型鑿巖機開光爆孔，按照設(shè)計邊坡走向布置，炮孔間相互平行，并且處于邊坡設(shè)計輪廓邊緣，準(zhǔn)40mm，孔深3～4m，光面層厚1m左右，裝填導(dǎo)爆索串珠裝藥結(jié)構(gòu)，使用同段毫秒雷管齊爆。

3.4 起爆方案

主爆區(qū)采用寬孔距微差擠壓爆破方案，淺眼崩落和淺眼光面爆破均為齊爆。

主爆區(qū)使用非電導(dǎo)爆管復(fù)式起爆網(wǎng)絡(luò)起爆方案，每個主爆孔內(nèi)均有兩發(fā)高段位毫秒雷管，根據(jù)道路走向，使用四通管串聯(lián)每排起爆雷管的導(dǎo)爆管形成雙傳爆線路，并且相鄰炮孔排之間設(shè)置兩發(fā)時差間隔75ms或者110ms的同段非毫秒雷管，每排炮孔都和前、后炮孔排形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，建立非電毫秒微差起爆網(wǎng)絡(luò)，使用電雷管引爆，無論是孔內(nèi)起爆體還是排孔間的傳爆線路都為雙路結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語

寬孔距微差擠壓爆破技術(shù)更加充分的利用了爆破能量與爆孔之間的協(xié)同作用，提高了炸藥能量利用率，在該市政道路路塹爆破開挖施工中，改善了爆破破碎質(zhì)量，減少了二次破碎作業(yè)，有效降低了施工成本，同時保證了挖運與鉆孔爆破工作銜接的順暢，提升了總體施工進(jìn)度，降低了飛石拋擲作用，安全性更高。相比于傳統(tǒng)爆破方案，在道路路塹開挖爆破施工中，寬孔距微差擠壓爆破是一種更安全、更經(jīng)濟、更有效的爆破施工技術(shù)。

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