既有高速公路高邊坡溜方靜態(tài)爆破處治分析

■王天傳（福建省第一公路工程公司，泉州362000）

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既有高速公路高邊坡溜方靜態(tài)爆破處治分析

■王天傳
（福建省第一公路工程公司，泉州362000）

以泉州市環(huán)城高速公路南石A3標段高邊坡路塹邊坡溜方靜態(tài)爆破處理為例，分析溜方原因，提出靜態(tài)爆破處治方案、施工技術措施、施工現(xiàn)場質(zhì)量安全控制措施等，為同類邊坡溜方提供參考。

高速公路高邊坡溜方靜態(tài)爆破施工技術

1工程概況

泉州市環(huán)城高速公路A3標段（K10+350～K15+572）起于南安倩內(nèi)，終于南安榕橋，全長5.22km。該段路基位于構造剝蝕侵蝕丘陵地貌區(qū)，山體邊坡為強風化巖層，巖體極破碎，孤石較多，穩(wěn)定性差，邊坡比較陡，土質(zhì)夾層多，較松散，極易產(chǎn)生局部滑塌或掉塊現(xiàn)象。其中樁號K10+740～K11+079段左側(cè)高邊坡發(fā)生邊坡大面積溜方事故，大面積碎石滾落到現(xiàn)有高速公路通行車道路面上，最大一塊孤巖，長約5m、高1.5m、寬2m多，同時半壁上還懸著1000多方孤石，對高速公路的安全通行造成極大威脅，需緊急處治。

2邊坡塌方原因分析及處理方案

經(jīng)現(xiàn)場踏勘、調(diào)查分析，導致邊坡塌方原因有：邊坡坡度較陡，原設計K10+740～K11+079左側(cè)邊坡坡率均為1∶0.5，防護形式為TBS鍍鋅網(wǎng)植草防護。邊坡地質(zhì)不好，土質(zhì)夾層多，巖石裂隙發(fā)育；加之建設前期對該山體的爆破面積較大，造成山體土石之間的空隙增大，另外碰上長時間的連續(xù)性雨季，在暴雨作用下，水土飽和促使邊坡局部滑坡。由于K10+968～K11+079左側(cè)邊坡局部塌方段地表存有大量的殘積土，且部分巖體破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育并夾扎著一定量的孤石，容易造成邊坡失穩(wěn)。

處治方案：決定對K10+968～K11+079左側(cè)邊坡進行坡度放緩處理，坡度由原設計1：0.5放緩為1∶1.25，并采用噴播植草防護；同時對K10+740～K10+968左側(cè)邊坡的孤石、危石進行處理，針對明顯有滑動面的坡面進行非預應力錨桿單錨加固，并對潛在孤石、危石的坡面進行SNS主動防護網(wǎng)防護。K10+740～K11+079左側(cè)邊坡上留有1000多方孤巖，該區(qū)域四周環(huán)境復雜，工程緊鄰南石高速公路，對面52m處有框架結構居民房。綜合分析常規(guī)爆破法與靜態(tài)爆破法，為確保確保高速公路車輛安全通行及附近村民房屋安全，本工程采用靜態(tài)爆破+炮錘式挖掘機破碎法施工。具體見表1邊坡溜方施工處治方案對比表。

表1　邊坡溜方施工處治方案對比表

3施工技術處理

3.1靜態(tài)爆破法

靜態(tài)爆破是對危險性較大的單體圍巖孤石進行分解，施工步驟是人工鉆孔后，在孔內(nèi)裝入靜態(tài)爆破劑（靜態(tài)爆破劑，一種類似于水泥和膨脹劑的混合物），利用靜態(tài)爆破劑發(fā)生化學反應，繼而產(chǎn)生物理體積性能膨脹作用，促使巖體脹裂、裂縫，再利用風鎬解小，達到爆破效果。

具體施工工藝流程如下：

（1）施工準備

根據(jù)現(xiàn)場邊坡溜方情況，立即組織人員進行塌方勘測，按照業(yè)主要求，在工期3個月內(nèi)需完成所有邊坡溜塌土石清理工作，確保國慶節(jié)前道路運行通暢。根據(jù)工作量，組織工料機進場。對施工場地內(nèi)進行清理平整，修建臨時施工便道通向邊坡頂。

（2）測量放樣

采用全站儀進行邊坡放緩坡率的邊界樁進行測量放樣，按照設定的坡率精確測放輪廓線以便業(yè)主及時征用邊界土地。

（3）設計布眼

根據(jù)現(xiàn)場施工環(huán)境，為了確保高速公路通行安全，防止孤石懸空滑落，砸傷人車，臨空面選向側(cè)面，鉆孔方向盡可能做到與臨空面平行；采用逐排作業(yè)爆破，橫向20cm的孔距，縱向孔距采用20cm，排距以20cm左右為宜，嚴禁同時多排作業(yè)，根據(jù)現(xiàn)場石方分布狀態(tài)，鉆孔的深度定在1.2～2m（詳見圖1）。安全交通布控及炮孔布置圖。

圖1　安全交通布控及炮孔布置圖

（4）炮孔鉆眼

炮孔的直徑?jīng)Q定著破碎效果，孔眼過小，藥劑效力發(fā)揮的性能比較差；孔眼太大，很容易造成沖孔，按照以往工程的經(jīng)驗，采用直徑為42mm鉆孔。

在鉆孔的時候，采用高壓風把孔內(nèi)的余水和余渣吹洗干凈，保證孔口旁干凈且無土石渣。

鉆完所有的炮孔后，采用高壓風管吹干凈孔內(nèi)粉塵及雜物并利用廢紙堵塞孔口等待裝藥。

（5）孔深及裝藥長度參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場情況及圍巖硬度，炮孔深度定為1.2～2.0m，遇到體積比較大的孤石，需要分步破碎的，鉆孔深度可適當加深。裝藥深度為孔深的90%左右。

（6）裝藥作業(yè)

①將靜態(tài)爆破劑采用水攪拌均勻成流狀態(tài)漿體，一般水灰比控制在0.3～0.35，攪拌時間約為3min，粗顆粒藥劑水灰比調(diào)節(jié)到0.22～0.28時靜態(tài)破碎劑的流動性較好，隨后把漿體用漏斗注入孔內(nèi)，并用炮棍搗實，根據(jù)本工地的具體情況，采用“由上至下，分層破碎”的施工方式，方便人工操作。

②在水平方向的炮孔，把漿狀藥劑裝入到高強長纖維紙袋或塑料袋，然后用炮棍逐個將裝滿藥劑紙袋或塑料袋送入炮孔并搗實，在孔口處預留5cm長度，采用黃泥封堵保證水分藥劑不流出孔外。

③巖石開裂時間發(fā)生在裝完藥劑后的3～5h之內(nèi)，炮孔產(chǎn)生裂縫約為2～3cm。巖石剛開裂后，可以繼續(xù)向裂縫內(nèi)注入水使藥劑達到完全反映，會產(chǎn)生更好預裂效果。

（7）藥劑反映時間的控制

藥劑反映的快慢與溫度有直接關系，溫度越高，反映時間越快，反之則慢。實際操作中控制藥劑反映時間太快有兩種，一種是在拌和水中加入抑制劑，另一種方法是控制拌和水、干粉劑和巖石的溫度。夏季氣溫較高，破碎前應對被破碎物遮擋，藥劑存放低溫處避免爆曬。將拌和水溫控制在15℃以下。藥劑（卷）反映時間過快易發(fā)生沖孔傷人事故，可用延緩反映時間的抑制劑。抑制劑放入浸泡藥劑（卷）的拌和水中。加入量為拌和水的5%～6%。冬季加入促發(fā)劑和提高拌和水溫度。拌和水溫度不可超過50℃。反映時間一般控制在30～60min較好，條件較好的施工現(xiàn)場可根據(jù)實際情況縮短反映時間，以利于施工。

4施工質(zhì)量安全控制

（1）精確測量，測量位置一定要準確，細致測量被爆破圍巖的形態(tài)，大小以及破裂程度。根據(jù)現(xiàn)場圍巖地質(zhì)情況，確定圍巖硬度，爆破規(guī)模大小，以便擬定靜態(tài)爆破施工參數(shù)。

（2）靜態(tài)爆破后應立即進行石塊清理工作，防止脹裂開來的石塊滑落邊坡，砸傷人物，坡面施工要符合設計要求，保證坡面干凈，無孤石及松動碎石塊。做好場地臨時排水，施做坡頂臨時截水溝槽，防止臺風暴雨造成邊坡滑塌，產(chǎn)生泥石流事故，同時也防止地表水滲透到邊坡上影響坡體穩(wěn)定性。

（3）靜態(tài)爆破藥劑要存放在通風及干燥場所內(nèi)，嚴防受潮變質(zhì)，在使用前應先檢查藥劑是否變質(zhì)失效。爆破藥劑要依量取材，不宜一次性拌制過多，造成成本浪費。膨脹劑在允許和存放過程中應防潮、防暴曬。開封后應立即使用。如依次未使用完，應立即扎緊袋口，需要時再開封。

5小結

既有高速公路高邊坡溜方采用靜態(tài)爆破+炮錘式挖掘機破碎法施工，具有施工工藝簡單，工期短且邊坡卸載后，坡體穩(wěn)定性好，且施工過程中保持了高速公路的安全通行和附近民房的安全性等優(yōu)點，可為同類邊坡溜方施工處治借鑒。

［1］汪旭光.爆破設計與施工.北京：冶金工業(yè)出版社，2013.

［2］游寶坤.靜態(tài)爆破技術.北京：中國建材工業(yè)出版社，2008.

［3］JTGF10-2006，公路路基施工技術規(guī)范.