深孔水壓控制爆破的實(shí)際應(yīng)用情況

侯鵬飛

摘要：深孔水壓控制爆破設(shè)備使用簡單、施工方便，充分利用了水的不可壓縮性，通過對臺(tái)階高度、孔間距、排間距、裝藥系數(shù)等參數(shù)及裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。文章以新建貴陽至廣州鐵路南圩隧道至南圩3#雙線特大橋區(qū)間路基為例，介紹了露天深孔水壓控制爆破應(yīng)用于該路基的主要技術(shù)參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)及優(yōu)越性，最后提出了推廣該法的重要意義。

關(guān)鍵詞：控制爆破；露天深孔水壓；路基工程；臺(tái)階高度；孔間距；裝藥系數(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TD712 文章編號：1009-2374（2017）07-0077-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.036

1 概述

南圩隧道至南圩3#雙線特大橋區(qū)間路基（D3K460+973～D3K461+287.66），長度314.660m，挖方18.76萬方，填方1.373萬方，其中石質(zhì)路塹爆破為施工的重點(diǎn)及難點(diǎn)。按照工期計(jì)劃，該路基須在2013年5月底完工，實(shí)際有效工期為6個(gè)月，工期緊張。本段屬峰林、峰叢、沖積槽谷階地地貌。地表高程230～320m，相對高差5～90m，地勢起伏較大，沖溝發(fā)育。山體自然坡度50°～70°，植被較發(fā)育。

2 項(xiàng)目部采用深孔水壓爆破的由來

2012年11月中旬至2013年2月末，該路基累計(jì)開挖數(shù)量不足5000m3，進(jìn)度緩慢，主要問題如下：

第一，因山體巖石多裂隙、多夾層，經(jīng)常出現(xiàn)卡鉆和夾泥導(dǎo)致無法裝藥的情況，爆破效果差、震動(dòng)強(qiáng)、爆破灰塵大、爆破飛石現(xiàn)象嚴(yán)重。

第二，山體覆土較薄，溝槽中覆土較厚，多開墾為農(nóng)田、水塘等，施工均在山體山腰處，村莊分布密集；西側(cè)54m處為坪山醫(yī)院、商店及住戶見圖1；西北側(cè)住戶離山體9m；南側(cè)有碗口粗的桂樹若干，古樹兩棵、3塊石碑見圖2（被當(dāng)?shù)匕傩找暈樯耢`）；東側(cè)山坡及山腳有部分竹林，緊挨山邊為百姓田園；東北側(cè)24m處有機(jī)械設(shè)備，50m處有高壓線通過，100m處有南圩隧道生活區(qū)。這些均給爆破帶來巨大困難，且對爆破精準(zhǔn)度要求極高。

基于上述情況的考慮，決定進(jìn)行深孔水壓控制爆破施工。首先利用山體自然地勢從小里程端挖機(jī)配合人工爆破修整便道，然后利用便道將小型潛孔鉆機(jī)運(yùn)至山頂，挖機(jī)配合整平場地，逐步形成臺(tái)階及作業(yè)平臺(tái)從而進(jìn)行深孔水壓控爆順層開挖，經(jīng)過試炮環(huán)節(jié)對爆破參數(shù)進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，取得了較好的爆破效果。

3 爆破主要參數(shù)及優(yōu)點(diǎn)

該段路基石方開挖集中，是項(xiàng)目部控制工期重點(diǎn)區(qū)段，同時(shí)該范圍內(nèi)地方環(huán)境較復(fù)雜，從側(cè)面要求我們需對安全防護(hù)、爆破參數(shù)與工期和環(huán)境等的兼容性進(jìn)行考究。該段路基主要采用深孔水壓控制爆破，并配合施做作業(yè)平臺(tái)的淺孔爆破、及部分超大塊石的液壓錘破碎，這里我們主要介紹深孔水壓控制爆破的主要情況。

3.1 爆破參數(shù)與裝藥結(jié)構(gòu)

3.1.1 地板最小抵抗線W，詳見圖3：W=d

（d為鉆孔直徑，單位為cm；H為爆破臺(tái)階高度，單位為m；L為鉆孔深度；為裝藥密度，單位為g/mL；為藥孔裝藥系數(shù)）。

根據(jù)該段路基石方實(shí)際節(jié)理發(fā)育情況以及作業(yè)面形成情況，爆破參數(shù)選定為：采用孔徑10cm，臺(tái)階高度15m，q暫按0.3kg/m3取值；取值0.7；超鉆深度h按10d取數(shù)為1m；m為鉆孔相鄰密集度，通常取1.0～1.4，巖石較完整時(shí)取較低值，根據(jù)該路基實(shí)際情況取1.1。綜上，經(jīng)計(jì)算得W=3.65m，孔距a=mW=4m。

3.1.2 多排炮孔采用梅花形布置形式，各排炮孔間距、深度及單孔裝藥量均同，排距b=a×（0.8～1），取3.8m（a為孔間距）。

3.1.3 填塞長度L2=0.7W，取3m，保證水袋（保持密封，見圖4、圖5）長度不少于2m；裝藥長度L1=L-L2=13m。

3.1.4 單孔裝藥量Q：Q=KHDqa，對第一排孔而言，D=W，k=1，Q1=0.3×4.4×3.7×15=73.26kg裝藥量73.26÷13=5.63kg/m，=5630g÷（502×3.14×1）=0.72g/mL。

對其他排炮孔而言，K一般取1.1～1.2，表示前面各排孔的巖石阻力作用的增加系數(shù)，本路基暫取1.1，Q其他=1.1×0.3×4.4×3.8×15=82.8kg，裝藥量：82.8÷13=6.4kg/m。

3.2 起爆間隔時(shí)間的選擇及起爆順序

3.2.1 據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式Δt=A·W（ms）（A為系數(shù)3～6ms/m，堅(jiān)硬巖石取小值；W為藥包最小抵抗線）計(jì)算，考慮進(jìn)度及減輕爆震，需采用孔內(nèi)微差爆破，間隔時(shí)間為25ms，主要通過1～15段毫秒雷管形成爆破網(wǎng)絡(luò)

完成。

3.2.2 根據(jù)該工程的實(shí)際情況，起爆順序主要采用V字形，增加巖石破碎率，從而加快裝運(yùn)速度。

3.3 爆破網(wǎng)絡(luò)

3.3.1 該路基段落主要采用串聯(lián)電爆網(wǎng)絡(luò)，起爆器（YJGN-1000）峰值電壓1800V，電容為50mf；區(qū)域線、連接線為單股直徑1.38mm的絕緣線；每次爆破的炮孔數(shù)不超過4排（40個(gè)），網(wǎng)絡(luò)主線長200m，阻值4.5Ω/km，連接線、端線長約1200m。

3.3.2 由于該段路基施工正處于雷雨季節(jié)，適時(shí)使用非電起爆法，以減少雷暴負(fù)面影響，孔內(nèi)安放非電雷管，孔外采用電雷管連接。

第一，單發(fā)電雷管或非電雷管綁扎非電導(dǎo)爆管數(shù)量<10發(fā)；網(wǎng)路中電雷管總數(shù)<100發(fā)；每次爆破的炮孔排數(shù)<4排。

第二，電與非電組成的混合起爆網(wǎng)絡(luò)，一般電雷管的安裝是在裝填完畢后，并且電雷管在雷雨天是不允許接入的。

3.4 深孔水壓控制爆破的優(yōu)點(diǎn)

3.4.1 水壓爆破可使炸藥用量減少20%；節(jié)省起爆電路27%。

3.4.2 因水的不可壓縮性及能量傳遞效率高，在氣體膨脹作用下產(chǎn)生“水楔”，水袋的堵塞作用使傳送給巖石的爆破能量分布得更均勻。該法利于巖石均勻破碎，上部大塊率降低70%，二次爆破量減少，增強(qiáng)工效，經(jīng)濟(jì)型凸顯，減少了飛石危害且實(shí)測震動(dòng)值符合設(shè)計(jì)

要求。

4 施工注意事項(xiàng)

第一，在線路左側(cè)，從路塹起點(diǎn)至古樹石碑向大里程5m外，長約120m，采用I20b工字鋼進(jìn)行防護(hù)，長度3.5m、間距1m、埋深1.5m，上部用縱向鋼軌間距0.5m三排連接，底部設(shè)置漿砌片石條形基礎(chǔ)，寬0.6m、高0.5m，以減緩落石撞擊，另在柵欄內(nèi)側(cè)1m處用挖掘機(jī)下挖1m寬、1m深的截溝。

第二，山體開挖之前，待便道修筑山頂整修平臺(tái)自上至下進(jìn)行開挖，按照前述臺(tái)階高度及爆破寬度將山體進(jìn)行大體分區(qū)；加強(qiáng)對爆破作業(yè)人員的技術(shù)培訓(xùn)及安全教育；每次爆破嚴(yán)防無關(guān)人員、車輛進(jìn)入爆破危險(xiǎn)

區(qū)域。

5 結(jié)語

實(shí)踐證明，深孔水壓控制爆破的效果（見圖6、圖7）較好，尤其它的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、有效減輕爆震方面表現(xiàn)出色，值得推廣。該路基通過采用該法工效平均每天不少于1500m3，最終順利地如期完成。

參考文獻(xiàn)

[1] 何廣沂，朱忠節(jié).巖石爆破新技術(shù)[M].北京：中國鐵道出版社，1986.

（責(zé)任編輯：蔣建華）