高速鐵路路基擴(kuò)塹取石爆破施工技術(shù)研究及運(yùn)用

黃想祿

Research and Application of Construction Technology for High Speed Railway Subgrade

Cutting Expansion and Stone Removal

摘要：充分利用高速鐵路正線及周邊資源，采取路基擴(kuò)塹取石方法，為標(biāo)段路基填筑提供料源，既節(jié)省施工成本，又能高效的組織施工生產(chǎn)，但是在施工生產(chǎn)中面臨著一定的困難，如何能確保擴(kuò)塹取石施工、路基填料加工與路基填筑施工同步；如何能保證架梁機(jī)能順利通過擴(kuò)塹取土段路基，同時(shí)保證路基填料的供應(yīng)不受影響；如何協(xié)調(diào)、規(guī)劃運(yùn)輸路線，與爆破施工干擾產(chǎn)生最小的影響，加快施工進(jìn)度，這是我們研究的主要內(nèi)容。

Abstract： To take full advantage of the high-speed railway frontline and its surrounding resources and take the method of subgrade cutting expansion and stone removal can provide the material source for the roadbed filling of the tender section， save the construction cost and organize the construction and production with high efficiency， but it faces a certain difficulties in the construction and production. This paper studies how to ensure the synchronization of the subgrade cutting expansion and stone removal construction， roadbed filling material processing and subgrade filling construction， how to guarantee the beam machine through the subgrade cutting expansion and stone removal section and ensure that the subgrade filler supply is not affected， and how to coordinate and plan the transportation routes，minimize the impact of blasting construction and speed up construction progress.

關(guān)鍵詞：高速鐵路；路基擴(kuò)塹取石；爆破施工

Key words： high-speed railway；subgrade cutting expansion and stone removal；blasting construction

中圖分類號(hào)：U213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）15-0166-02

1 工程概況

合安鐵路站前工程HAZQ-3標(biāo)段，施工起訖里程DK65+542.06～DK95+717.01，本標(biāo)段全部位于合肥市廬江縣，全長30.175km。爆破區(qū)域位于DK75+000～DK75+220段，長約220m，寬約300m，最深處達(dá)50m，爆破總方量約為100萬方。爆區(qū)周邊環(huán)境較復(fù)雜，安全風(fēng)險(xiǎn)較大，周邊民房較多，其南邊距離69m為民房，東南邊距離30m為民房，東北邊79m為民房。

2 擴(kuò)塹取石路基爆破施工的特點(diǎn)

擴(kuò)塹取石爆破出的石方經(jīng)拌和站加工成路基填料，優(yōu)先填筑先架段路基，如何能實(shí)現(xiàn)路基填筑、加工、爆破平衡，組織現(xiàn)場施工；

挖方段路塹位于鐵路先架段正線，優(yōu)先打通運(yùn)梁通道至關(guān)重要，需確保架梁機(jī)順利通過，同時(shí)要保障路基填料的正常供應(yīng)，為架梁鋪路。

3 爆破施工方案考慮的因素

因爆破挖方段距離民房較近，路基填料在施工高峰期需求較大，導(dǎo)致日爆破方量較大，在爆破設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到爆破施工安全、震動(dòng)頻率可控、爆破高效等因素?？刂票骑w石，減小施工風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)震動(dòng)監(jiān)測(cè)，減小對(duì)民房的損害，同時(shí)提高爆破效率，減小二次爆破數(shù)量。

4 爆破施工方案

因本工程爆破石料要用于加工成路基所填A(yù)B組填料，爆破出的碎石粒徑符合機(jī)械挖運(yùn)及加工的要求，故主爆區(qū)采用深孔臺(tái)階強(qiáng)松動(dòng)控制爆破，邊坡采用光面爆破。

由于本段路塹爆破的石方為我標(biāo)段路基AB組填料的主要來源且位于先架段方向，根據(jù)整體施組進(jìn)度要求，將整體施工區(qū)域分為兩個(gè)區(qū)域。第一區(qū)域?yàn)榫€路正線部位，分四層進(jìn)行施工；第二區(qū)域?yàn)榫€路右側(cè)擴(kuò)塹部分，分七層進(jìn)行施工。前期要以第一區(qū)域?yàn)橹鳎卦诶ㄕ€路基部分，打通架梁通道，本區(qū)域共劃分為四層進(jìn)行爆破，在線路大小里程各設(shè)立獨(dú)立工作面進(jìn)行施工，同時(shí)第二區(qū)域開辟工作面同步進(jìn)行，上面三層與架梁通道同步實(shí)施完成；架梁通道貫通后爆破施工擴(kuò)塹取土區(qū)域后四層。

4.1 主爆區(qū)深孔臺(tái)階強(qiáng)松動(dòng)控制爆破

為了減小爆破震動(dòng)對(duì)周圍環(huán)境、設(shè)備設(shè)施的影響，施工中在主爆區(qū)域采用梅花形布孔，逐孔微差起爆方式。

除邊坡以外的爆區(qū)均采用梅花樁式布孔，孔距及排距都設(shè)計(jì)為3m。如圖1。

4.2 邊坡控制爆破方案

為保證邊坡的穩(wěn)定，不產(chǎn)生超挖或者欠挖，一般邊坡采用光面爆破。采用密集鉆孔，小藥量進(jìn)行爆破。

由于邊坡的坡率較緩，使用預(yù)裂爆破很難控制鉆孔的角度、深度，為了減小爆破震動(dòng)對(duì)已成型的邊坡及邊坡巖層的影響，施工中在邊坡區(qū)域采用垂直炮孔梅花形布孔，逐孔微差起爆方式，孔距為a=2m，排距b=2m。見圖2。

邊坡區(qū)域鉆孔不設(shè)超深，鉆孔前先對(duì)孔位進(jìn)行精確的測(cè)量，將每個(gè)孔位的深度標(biāo)在孔位中心樁上，鉆孔時(shí)嚴(yán)格控制孔深，保證孔底距離邊坡線30cm，隨時(shí)測(cè)量，嚴(yán)禁超深，裝藥形式。

4.3 爆破飛石控制

爆破個(gè)別飛石計(jì)算參考有關(guān)資料按下式計(jì)算：

RF=20Kn2W

式中：RF-個(gè)別碎塊飛散的距離，m；

K-與地形地質(zhì)氣候及藥包埋深有關(guān)的安全系數(shù)，?。篕=1.5；

n-爆破作用指數(shù)，取n=0.65；

w-最小抵抗線，W=4m。

經(jīng)計(jì)算，爆破飛石安全距離RF=50.7m。由上述計(jì)算可知，本次爆破的個(gè)別飛石對(duì)爆區(qū)周圍建筑物、人員等無影響。

同時(shí)在爆區(qū)周邊有建筑物或房屋時(shí)，為了安全著想，根據(jù)現(xiàn)場情況采用以下措施：

①確保炸藥孔堵塞長度和堵塞質(zhì)量；

②盡量避免最小抵抗線方向、炮孔方向朝向重要保護(hù)物；

③安排人員警戒，疏散200m范圍內(nèi)的人員及車輛等；爆破施工時(shí)，嚴(yán)格控制單孔裝藥量及裝藥高度，保證炮孔堵塞質(zhì)量。

5 物流組織方案

在線路右側(cè)500m處建一座500噸/小時(shí)的AB料及碎石加工廠，同時(shí)在加工場與爆破區(qū)之間沿山腳和山體分別修建運(yùn)輸通道，爆破后立即組織將爆破石方運(yùn)至AB料加工碎石廠進(jìn)行加工，加工成AB料后運(yùn)輸至路基段落進(jìn)行填筑。

在AB料加工廠與爆破區(qū)之間運(yùn)輸通道以架梁通道貫通前后分為兩個(gè)階段：

第一階段（架梁通道貫通前）：修建兩條主要運(yùn)輸通道，第一條主通道為沿山體至架梁通道爆破區(qū)域第一層（擴(kuò)塹爆破區(qū)域第四層），負(fù)責(zé)架梁通道區(qū)域小里程作業(yè)面及擴(kuò)塹區(qū)域第一、二、三、四層石渣運(yùn)輸；第二條為沿爆破區(qū)域大里程山腳修建至正線大里程方向，負(fù)責(zé)架梁通道區(qū)域大里程方向石渣運(yùn)輸。各層小通道沿山體隨著開挖層不同逐步降坡，以滿足運(yùn)輸需要。

第二階段（架梁通道貫通后）：以沿爆破區(qū)域大里程山腳下通道為主通道，擴(kuò)塹區(qū)域剩余第五、六、七層小里程方向沿架梁通道正線右側(cè)平臺(tái)作為通道進(jìn)行運(yùn)輸，擴(kuò)塹區(qū)域剩余第五、六、七層大里程方向從架梁通道修建馬道進(jìn)行運(yùn)輸。

6 爆破石方與路基填筑施工平衡

在DK75+400線路右側(cè)建一座占地180畝的AB料加工場，其中原料存放區(qū)占地30畝，可存放10萬方原料、AB料成品存放區(qū)占地75畝，可存放成品AB料25萬方。廬江西站預(yù)留的維修工區(qū)可利用45畝用于存放成品AB料15萬方。原料及成品料存放場地可滿足施工需要。

AB料加工廠內(nèi)設(shè)產(chǎn)能為500噸/小時(shí)的加工設(shè)備，每日可生產(chǎn)10000噸，約6500方，按照施工計(jì)劃路基填筑高峰期方量為21.5萬方/月，為確保AB料生產(chǎn)、填筑與石方爆破方量平衡，我項(xiàng)目根據(jù)爆破方案嚴(yán)控每次裝藥量及炮孔數(shù)量，確保每次爆破方量。同時(shí)在路基填筑前，提前安排路基爆破施工，為路基填筑存儲(chǔ)填料。

7 總結(jié)采取的措施及需改進(jìn)的地方

通過在施工過程中對(duì)爆破方案的優(yōu)化，根據(jù)地質(zhì)條件調(diào)整單孔的炸藥量，按照爆破施工順序依次爆破，合理優(yōu)化運(yùn)輸路徑，確保爆破石方粒徑及控制飛石，加快施工進(jìn)度，減小安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)委托第三方對(duì)臨近民房震動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，減小財(cái)產(chǎn)損失及確保人身安全。

8 達(dá)到的工期及經(jīng)濟(jì)效果

通過路基擴(kuò)塹取石爆破施工技術(shù)的運(yùn)用，合理優(yōu)化爆破方案，加快了爆破挖方段的施工進(jìn)度，為架梁機(jī)順利通過創(chuàng)造條件，同時(shí)也為全線的路基填料提供保障，填料質(zhì)量可控，運(yùn)輸便利，較外購填料經(jīng)濟(jì)，能節(jié)約成本約1000萬。

9 結(jié)束語

通過對(duì)爆破區(qū)域的劃分，對(duì)藥量的控制，能準(zhǔn)確控制爆破方量，確定爆破面積，減少對(duì)附近居民及建筑物的影響，同時(shí)也能快速打通運(yùn)梁通道，為項(xiàng)目架梁機(jī)通過創(chuàng)造條件；對(duì)石方運(yùn)輸通道進(jìn)行了規(guī)劃，減少了爆破與運(yùn)輸之間的干擾，為快速施工提供了條件；通過爆破石方加工成路基AB組填料，對(duì)路基的填筑質(zhì)量有所保障，同時(shí)節(jié)省了施工成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]GA991-2012，爆破作業(yè)項(xiàng)目管理要求[S].

[2]爆破施工技術(shù)及安全規(guī)程[S].

[3]GB6722-2014，爆破安全規(guī)程[S].

[4]中華人民共和國安全生產(chǎn)法.

[5]中華人民共和國消防法.