路基石方露天爆破孔布置有關(guān)問題研究

李增藝

摘要：在高速公路施工項(xiàng)目中，為加快施工進(jìn)度，多采用露天爆破的方式對(duì)路基石方進(jìn)行處理，然而，由于高速公路施工沿線巖石種類較多，在爆破孔的布置方面需要結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際需要，對(duì)等角三角網(wǎng)布孔的優(yōu)勢(shì)加以分析，并根據(jù)巖石的不同進(jìn)行孔距與孔徑的測(cè)算，以提高路基石方露天包括效果。

【關(guān)鍵詞】路基石方；露天爆破；爆破孔

1. 路基石方露天爆破概述

對(duì)于路基石方的露天爆破，相關(guān)參數(shù)的確定直接影響到巖體破碎程度與飛石、震動(dòng)、沖擊波的影響范圍，針對(duì)以上幾個(gè)方面的假設(shè)，則需要做好三個(gè)方面的保障措施：首先，對(duì)巖石的具體特性加以分析，從而確定炮孔的實(shí)際分布與參數(shù)；其次，根據(jù)爆破孔的布置設(shè)定藥量裝填劑量與裝藥結(jié)構(gòu)；最后，選擇合適的起爆方式。

2. 路基石方露天爆破的多排等邊三角炮孔布置

通常來講，巖石爆破孔的布置有多種形式，主要以單排孔和多排孔較為常見，其中，為保證爆破過程中的能量均衡分布，在實(shí)際爆破中則多使用多排方形布孔、多排矩形布孔、多排三角布孔等方式。相對(duì)比來看，多排等邊三角布孔方式的效果和優(yōu)點(diǎn)較為明顯，首先，多排等邊三角布孔方式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)炸藥能量的充分利用，由此形成的欠爆區(qū)面積最小，具體與下圖所示：

根據(jù)圖1中的布孔要求，在炮孔周圍依次向外鉆孔，孔距為a，由此計(jì)算，則多排等邊三教布孔的排距則為則為（√3 a）/2，如此計(jì)算，則屬于欠爆區(qū)的陰影部分面積則利用集合計(jì)算的方法可以求得其結(jié)果為0.04a^2。

然而，當(dāng)采用多排矩形布孔方式時(shí)，如圖2所示，在孔距依然設(shè)定為a的情況下，排距同樣為（√3 a）/2，在相同情況下，單獨(dú)一個(gè)孔的欠爆區(qū)的面積大小依然為0.063a^2。

由此計(jì)算，在爆破對(duì)象相同的情況下，采取多排等邊三角布孔方式所形成的欠爆區(qū)面積要小于多排矩形布孔，該布孔方式能夠保證布孔更加均勻，并同時(shí)保證欠爆區(qū)和過爆區(qū)的面積都較小。

3. 炮孔布置的孔排距分析

在路基石方露天爆破項(xiàng)目施工過程中，孔徑大小需要根據(jù)鉆機(jī)的大小和巖石特性來確定，例如，在使用潛孔鉆機(jī)時(shí)，所設(shè)定的孔徑多為10cm～20cm，不同孔徑的選擇，將直接影響到爆破效果及爆破所需成本。

首先，在綜合考慮炮孔裝藥量和能量損失的情況下，爆破孔的堵塞長(zhǎng)度應(yīng)大于孔深的1/3，當(dāng)堵塞深度不足時(shí)，將導(dǎo)致爆炸產(chǎn)生的能量無法充分作用于欠爆區(qū)，進(jìn)而造成嚴(yán)重的空氣沖擊波、噪聲，爆破產(chǎn)生的碎石直徑偏大，爆破效果較差。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以確定爆破孔炸藥裝填量與孔徑、孔深的關(guān)系如下：

其次，針對(duì)潛孔鉆機(jī)在路基石方爆破施工中的裝藥問題，當(dāng)在炸藥裝填量小于1/4孔深時(shí)，將導(dǎo)致爆破目標(biāo)的斷裂長(zhǎng)度較短，大塊度明顯增加，甚至無法實(shí)現(xiàn)巖石的碎化。在這種情況下，進(jìn)行二次爆破產(chǎn)生飛石等安全隱患的可能性大大增加，只能夠采取機(jī)械破碎的方式進(jìn)行處理，這不僅造成了超額的成本支出，也影響了施工工期。因此，為保證路基石方露天爆破的效果，則需要對(duì)其孔徑與最低炸藥裝填量加以計(jì)算，具體如以下公式所示：

根據(jù)Q_m與Q_n的公式可以看出，單孔炸藥裝填量的多少，直接取決于路基石方打孔深度與孔的實(shí)際布置情況。例如，通過減少孔排距，可以實(shí)現(xiàn)巖石硬度較高、整體性好、單孔炸藥量較多的孔。

4. 常見巖石的孔距與孔徑關(guān)系

針對(duì)目前高速公路路基石方爆破工程中常見的石灰?guī)r、花崗巖等巖石類型，其孔距與孔徑的關(guān)系則存在著一定的差異。

4.1石灰?guī)r的孔距與孔徑關(guān)系

作為我國普遍存在的巖石類型，石灰?guī)r的硬度較高，整體性較好，根據(jù)Q_m與Q_n的計(jì)算結(jié)果，在單孔用藥量為0.4kg/m3的情況下，其孔徑a∈[27.345*（D-0.01），44.67（D-0.01）]，計(jì)算結(jié)果如下表所示：

4.2花崗巖的孔距與孔徑關(guān)系

與石灰?guī)r相似，花崗巖同樣具有較高的硬度，以及較好的整體性，因此，單位體積上的用藥量約為0.45kg/m3，由此也可以看出，即便具有相類似的巖石結(jié)構(gòu)，其單位體積上的用藥量也有著一定的差異。根據(jù)Q_m與Q_n的計(jì)算結(jié)果，其孔徑a∈[25.792*（D-0.01），42.113（D-0.01）]，在孔徑設(shè)定為7～11cm時(shí)，其孔距的對(duì)應(yīng)值應(yīng)滿足表2中的數(shù)據(jù)指標(biāo)。

5. 結(jié)束語

路基石方露天爆破普遍采用的多排等邊三角、多排矩形布孔方式，保證了爆破后石塊的破碎度，并且，孔徑與排距的合理設(shè)定，能夠有效避免爆破過程中的飛石現(xiàn)象，提高了爆破工作的安全性。然而，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，路基石方露天爆破巖石的多樣性，以及巖石斷層、節(jié)理等特殊情況的存在，則需要根據(jù)實(shí)際情況加以分析，選擇科學(xué)的爆破孔布置方案。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張瑞明.市政工程中石方路基控爆的施工技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2017（11）：179-180+183.

[2]黃竟鋒.路基石方控制爆破施工技術(shù)初探[J].建材與裝飾，2017（24）：249-250.