光面爆破施工技術(shù)在非洲公路工程項(xiàng)目中的應(yīng)用研究

摘??要：由于非洲喀麥隆項(xiàng)目所在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，因此在公路項(xiàng)目施工過(guò)程中出于施工成本考慮，較多采用高填高挖的施工方式而非采用橋梁及隧道等形式。本文以喀麥隆某高速公路項(xiàng)目石方邊坡爆破施工為例，對(duì)石方爆破方案中的光面爆破方案設(shè)計(jì)以及施工工藝流程、光面爆破施工原理等進(jìn)行介紹，從光面爆破施工中的整體方案設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和選擇、施工要求和效果以及光面爆破施工中的爆破施工技術(shù)和安全控制措施等方面對(duì)光面爆破施工技術(shù)在非洲公路工程項(xiàng)目中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，為類(lèi)似工程應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：非洲外公路工程;光面爆破;石方邊坡

中圖分類(lèi)號(hào)： TU566 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ???文章編號(hào)：2096-6903（2019）03-0000-00

1工程概況

喀麥隆某高速公路項(xiàng)目一期工程主要經(jīng)過(guò)喀麥隆中西部山區(qū)，以山嶺丘陵為主，地形起伏大，沿途沼澤分布普通，河流分布廣泛。沿線土壤類(lèi)型為變質(zhì)的混合巖演化的鐵鋁巖土類(lèi)土壤，土壤質(zhì)地為沙質(zhì)骨料型粉質(zhì)粘土。下層為花崗巖，且風(fēng)化程度較弱。沿線部分路段上存在多處大型裸露巖體或石山。根據(jù)法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的路線設(shè)計(jì)結(jié)果，沿線不可避免的會(huì)出現(xiàn)多處大面積深路塹石方開(kāi)挖工程。在對(duì)道路沿線石方段落現(xiàn)場(chǎng)情況勘察和巖層采樣分析之后，路基部分采用淺孔臺(tái)階控制爆破法的施工方式，同時(shí)對(duì)具有較好爆破環(huán)境以及較大工程量的部分路段，則按照中深孔臺(tái)階爆破法來(lái)施工。在施工過(guò)程中，按照從上而下的順序以及分臺(tái)階的方式進(jìn)行施工，在距離最終邊坡的位置約0.8m處預(yù)留最后石方，最后采用光面爆破方式對(duì)石方邊坡坡面進(jìn)行最后一次爆破施工，在保證邊坡美觀性的同時(shí)也確保邊坡的平整性和穩(wěn)定性。

2光面爆破施工工藝

2.1影響光面爆破效果的因素

光面爆破效果的因素主要由內(nèi)因和外因兩部分組成，其中內(nèi)因主要為待爆巖體自身的地質(zhì)構(gòu)造情況，含有諸如節(jié)理、裂隙、層理等;外因則包括成孔質(zhì)量、所用火工用品性能、裝藥方式及結(jié)構(gòu)、爆破參數(shù)等。在實(shí)際施工過(guò)程中，外因?qū)饷姹菩Ч暮脡挠兄陵P(guān)重要的作用。隨著科技的進(jìn)步及施工機(jī)械性能的提升，成孔質(zhì)量以及火工用品性能基本已經(jīng)可以完全滿足光面爆破施工技術(shù)要求。爆破參數(shù)諸如孔距、排距以及裝藥方式、裝藥量及結(jié)構(gòu)等對(duì)光面爆破效果至關(guān)重要。本文將結(jié)合某高速項(xiàng)目光面爆破施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)光面爆破施工中裝藥結(jié)構(gòu)、裝藥方式、爆破參數(shù)進(jìn)行初步探討。

2.2裝藥結(jié)構(gòu)

光面爆破施工中合理的裝藥結(jié)構(gòu)為徑向空氣不耦合與軸向空氣不耦合結(jié)合的裝藥方式，其基本原理為利用藥孔中存在的空氣來(lái)降低并控制炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊波作用在孔壁上的初始應(yīng)力，以避免爆炸對(duì)孔壁的壓縮性破壞。另一方面被壓縮空氣包含大量能量，能量通過(guò)孔中的空氣介質(zhì)均勻的作用在孔壁上，并形成氣楔效應(yīng)促使爆炸形成的徑向裂隙進(jìn)行擴(kuò)張，最終在孔柱之間形成較為平整的光面爆破坡面。

因此確定軸向不耦合系數(shù)與縱向不耦合系數(shù)對(duì)獲得平整的光爆面至關(guān)重要，其中徑向不耦合系數(shù)為炮孔直徑與藥柱藥包直徑的比值，反映了藥柱與孔壁之間的接觸情況。軸向不耦合系數(shù)為炮孔內(nèi)藥卷長(zhǎng)度與空氣柱長(zhǎng)度之間的比值，反映了炮孔內(nèi)的藥卷在軸向方向上的分布密度。

2.2.1軸向不耦合系數(shù)

炮孔內(nèi)的空氣柱可以設(shè)置在炮孔頂部，炮孔底部以及分多段分布在炮孔中，某項(xiàng)目光面爆破施工采用空氣柱分多段分布在炮孔中，此方式可以更好的控制光面爆破效果，軸向不耦合系數(shù)的計(jì)算公式如公式1所示：

某項(xiàng)目光面爆破施工采用當(dāng)?shù)夭少?gòu)的30#乳化炸藥，裝藥采用藥包由竹竿固定分段布置的方式，其中單個(gè)藥包長(zhǎng)度為0.3m，單個(gè)空氣柱長(zhǎng)度為0.5m，因此其軸向不耦合系數(shù)為0.6。

2.2.2徑向不耦合系數(shù)

軸向不耦合裝藥的目的是為了確保在實(shí)現(xiàn)破巖的前提下降低炸藥爆炸時(shí)作用在孔壁上的壓力，避免基巖遭到破壞形成裂隙。因此結(jié)合圖1可知，合理的徑向不耦合系數(shù)應(yīng)滿足以下三點(diǎn)：

（1）確?；鶐r不產(chǎn)生壓縮性破碎;

（2）炮孔中心連線方向孔壁順利起裂;

（3）單個(gè)藥柱形成的孔間貫通裂縫長(zhǎng)度應(yīng)至少為孔間距的一半，徑向不耦合系數(shù)計(jì)算公式如公式2所示。

2.3本高速項(xiàng)目光面爆破施工參數(shù)控制

某項(xiàng)目光面爆破施工采用當(dāng)?shù)夭少?gòu)的30乳化炸藥，裝藥采用藥包由竹竿固定分段布置的方式，其中單個(gè)藥包長(zhǎng)度即Lc為0.3m，單個(gè)空氣柱長(zhǎng)度即La為0.5m，因此由公式1可得其軸向不耦合系數(shù)Ka為0.6。

某項(xiàng)目光面爆破施工采用30#乳化炸藥的直徑為0.03m，施工孔徑為0.07m，因此由公式2可以確定出其徑向不耦合系數(shù)K為2.33。

某項(xiàng)目光面爆破施工最終確定采用的的參數(shù)為0.07m孔徑，0.7m孔間距，抵抗線0.8m，孔深采用公式3進(jìn)行計(jì)算（由于底部石方相對(duì)于頂部更難破碎，因此每個(gè)孔需超鉆0.6m）。

3光面爆破施工參數(shù)控制研究

本高速項(xiàng)目對(duì)光面爆破施工開(kāi)展了QC活動(dòng)及經(jīng)濟(jì)活動(dòng)分析，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不同施工參數(shù)下的經(jīng)濟(jì)成本及爆破效果如表1所示。

該項(xiàng)目光面爆破施工均采用30乳化炸藥（喀麥隆當(dāng)?shù)夭少?gòu)的30乳化炸藥單個(gè)藥包長(zhǎng)度0.3m），藥包采用導(dǎo)爆索進(jìn)行連接，非電毫秒雷管引爆的方式。通過(guò)表格1分析，選擇0.05m孔徑，0.7m孔間距的施工參數(shù)，爆破效果好且成本最低，但是由于0.05m孔徑施工所用的鉆頭消耗量較大，且喀麥隆當(dāng)?shù)責(zé)o法采購(gòu)到足夠的50mm鉆頭，只能選擇從國(guó)內(nèi)發(fā)貨，造成實(shí)際施工成本上升。結(jié)合某項(xiàng)目實(shí)際情況最終的施工方案選擇為0.07m孔徑，0.7m孔間距的施工參數(shù)，同時(shí)92%以上的成孔率足以確保石方邊坡坡面的平整性。某項(xiàng)目光面爆破施工結(jié)果如圖1，圖2所示。

4光面爆破施工要求及注意事項(xiàng)

鉆孔：鉆孔位置的準(zhǔn)確性至關(guān)重要為了確?？梢缘玫骄容^高的鉆孔，在現(xiàn)場(chǎng)鉆孔放樣時(shí)，應(yīng)采用精度較高的全站儀按照設(shè)計(jì)炮孔坐標(biāo)布設(shè)，同時(shí)使用穩(wěn)定的鉆孔支架并在鉆孔過(guò)程中安排專(zhuān)人對(duì)鉆孔施工進(jìn)行監(jiān)督管理。其次，鉆孔完畢后安排測(cè)量人員對(duì)所有的孔深、孔徑、炮孔傾角、炮孔坐標(biāo)及成孔質(zhì)量進(jìn)行復(fù)測(cè)，并將復(fù)測(cè)結(jié)果反饋至爆破作業(yè)負(fù)責(zé)人。

藥柱加工：藥孔的徑向不耦合系數(shù)可以通過(guò)藥包的直徑和炮孔直徑精準(zhǔn)的控制，軸向不耦合系數(shù)根據(jù)某項(xiàng)目光面爆破施工經(jīng)驗(yàn)可以采用竹竿固定藥包的方式。此方式可以較為準(zhǔn)確的控制軸向不耦合裝藥。

炮孔填塞：炮孔填塞質(zhì)量直接影響炸藥利用效率，施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)炮孔填塞質(zhì)量嚴(yán)格把控。

安全施工：光面爆破施工屬于高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，因此在施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格遵守施工技術(shù)交底要求及安全施工規(guī)程要求，人員持證上崗，確保施工安全。

5結(jié)語(yǔ)

在公路巖石路塹高邊坡中采用光面爆破施工技術(shù)是比較理想的爆破方案，根據(jù)本項(xiàng)目具體情況和光面爆破施工工藝參數(shù)的計(jì)算和選擇，經(jīng)過(guò)實(shí)際的光面爆破施工之后，大部分邊坡留下了半孔的痕跡、邊坡基巖穩(wěn)定、邊坡成型良好、兩炮的銜接臺(tái)階尺寸等爆破效果均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，巖面也沒(méi)有明顯的爆震裂縫，坡面局部凸凹差等參數(shù)也符合要求，達(dá)到了理想的爆破效果。本項(xiàng)目光面爆破石方邊坡質(zhì)量受到了各界的廣泛好評(píng)，已經(jīng)成為了本項(xiàng)目重要的施工亮點(diǎn)。

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收稿日期：2019-07-15

作者簡(jiǎn)介：趙艷強(qiáng)（1985—），男，內(nèi)蒙古赤峰人，本科，中級(jí)工程師，研究方向：項(xiàng)目管理、施工技術(shù)方案研究。

Application of Smooth Blasting Construction Technology in African Highway Engineering Projects

ZHAO Yanqiang

（Overseas Division， CCCC First Public Bureau Group Co.， Ltd.， Beijing 100024）

Abstract： Due to the relatively backward economic development of the region in which the Cameroon project in Africa is located， especially in the central region of Africa， high-filling and high-digging construction methods are often used instead of bridges and tunnels in the construction process of highway projects. This article takes the blasting construction of a stone slope of a highway project in Cameroon as an example， and introduces the design of smooth blasting in the stone blasting scheme， the construction process， and the principle of smooth blasting. The aspects of scheme design， parameter calculation and selection， construction requirements and effects， and blasting construction technology and safety control measures in smooth blasting construction are used to preliminarily explain the application of smooth blasting construction technology in African highway engineering projects.

Keywords：?highway engineering in Africa; smooth blasting; stone slope