二級(jí)加壓泵站道路邊坡石方爆破技術(shù)應(yīng)用研究

孫建國(guó)

二級(jí)加壓泵站道路邊坡石方爆破技術(shù)應(yīng)用研究

孫建國(guó)

（中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局第三工程公司 陜西咸陽 712000）

道路石方爆破不僅要破碎巖體，而且還要控制邊坡的成型。在總結(jié)多邊界石方爆破理論及其體系、深孔爆破、預(yù)裂爆破、光面爆破等技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了潛孔鉆造爆破技術(shù)應(yīng)用研究。采用電雷管起爆，微差毫秒管雷管連接爆破網(wǎng)絡(luò)起爆技術(shù)，有效控制了爆破振動(dòng)對(duì)道路邊坡穩(wěn)定性的影響，同時(shí)爆破效果得到有效改善。

加壓泵站；道路邊坡；石方爆破；技術(shù)應(yīng)用研究

1 工程概況

二級(jí)站道路為主要建筑物二級(jí)加壓泵站與外界聯(lián)系永久路，起點(diǎn)接現(xiàn)有地方道路洛川火車站鄉(xiāng)道柏油路與盧家河村鄉(xiāng)間土路交接處，設(shè)計(jì)高程846.8；終點(diǎn)接二級(jí)加壓泵站管理站處道路，設(shè)計(jì)高程856.6，線路全長(zhǎng)1.285km。漫水橋?yàn)槎?jí)站道路自1+088至1+285段需要開挖山體。設(shè)計(jì)巖石邊坡坡比為1：0.5，土質(zhì)邊坡開挖坡比1：0.75，每6m高為一級(jí)邊坡，每級(jí)邊坡設(shè)置2m寬?cǎi)R道。

2 爆破設(shè)計(jì)

炮孔采用潛孔鉆造孔，成孔直徑90mm，炸藥藥卷直徑32mm，采用電雷管起爆，微差毫秒管雷管連接爆破網(wǎng)絡(luò)，每級(jí)邊坡開挖裝藥單耗控制在0.3kg/m3以內(nèi)，各類孔參數(shù)如下：

2.1 主炮孔參數(shù)

主炮孔間排距2.5m×3m，正方形布置，成孔角度與預(yù)裂孔一致（63.435°），按照設(shè)計(jì)要求每一臺(tái)階高度為6m，造孔深度6.7m。

主炮孔裝藥采用連續(xù)不耦合裝藥，將直徑32mm藥卷每4個(gè)捆扎在一起，裝藥長(zhǎng)度3.5m，單孔裝藥量13.6kg，封孔長(zhǎng)度2.5m。緊貼預(yù)裂孔的一排緩沖孔距離預(yù)裂孔1.5m，緩沖孔孔距1.8m，裝藥量與其他主炮孔相同。封孔采用細(xì)砂或粘土封孔。

2.2 預(yù)裂孔參數(shù)

預(yù)裂孔順設(shè)計(jì)邊線打斜孔，嚴(yán)格控制成孔角度（63.435°），為了抵抗圍巖的夾制作用，造孔深度6.7m；預(yù)裂孔間距1.2m。

預(yù)裂孔裝藥采用間隔不耦合裝藥，線裝藥密度250g/m，預(yù)裂孔抵抗線1.2m，預(yù)裂孔孔底裝藥增加3倍，將炸藥固定在竹片上，并將導(dǎo)爆索和炸藥捆綁結(jié)實(shí)，孔底裝3卷直徑32mm藥卷，向上每1m裝1卷直徑32mm藥卷，裝藥不耦合系數(shù)2.81，單孔裝藥量1.4kg。封孔長(zhǎng)度2m，封孔采用細(xì)砂或粘土封孔。

2.3 連接起爆網(wǎng)絡(luò)

預(yù)裂孔內(nèi)采用導(dǎo)爆索連接炸藥，孔外利用導(dǎo)爆索全部連接，孔內(nèi)導(dǎo)爆索與孔外導(dǎo)爆索搭接不小于15cm。

起爆網(wǎng)絡(luò)為毫秒微差起爆網(wǎng)絡(luò)，使用9段毫秒管雷管，采用孔外延時(shí)，預(yù)裂孔超前主炮孔起爆時(shí)間不得小于200ms，網(wǎng)絡(luò)連線全部使用3段毫秒管。布置圖見圖1～4。

3 爆破施工工藝

爆破施工程序見爆破開挖工藝流程見圖5。

3.1 測(cè)量放樣

測(cè)量員根據(jù)爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，測(cè)出爆破范圍及每孔的孔口高程。

3.2 布孔

施工員根據(jù)爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)布孔，布孔須標(biāo)明孔號(hào)、孔深、孔向，同時(shí)向鉆孔施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。

3.3 鉆孔

（1）鉆孔之前，要開足風(fēng)力，吹凈表面浮土和殘?jiān)?，然后?duì)準(zhǔn)孔位，調(diào)好方向，用小風(fēng)量打出孔窩，再開足風(fēng)量快速鉆進(jìn)；

圖1 炮孔布置圖

圖2

圖3 預(yù)裂孔裝藥示意圖

圖4 主炮孔裝藥示意圖

圖5 爆破開挖工藝流程圖

（2）鉆孔深度要保持孔底高程一致，使得爆破后工作面平整；

3.4 驗(yàn)孔

裝藥前，要仔細(xì)檢查孔位、孔深和方向，并做好記錄，對(duì)不符合設(shè)計(jì)要求的鉆孔要重鉆、補(bǔ)鉆的。無法補(bǔ)鉆的，要調(diào)整爆破設(shè)計(jì)和裝藥量。

3.5 裝藥

引爆藥應(yīng)裝在藥柱的中間，雷管的聚能穴應(yīng)向眼底，裝入藥卷后，應(yīng)用竹、木棍填上部炸藥，操作必需輕填輕壓，并保護(hù)好引爆線路。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)及巖層的特點(diǎn)而定。在裝藥前應(yīng)用竹、木棍檢查炮眼的深度和孔的情況，如孔內(nèi)積有過多的巖粉應(yīng)排凈。炮眼干燥時(shí)，可將炸藥兩側(cè)劃破后放入用竹、木棍將其搗實(shí)。竹、木棍前端使用棉布等纏繞成柔性體，防止在搗實(shí)過程中損壞雷管、炸藥。

3.6 起爆網(wǎng)絡(luò)連接

預(yù)裂孔用導(dǎo)爆索連通，爆破孔內(nèi)用相應(yīng)段位的雷管，孔外按起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要求采用相應(yīng)段位導(dǎo)爆管雷管連接，尾線長(zhǎng)度不夠的用1段雷管加長(zhǎng)連接。

3.7 炮孔防護(hù)

圖4～7為完整試樣和預(yù)制裂紋試樣在三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中,試樣變形破裂過程微震和電荷感應(yīng)信號(hào)的監(jiān)測(cè)結(jié)果。圖中的(a，b，c，d)分別為試樣變形破裂過程的時(shí)間-力曲線、位移-力曲線、時(shí)間-微震和時(shí)間-電荷感應(yīng)信號(hào)曲線，(c)圖中上、中、下三圖分別為電荷傳感器1、2、3接收到的電荷感應(yīng)信號(hào)，(d)圖中上、中、下三圖分別為垂向振動(dòng)速度傳感器和兩水平向振動(dòng)速度傳感器接收到的微震信號(hào)。

由于爆破范圍東側(cè)有鐵路穿過，除采用合理控制爆破技術(shù)，還要加強(qiáng)防護(hù)。主要控制飛石和防止因爆破震動(dòng)而引發(fā)的滾石，必須做好防護(hù)工作，炮孔防護(hù)采用編織袋裝土或細(xì)砂覆蓋炮孔。

4 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)

4.1 監(jiān)測(cè)儀器

爆破振動(dòng)儀器共有2套，每套配備TT型振速傳感器一臺(tái)、L20型爆破測(cè)振儀一臺(tái)、電腦一臺(tái)（內(nèi)置振動(dòng)數(shù)據(jù)分析軟件）。

4.2 監(jiān)測(cè)儀器布置位置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況將一套監(jiān)測(cè)儀器布置于洛河右岸西延鐵路隧洞出口處（距爆破作業(yè)面約120m），另一套監(jiān)測(cè)儀器布置于距爆破作業(yè)面約200m的洛河左岸西延鐵路上。

4.3 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)的目的和意義

4.3.1 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)的目的

（1）通過爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)，評(píng)價(jià)爆破施工方案和爆破參數(shù)的合理性，為控制與優(yōu)化爆破施工參數(shù)提供依據(jù)；

（2）通過爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)，測(cè)定爆破作業(yè)對(duì)西延鐵路的振動(dòng)影響程度，并根據(jù)相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其安全性作出評(píng)估，并為控制或調(diào)整爆破參數(shù)提供依據(jù)。

4.3.2 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)意義

（1）爆破監(jiān)測(cè)可以不斷的完善爆破的參數(shù)，為后續(xù)開挖提供必要的指導(dǎo)。

（2）爆破監(jiān)測(cè)工作還能為建設(shè)單位監(jiān)督施工單位按照爆破監(jiān)測(cè)的成果進(jìn)行施工起到積極的作用。

4.4 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

爆破監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖如圖6所示。

其中TT型速度傳感器分別測(cè)量垂直振動(dòng)速度和徑向、切向水平速度，其頻響范圍5～500Hz。L20型爆破測(cè)振儀，有3個(gè)通道，內(nèi)含前置放大、低通濾波、均衡調(diào)節(jié)及A/D采集卡，其容量及采集速率完全可以滿足工程爆破要求。輸入電腦的分析軟件除振速動(dòng)態(tài)過程外，還可以進(jìn)行各項(xiàng)頻譜分析及線性回歸分析。

4.5 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)程序

（1）按照爆破設(shè)計(jì)造孔，裝藥和聯(lián)系；

（2）如爆破網(wǎng)路需調(diào)整，做好記錄；

（3）爆破前合理布置測(cè)點(diǎn)，做好記錄；

（4）爆破監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)通知施工方，反饋指導(dǎo)施工，保證施工安全；

（5）爆破后，48h內(nèi)提交爆破監(jiān)測(cè)簡(jiǎn)報(bào)。

4.6 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)工作內(nèi)容

根據(jù)爆破施工情況，結(jié)合需要重點(diǎn)保護(hù)的對(duì)象分析，爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)工作內(nèi)容包括：

（1）初次監(jiān)測(cè)為依據(jù)，提出合理爆破參數(shù)；

（2）爆破參數(shù)確定爆破施工方案，做好爆破設(shè)計(jì)；

（3）隨著爆破區(qū)域的逼近，不斷優(yōu)化爆破參數(shù)，確保出線樓的安全。

5 爆破警戒及信號(hào)

爆破前必需確定出危險(xiǎn)區(qū)域邊界，并且要設(shè)置明顯的安全警示標(biāo)志及在區(qū)域的邊界設(shè)置崗哨，使所有道路經(jīng)常處于監(jiān)視狀態(tài)之下，每個(gè)崗哨相互之間必需通視相連，并隨時(shí)將安全狀況用信號(hào)向指揮員報(bào)告。爆破信號(hào)必需按預(yù)告信號(hào)、起爆信號(hào)、解除警戒信號(hào)三階段進(jìn)行。

第一次信號(hào)發(fā)出（警報(bào)3長(zhǎng)聲），所有與爆破無關(guān)的人員、車輛等，必需撤離危險(xiǎn)區(qū)域外或撤到指定的安全地點(diǎn)；同時(shí)應(yīng)向危險(xiǎn)區(qū)域邊界派出警戒人員。

第二次信號(hào)發(fā)出（警報(bào)2長(zhǎng)聲）后，必需經(jīng)由爆破安全員王建民確認(rèn)人員、車輛等已全部撤離危險(xiǎn)區(qū)域，危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)無法搬動(dòng)的設(shè)備己作好了安全防護(hù)措施，爆破員作好起爆準(zhǔn)備，具備安全起爆條件時(shí)方可發(fā)出起爆信號(hào)，同時(shí)起爆。

第三次信號(hào)發(fā)出（警報(bào)1長(zhǎng)聲），在未發(fā)出信號(hào)之前，崗哨人員必需堅(jiān)守崗位，除爆破檢查人員以外，嚴(yán)禁任何人進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)，經(jīng)檢查確認(rèn)安全后，方可發(fā)出此信號(hào)。

6 質(zhì)量保證措施

（1）施工前作好充分準(zhǔn)備，每隔15m測(cè)量一橫斷面，將開挖范圍標(biāo)注詳細(xì)，標(biāo)明高度變化的位置。測(cè)量放線時(shí)，在高程變化的位置設(shè)立明顯的標(biāo)志，開挖前進(jìn)行書面技術(shù)交底。

（2）開挖過程中經(jīng)常校核測(cè)量開挖平面位置、水平標(biāo)高、控制樁號(hào)、水準(zhǔn)點(diǎn)和邊坡坡度。分層開挖時(shí)，每層開挖前依據(jù)渠道中心樁測(cè)放開挖邊界線，以便控制斷面開口尺寸，使之符合設(shè)計(jì)要求。

（3）開挖過程中，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員24h輪流跟班，配合工長(zhǎng)指揮施工，及時(shí)標(biāo)明高程和開挖范圍。

（4）建基面、坡面保護(hù)層開挖，根據(jù)設(shè)計(jì)邊坡進(jìn)行精確放樣，選擇技術(shù)過硬、責(zé)任心強(qiáng)的員工操作挖掘機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員要隨時(shí)檢查坡度，杜絕出現(xiàn)坡面超欠挖現(xiàn)象。

（5）加強(qiáng)內(nèi)部質(zhì)量管理，建立健全質(zhì)量管理體系。施工前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)指揮人員及施工人員進(jìn)行技術(shù)交底并填寫交底記錄，明確各施工工序及相關(guān)技術(shù)要求，以做到質(zhì)量事前預(yù)控。

（6）加強(qiáng)測(cè)量放線工作和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控工作，現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)校核測(cè)量開挖位置、水平標(biāo)高、水準(zhǔn)點(diǎn)等是否符合施工的要求。

7 安全保證措施

（1）制定本項(xiàng)目安全檢查制度，定期組織檢查，并不定期進(jìn)行突擊檢查。對(duì)本項(xiàng)目施工中的危險(xiǎn)源進(jìn)行分類標(biāo)識(shí)，制定出相應(yīng)的預(yù)控應(yīng)急預(yù)案。

（2）加強(qiáng)從業(yè)人員的安全教育，進(jìn)行安全學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，提高員工安全意識(shí)；制定特種作業(yè)的安全操作規(guī)程。

（3）豎立和懸掛安全警示牌、宣傳標(biāo)語，時(shí)刻提醒員工“安全第一”的意識(shí)，提高員工對(duì)安全的警覺性。

（4）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專職安全員，加強(qiáng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性觀測(cè)，須采取必要的措施保證邊坡穩(wěn)定，防止出現(xiàn)滑坡等，確保人員和設(shè)備的安全。

（5）每臺(tái)機(jī)械設(shè)備班前班后必須進(jìn)行檢查，必須做到現(xiàn)場(chǎng)交接班，當(dāng)班操作人員必須向下班操作人員交代清楚機(jī)械的狀況。如發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常情況，須當(dāng)即停止運(yùn)行，進(jìn)行檢查維護(hù)，禁止帶病作業(yè)，以免發(fā)生機(jī)械事故。

（6）一旦發(fā)生交通事故、機(jī)械設(shè)備事故，現(xiàn)場(chǎng)人員要積極采取措施進(jìn)行初步搶救，并及時(shí)向項(xiàng)目部緊急救援小組匯報(bào)，以取得統(tǒng)一指揮和救援。

8 結(jié)束語

結(jié)合實(shí)際爆破施工問題，二級(jí)站道路邊坡開挖爆破施工時(shí)產(chǎn)生的飛石可能對(duì)附近的建筑物和鐵路構(gòu)成威脅。通過對(duì)工程環(huán)境的全面分析，提出采用潛孔鉆造孔的控制爆破的施工方法.通過縝密的微差爆破設(shè)計(jì)，嚴(yán)格控制裝藥量，有效地控制了巖石爆破施工，成功地完成了二級(jí)加壓站道路邊坡開挖工程。

TU751.9

A

1004-7344（2016）33-0163-02

2016-11-11

孫建國(guó)（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事水利水電施工方面的工作。