市政道路挖方石質(zhì)邊坡施工技術(shù)

智緒金，彭學(xué)軍，李開(kāi)封，湯 宇，凌 濤

（中鐵五局集團(tuán)第一工程有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410017）

1 工程概況

貴陽(yáng)市東縱線延伸段三標(biāo)線路全長(zhǎng)2.718Km，線路起點(diǎn)東縱線延伸段里程K2+550位于石關(guān)村，經(jīng)上枧村至終點(diǎn)已建京東路，終點(diǎn)里程K5+267.878位于何官村。該項(xiàng)目K2+800～K3+080最大開(kāi)挖深度為32.6m，K4+080～K5+267.878最大開(kāi)挖深度為29.5m。地質(zhì)情況均為中風(fēng)化巖體，為較軟巖～較硬巖，基巖節(jié)理裂隙發(fā)育情況為發(fā)育～較發(fā)育，巖體破碎程度為破碎～較破碎。

2 施工重難點(diǎn)

該標(biāo)段擬建道路全施工段共有2個(gè)挖方段，K2+800～K3+080段挖方段位于石關(guān)村境內(nèi)，村內(nèi)設(shè)有幼兒園、小學(xué)、寺廟、菜場(chǎng)、小工業(yè)作坊等。村內(nèi)人口眾多、房屋密集，且開(kāi)挖線以?xún)?nèi)京寒線50#鐵塔和通信鐵塔遷改進(jìn)度晚于路基開(kāi)挖時(shí)間，挖方段開(kāi)挖邊線周邊與房屋最近距離為6m，最遠(yuǎn)距離為114m。K4+080～K5+267.878段道路途經(jīng)上枧村、警犬基地、吉利2#地塊、上枧村安置小區(qū)、愛(ài)登堡電梯廠房、吉利5#地。紅線內(nèi)高壓線塔京寒線45#遷改進(jìn)度滯后于路基開(kāi)挖時(shí)間，故傳統(tǒng)的路基開(kāi)挖方式在該項(xiàng)目中難以實(shí)施。

3 施工方案比選

3.1 路基開(kāi)挖總體方案比選

根據(jù)爆破施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件，按照《爆破安全規(guī)程》（GB 6722—2014）對(duì)爆破作業(yè)環(huán)境劃分的相關(guān)規(guī)定，可確定在該區(qū)域進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，不應(yīng)簡(jiǎn)單采用常規(guī)不安全的普通爆破施工方法，否則爆破產(chǎn)生的有害效應(yīng)可能影響到周?chē)ㄖ?、電力設(shè)施、相鄰道路上過(guò)往車(chē)輛及人員的安全。因此，該工程石方開(kāi)挖施工方案應(yīng)全部采用機(jī)械冷鑿或使整個(gè)石方爆破開(kāi)挖區(qū)域內(nèi)均按照城鎮(zhèn)復(fù)雜環(huán)境條件全部采用控制爆破的施工方法。

根據(jù)該工程開(kāi)挖施工范圍巖石分布情況，場(chǎng)內(nèi)施工條件和爆區(qū)外部環(huán)境現(xiàn)狀等實(shí)際情況，結(jié)合工期要求，可因地適宜地把整個(gè)施工區(qū)域劃分為多個(gè)施工區(qū)段。針對(duì)各區(qū)段周邊環(huán)境地形等條件，分別采用機(jī)械冷鑿、深孔和淺孔爆破相結(jié)合，同時(shí)保證填塞段大于最小抵抗線W的微差控制爆破施工方法。臨近爆區(qū)邊緣若存在重要設(shè)施、地面上有高壓輸電線，應(yīng)劃定保護(hù)范圍采取機(jī)械、人工等非爆破開(kāi)挖方式，同時(shí)對(duì)邊坡開(kāi)挖時(shí)考慮到住房區(qū)域附近不能使用“導(dǎo)爆索”作業(yè)的要求，相應(yīng)地段只能采用機(jī)械冷鑿開(kāi)挖作業(yè)，以確保邊坡的穩(wěn)定和施工質(zhì)量。

本著降低爆破施工風(fēng)險(xiǎn)節(jié)約施工造價(jià)的原則，確定在該標(biāo)段石質(zhì)邊坡采用“機(jī)械冷鑿+城鎮(zhèn)控制爆破+普通爆破”方案。在保護(hù)區(qū)域距離為50m范圍以?xún)?nèi)，采取城鎮(zhèn)控制爆破與機(jī)械冷鑿相結(jié)合的施工方法施工。在結(jié)構(gòu)物、高壓鐵塔、通訊鐵塔周?chē)?0m范圍內(nèi)采用機(jī)械冷鑿開(kāi)挖，20～50m采用城鎮(zhèn)控制爆破，50m以外采用普通爆破。

3.2 方案分析

開(kāi)挖方案比選從經(jīng)濟(jì)性與安全性及施工進(jìn)度方面考慮，匯總比較如表1所示。

4 施工工藝

4.1 機(jī)械冷鑿開(kāi)挖施工技術(shù)

路基開(kāi)挖分為土方和石方兩部分，土方采用挖掘機(jī)挖運(yùn)，石方采用破碎頭配合挖掘機(jī)開(kāi)挖。在開(kāi)挖過(guò)程中遵循“縱向分段、豎向分層”的施工原則，從高至低開(kāi)挖。為防止邊坡石塊滑落至施工運(yùn)輸平臺(tái)，對(duì)施工平臺(tái)上的人及機(jī)械造成安全危害，施工期間對(duì)施工平臺(tái)進(jìn)行工字鋼鋼架防護(hù)，保證人員及機(jī)械的安全。路基橫向開(kāi)挖順序如圖1所示。具體施工順序：先開(kāi)挖圖中標(biāo)1的部分，為石料運(yùn)輸挖建施工平臺(tái)；再?gòu)纳现料麻_(kāi)挖圖中標(biāo)2的部分；然后開(kāi)挖圖中標(biāo)3的部分，為石料運(yùn)輸開(kāi)出第二級(jí)施工平臺(tái)；從上至下開(kāi)挖圖中標(biāo)4的部分；依次循環(huán)至圖中標(biāo)6的部分直至施工完成，再進(jìn)行（K4+800～K5+120）段左側(cè)抗滑樁的施工?？v向分為機(jī)械開(kāi)挖區(qū)、石料棄渣區(qū)、石料裝運(yùn)區(qū)，形成臺(tái)階性開(kāi)挖順序，逐級(jí)進(jìn)行，分段距離不超過(guò)25m，每級(jí)邊坡開(kāi)挖時(shí)橫向布置動(dòng)態(tài)臨時(shí)排水溝，運(yùn)輸平臺(tái)兩側(cè)布置主排水溝，清運(yùn)石渣運(yùn)往填方區(qū)作為路基填料。待抗滑樁施工完成后對(duì)圖中標(biāo)7和標(biāo)8的部分進(jìn)行施工。

表1 石方開(kāi)挖施工方案綜合比選匯總表

圖1 路基橫向開(kāi)挖順序圖

4.2 爆破施工技術(shù)

充分利用施工道路周邊原有道路和已開(kāi)挖出的道路，以就近方便原則開(kāi)辟連接各開(kāi)挖工作面的臨時(shí)便道，單路塹開(kāi)挖段可利用道路半幅作為施工便道。確定總的施工順序如下：在各劃定的區(qū)段內(nèi)從距保護(hù)對(duì)象最遠(yuǎn)處開(kāi)始，由上至下分區(qū)分層臺(tái)階式鉆爆開(kāi)挖，機(jī)械開(kāi)挖運(yùn)輸緊跟，到達(dá)邊坡處爆破與支護(hù)分層交替作業(yè)。爆破開(kāi)挖總體要求從上至下分層分臺(tái)階施工，臺(tái)階根據(jù)設(shè)計(jì)每級(jí)邊坡高度確定，之后可在爆區(qū)西側(cè)或東面開(kāi)挖邊界線位置沿南向北先爆破開(kāi)挖出工作臺(tái)階，按設(shè)計(jì)爆破開(kāi)挖推進(jìn)方向?qū)嵤┡_(tái)階控制爆破施工。根據(jù)該工程設(shè)計(jì)的開(kāi)挖深度（每級(jí)坡高4～8m），該方案對(duì)城鎮(zhèn)控爆區(qū)的臺(tái)階開(kāi)挖高度控制在4m以下，一般以3m作為一個(gè)分層臺(tái)階，采取淺眼微差控制爆破施工。普通控制爆破區(qū)臺(tái)階開(kāi)挖高度控制在4～10m，按一個(gè)臺(tái)階采取中深孔定向控制爆破法施工。爆破拋石方向以背離被保護(hù)對(duì)象方向?yàn)橹鳎稍诼坊卸螞](méi)有房屋或其他保護(hù)對(duì)象位置橫向爆破拉槽，形成爆破臺(tái)階坡面），可多開(kāi)2～3個(gè)拉槽區(qū)，使整條路劃分成多個(gè)路塹施工單元，同時(shí)在多個(gè)單元兩端面鉆爆開(kāi)挖，以提高工效。每次實(shí)施爆破時(shí)，必須對(duì)爆破體采取多層膠簾網(wǎng)防護(hù)覆蓋措施。深孔鉆孔采用φ70mm的簡(jiǎn)易式或履帶式潛孔鉆機(jī)鉆孔，淺眼采用φ40mm的手風(fēng)鉆鉆孔。垂直或傾斜鉆孔方式均可，傾斜方向按邊坡方向確定。每次爆破裝藥前，必須根據(jù)該計(jì)算公式計(jì)算出允許的最大單響裝藥量，從而選擇合理的爆破方式、爆破參數(shù)以及確定每次爆破的延時(shí)時(shí)間和雷管分段數(shù)目，并結(jié)合《爆破安全規(guī)程》（GB 6722—2014）關(guān)于爆破工程分級(jí)管理的規(guī)定，確定具體爆破部位的爆破規(guī)模（一次起爆的總藥量）。不同安全距離的爆破分區(qū)范圍核定的爆破規(guī)模結(jié)果如表2所示。

施工中，應(yīng)根據(jù)上表要求嚴(yán)格按該設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)布孔、裝藥、聯(lián)網(wǎng)和起爆，同時(shí)必須對(duì)爆區(qū)采用綜合防護(hù)措施，嚴(yán)格控制對(duì)建筑物和周?chē)O(shè)施的影響。與周邊保護(hù)對(duì)象間距低于20m的范圍，不得采取爆破方式，改用機(jī)械破碎方式。

表2 分區(qū)范圍核定的爆破規(guī)模

5 改進(jìn)措施

（1）市政石質(zhì)邊坡施工前應(yīng)詳細(xì)調(diào)查線路周邊環(huán)境，具體摸清線路周邊居民區(qū)、廠房、學(xué)校、高壓電線及地下管線設(shè)施等情況以確定保護(hù)范圍，為以后進(jìn)一步確定具體施工方案提供有利依據(jù)。（2）施工前應(yīng)詳細(xì)了解石質(zhì)邊坡巖石類(lèi)別情況，為進(jìn)一步確定選施工工藝參數(shù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如巖體等級(jí)確定破碎機(jī)型號(hào)的大小、爆破用藥量等。（3）開(kāi)挖前期防護(hù)工作務(wù)必做扎實(shí)，采用各種攔、截、堵方式防止?jié)L石侵入受保護(hù)范圍內(nèi)。（4）機(jī)械開(kāi)挖要特別做好作業(yè)面的分配及清運(yùn)設(shè)備的組合，破碎后的作業(yè)面及時(shí)進(jìn)行收堆清理，預(yù)防機(jī)械作業(yè)磕碰產(chǎn)生滾石。（5）爆破施工要嚴(yán)格控制一次起爆藥量及爆破分區(qū)施工順序，做好安全防護(hù)覆蓋，起爆時(shí)臨時(shí)斷交，保證既有高速運(yùn)營(yíng)不受影響。（6）質(zhì)量控制方面，特別要注重開(kāi)挖邊坡坡率控制，逐級(jí)用小型破碎錘進(jìn)行修正，確保邊坡的平順。在巖質(zhì)破碎的段落要小心處理，刷坡時(shí)要將松動(dòng)的浮石清理放在第一位，邊坡的平順度放在次要位置，但不能陡于設(shè)計(jì)坡比。

6 結(jié)束語(yǔ)

目前，東縱線三標(biāo)項(xiàng)目石質(zhì)邊坡路段已經(jīng)施工完畢，施工進(jìn)度、安全、質(zhì)量均滿足要求。采用“機(jī)械冷鑿+城鎮(zhèn)控制爆破+普通爆破”施工方法可以為同類(lèi)型項(xiàng)目提供參考價(jià)值，并能有效提升項(xiàng)目生產(chǎn)效率、提高挖方邊坡質(zhì)量、縮短工期、降低建造成本。