臨近營業(yè)線高邊坡路基爆破設(shè)計與施工

中鐵十一局集團有限公司，湖北 武漢 400037

1 工程概況

某車站屬于丘陵緩坡及丘間谷地，地面高60～110m，相對最大高差約50m，地勢稍有起伏，多耕地及房屋，周圍有公路和鐵路，交通便利。車站挖土方為89萬m3，挖石方為151萬m3，填方為35萬m3，樁板墻為204根，高壓旋噴樁為28014m，地基換填為5.3萬m3，車站附屬混凝土為5.7萬m3。邊坡最高開挖高度為65m，采用8級邊坡防護，邊坡采用預(yù)應(yīng)力錨索加固，錨桿框架梁嵌坡防護，邊坡坡腳采用樁板墻或混凝土擋墻擋護。線路接入新設(shè)的車站，車站土石方施工緊鄰既有鐵路，DK116+145—DK116+310段與既有鐵路路堤坡腳、路塹坡頂、設(shè)備及設(shè)施外緣的最小距離小于20m。

2 總體爆破方案

根據(jù)規(guī)程允許藥量計算數(shù)據(jù)，擬定總體爆破方案。（1）距離既有線55m以下區(qū)域及開挖高度在4m以下區(qū)域采用機械開挖。（2）其他區(qū)域采用爆破方法開挖，數(shù)碼電子雷管起爆、網(wǎng)絡(luò)起爆。爆區(qū)一：距既有線55～75m的區(qū)域采用深孔爆破，臺階高度為5m，分3～4層開挖到位，最大單段起爆藥量為10kg，單次起爆總藥量小于1000kg；距既有線75～100m的區(qū)域采用深孔爆破，臺階高度為8m，分3～5層開挖，最大單段起爆藥量為26kg，單次起爆總藥量小于2500kg；距既有線100m以外的區(qū)域采用深孔爆破，最大臺階高度為15m，分2～3層開挖，最大單段起爆藥量為57kg，單次起爆總藥量小于3000kg。爆區(qū)二：距既有線55～75m的區(qū)域采用深孔爆破，臺階高度為5m，最大單段起爆藥量為10kg，單次起爆總藥量小于1000kg；距既有線75m的區(qū)域，采用深孔爆破，臺階高度為8m，最大單段起爆藥量為26kg，單次起爆總藥量小于2500kg；距既有線100m以外的區(qū)域，采用深孔爆破，最大臺階高度為15m，分3～5層開挖，最大單段起爆藥量為57kg，單次起爆總藥量小于3000kg。（3）爆破區(qū)與機械開挖區(qū)之間，預(yù)留隔墻，爆破施工采用縱向拉槽法，分層分塊進行開挖。（4）隔墻處理：為了避免隔墻形成一道又高又窄的巖坎，造成安全隱患，隔墻必須隨著爆破開挖逐層下降。隔墻高度跟隨著主爆區(qū)同步下降，但隔墻要比主爆區(qū)始終高出4～8m左右。當隔墻高度與機械開挖區(qū)持平，滿足機械施工安全條件時，隔墻可以與機械開挖區(qū)同時下降。（5）永久邊坡采取光面控制爆破。（6）在靠近既有線一側(cè)坡頂搭設(shè)鋼管排架以防飛石，排架高4m，排架內(nèi)鋪設(shè)毛竹片及防護網(wǎng)，排架長度大于作業(yè)區(qū)20m。（7）在坡腳距既有線4m以外位置，布設(shè)2m高的鋼軌排架，以防滾石。

3 試爆

正式施工前要進行試爆，以便調(diào)整優(yōu)化相應(yīng)的爆破參數(shù)。試爆前，各設(shè)備管理、施工、監(jiān)理單位對既有設(shè)備原始狀態(tài)拍照、錄像、做好相應(yīng)標記；試爆后，各設(shè)備管理、施工、監(jiān)理單位共同巡查和對比，確認設(shè)備狀態(tài)。試爆屬于營業(yè)線Ⅲ級施工，每次試爆均在天窗點內(nèi)進行。三次試爆裝藥量分別按照正常裝藥量的60%、80%、100%進行，先從較小裝藥量開始，根據(jù)每次爆破時監(jiān)測的爆破振速情況優(yōu)化相關(guān)爆破參數(shù)，從而確保正常爆破時爆破振速滿足要求。

4 設(shè)計確定的爆破方案

（1）該段為全路塹開挖，邊坡頂部最大開挖高度約為35m，距既有線最近距離為14.25m，最遠距離為208.73m。（2）設(shè)計距既有線55m以下的區(qū)域采用機械鑿巖；距既有線55～75m的區(qū)域采用深孔爆破，臺階高度為5m，分3～4層開挖，最大單段起爆藥量為10kg，單次起爆總藥量小于1000kg；距既有線75～100m的區(qū)域采用深孔爆破，臺階高度為8m，分3～5層開挖，最大單段起爆藥量為26kg，單次起爆總藥小于2500kg；距既有線100m以外的區(qū)域采用深孔爆破，最大臺階高度為15m，分2～3層開挖，最大單段起爆藥量為57kg，單次起爆總藥量小于3000kg。（3）爆區(qū)北側(cè)為山林、南側(cè)為既有線、西側(cè)為空地，設(shè)計確定由西向東推進，開挖順序見圖1，先中部拉槽，再兩邊爆破。（4）南側(cè)靠近既有線一側(cè)邊坡采用機械修坡，北側(cè)邊坡采用光面爆破，臺階高度取8m。根據(jù)現(xiàn)場勘查測量，邊坡距離既有線大于110m，故設(shè)計確定光面爆破的最大單段藥量為85kg。（5）所有炮孔采用加強堵塞，堵塞長度≥3.5m。（6）臺階高度為5m的爆破區(qū)域采用覆蓋的防護方式；其他爆破區(qū)域，對孔口破碎等存在嚴重安全隱患的區(qū)域，采用覆蓋的防護方式，路基典型斷面見圖2。

圖1 開挖施工順序圖

圖2 路基典型斷面

5 爆破施工

爆破施工前，先采用人工清除雜草樹木，再使用機械剝離表土、清除挖方邊坡頂部危巖，同時修筑施工便道及鉆孔作業(yè)平臺。根據(jù)鐵路及地方相關(guān)部門的許可意見，構(gòu)筑行之有效的安全防護設(shè)施。爆破施工前，應(yīng)做好測量放樣工作，測定開挖標高，爆破施工時采取多鉆孔、弱裝藥、小方量爆破方法，自上而下分臺階進行?？紤]巖體的發(fā)育程度和堅固性，邊坡主要采用光面爆破結(jié)合機械鑿巖方法進行，以確保邊坡平整、穩(wěn)定。

（1）單臺階路塹開挖。采用縱向臺階法布置，即平行線路方向布鉆孔。（2）多臺階高邊坡。臺階高度H為8m；孔間距a為3.2m；排距b為2.8m；孔深l為9m；鉆孔角度為90°；堵塞長度h0不小于3.5m。布孔方式見圖3。

圖3 深孔單臺階炮孔布置示意圖

爆破施工流程：爆破設(shè)計及審批→配備專業(yè)施爆人員→清除施工區(qū)覆蓋層和強風(fēng)化巖石→鉆孔→炮孔檢查與驗收→爆破器材檢查與試驗→布置安全警戒崗→裝藥并安裝起爆藥→炮孔堵塞→網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)及復(fù)核→清場及實施爆破警戒→起爆→炮后檢查→解除警戒→爆破總結(jié)→進入下一個循環(huán)作業(yè)，電子雷管起爆網(wǎng)絡(luò)圖見圖4。

圖4 電子雷管起爆網(wǎng)絡(luò)圖

工程周邊環(huán)境復(fù)雜，靠近車站，且存在天窗點設(shè)在夜間的情況，為更好地控制爆破振動，確保雷管的穩(wěn)定性，該項目設(shè)計主要通過電子雷管起爆網(wǎng)絡(luò)，采用孔內(nèi)延期起爆的方式，設(shè)計每排內(nèi)孔間延期時間為50ms，后排第一孔滯后于前排兩孔25ms以上，光爆孔采用4孔一響，滯后于主炮孔起爆。

6 結(jié)束語

爆破施工中，爆破設(shè)計是以布孔為基礎(chǔ)，由現(xiàn)場人員根據(jù)工作面實際情況（主要包括臨空面和地質(zhì)情況、孔內(nèi)含水情況等），并結(jié)合前次爆破效果，對各參數(shù)做合理的調(diào)整。爆破施工過程中嚴格控制裝藥量，爆破施工過程中通過對既有線的監(jiān)控測量發(fā)現(xiàn)，該爆破施工對營業(yè)線的影響極小，能夠保證營業(yè)線安全可靠的運營。