談公路路基石方爆破施工工藝

陳品良

【摘要】在公路工程建設(shè)中，遇到基巖路基與結(jié)構(gòu)路基開挖、隧道掘進(jìn)項(xiàng)目下，都需要使用到爆破技術(shù)。且為了保證工程建設(shè)質(zhì)量和效率，需要實(shí)施安全、高質(zhì)的石方爆破作業(yè)。公路路基石方爆破施工中，要通過精細(xì)的控制爆破技術(shù)，確保路塹、隧道開挖符合設(shè)計(jì)要求，且?guī)r體破碎程度均勻，同時(shí)盡量保護(hù)開挖邊界巖體和周邊環(huán)境，避免受到不良影響。當(dāng)前需在分析各項(xiàng)爆破技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展，不斷改善爆破效果。

【關(guān)鍵詞】路基石方;爆破技術(shù);工藝要點(diǎn)

1、路基石方爆破技術(shù)

1.1硐室爆破

硐室爆破技術(shù)是在大量炸藥裝入硐室、導(dǎo)硐中，然后進(jìn)行爆破的技術(shù)方法。這種技術(shù)適合在集中土方開挖中應(yīng)用。主要分為多邊界石方爆破與條形藥包硐室爆破技術(shù)。首先是多邊界石方爆破方法，主要針對(duì)山包開挖、山梁路基施工，以及雞爪地形發(fā)育段施工。在爆破作業(yè)中，需要繼續(xù)科學(xué)的多邊界藥量計(jì)算，結(jié)合機(jī)械能守恒和功能平衡等原理，當(dāng)前多邊界藥量計(jì)算，主要采取的公式為Q=KW3F（E，α）=KW3ψ（E）f（α），其中，E代表拋擲率（%），F(xiàn)（E，α）代表藥包性質(zhì)指數(shù)。α代表自然地面坡度（°），ψ（E）為拋擲率的函數(shù)。新建山區(qū)公路施工中，遇到的地形山脈側(cè)面、突出山包、山峰支脈和雞爪地形發(fā)育地段。根據(jù)長(zhǎng)度、路基中心開挖深度，可以將多面臨空地形路塹分為小、短、長(zhǎng)和深四種類型。在多面臨空地形爆破作業(yè)中，需應(yīng)用專門開挖四種地形路基石方的爆破理論和方法，其中常見就是三多爆破法，這種爆破技術(shù)是在深挖路塹中，使用多層多次起爆方法來爆破的，施工中可以深挖路塹能夠一次爆破成型。這種爆破技術(shù)的特點(diǎn)就是藥包不僅考慮爆破作業(yè)，且考慮了多種地形條件變化，以炸藥提供動(dòng)能、介質(zhì)位能間公共作業(yè)為基礎(chǔ)，消除不同地形下多余爆能。構(gòu)建起可以實(shí)現(xiàn)因地制宜爆破的方案，藥量計(jì)算中考慮到了其與地形邊界和拋擲率間的關(guān)系。其次是條形藥包硐室爆破技術(shù)，在建設(shè)山區(qū)高等級(jí)公路過程中，需要采用爆破法開挖大量釋放，以提高爆破作業(yè)后邊坡質(zhì)量、穩(wěn)定性，有助于控制工程成本和安全性。按照爆破作用具體可以劃分為松動(dòng)爆破、拋擲爆破和定向爆破等方法，松動(dòng)爆破方法炸藥單耗量少，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)爆破堆積范圍、飛石距離的控制，如果爆破地點(diǎn)與建筑物臨近則適合采用這一爆破方式;拋擲爆破利用了爆破拋擲圈，可以將一些巖塊拋擲出漏斗外，實(shí)際土石方裝運(yùn)量減少，適合在施工條件差的情況下使用。定向爆破則是另一種拋擲爆破方式，利用了最小抵抗線原理，通過合理控制多藥包作用方向、先后順序，按照指定地點(diǎn)方向拋擲大量巖石，一般應(yīng)用于條件合適的移挖作填地段。硐室爆破的優(yōu)勢(shì)在于操作簡(jiǎn)單、工期短、成本低，但其不足之處就是較高的大塊率，且容易對(duì)邊坡產(chǎn)生破壞。其裝藥結(jié)構(gòu)當(dāng)前逐漸發(fā)展為以條形包為主，與集中藥包相比，條形藥包的能量分布更加均勻，可以使大塊、過度粉碎情況減少，爆破振動(dòng)有害效應(yīng)小，不會(huì)對(duì)邊坡產(chǎn)生較大破壞，側(cè)向飛散少，利益堆積和集中拋體。近年來高等級(jí)公路石方路塹設(shè)計(jì)對(duì)邊坡有著較高要求，很多情況下不允許使用硐室爆破技術(shù)，對(duì)此可采用硐室與預(yù)裂一次成型綜合爆破技術(shù)。在路塹主體石方爆破中采用集中藥包或者條形藥包爆破，路塹邊坡采用預(yù)裂爆破，根據(jù)實(shí)際情況確定深孔，利用了兩種爆破技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，確保路塹開挖可以一次成型、符合設(shè)計(jì)要求。

1.2深孔爆破技術(shù)

科技發(fā)展下，深孔鉆機(jī)、裝運(yùn)設(shè)備得以改進(jìn)，深孔爆破技術(shù)優(yōu)越性愈加明顯，其發(fā)展主要有三方面體現(xiàn)，一是鉆孔布置，寬孔距和小抵抗線爆破技術(shù)可以在爆破中保持炮孔負(fù)擔(dān)面積穩(wěn)定，加大孔距、減小抵抗線而使炮孔密集系數(shù)加大。該技術(shù)應(yīng)用下，爆破質(zhì)量得以改善、炸藥單耗減小、延米爆破量加大。二是裝藥結(jié)構(gòu)，主要采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)或者分段裝藥結(jié)構(gòu)，深孔爆破技術(shù)發(fā)展下，采用混合裝藥結(jié)構(gòu)、孔底間隔裝藥結(jié)構(gòu)。混合裝藥結(jié)構(gòu)是通過自動(dòng)裝藥技術(shù)，在炮孔內(nèi)改變炸藥密度，或者上部裝一般炸藥，而在孔底裝高威力炸藥。孔底間隔裝藥結(jié)構(gòu)，則是將炮孔底部預(yù)留一定長(zhǎng)度，通過空氣和水等介質(zhì)改變炸藥作用，避免爆破作業(yè)過度破碎周圍的巖石。三是起爆方式，在爆破作業(yè)中廣泛應(yīng)用毫秒爆破技術(shù)，即采用毫秒級(jí)時(shí)間相鄰孔間、排間、孔內(nèi)延期順序起爆。爆破作業(yè)中，采用毫秒爆破技術(shù)疊加應(yīng)力波作用，可以使爆炸應(yīng)力場(chǎng)做功能力增強(qiáng)。同時(shí)，一些先爆破的炮孔會(huì)形成漏斗，漏斗與其外部縫隙可以增加后爆破炮孔的臨空面。前面的炮孔起爆、碎巖未落地起爆后續(xù)炮孔，巖塊互相碰撞會(huì)補(bǔ)充炸藥的破碎作用。毫秒爆破減少了單響藥量，時(shí)間上、空間上使爆破振動(dòng)不良影響降低，且可獲得良好的爆破破巖效果，廣泛應(yīng)用于路基石方爆破工程中。

1.3坡面預(yù)裂爆破

主要在開挖高邊坡中應(yīng)用，采用弱性間隔裝藥結(jié)構(gòu)，選擇低猛度、低爆速炸藥，按照設(shè)計(jì)線裝藥密度將炸藥均勻沿孔長(zhǎng)分布，可采用“V”型起爆法，集中爆堆方便裝運(yùn)處理，且可使短炮孔夾制力得以血肉，進(jìn)而保證邊坡平整、坡率準(zhǔn)確、坡面平順，避免對(duì)邊坡沿層產(chǎn)生嚴(yán)重?cái)_動(dòng)、破壞，超欠挖藥量爆破也可避免嚴(yán)重沖擊孔壁。爆破氣體作用下，主要是預(yù)裂孔連線坡面產(chǎn)生裂縫，并且沿該裂縫爆炸，最終形成光滑、平整坡面，爆破對(duì)坡面的振動(dòng)影響較小。

2、路基石方爆破技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1爆破開挖施工方案

依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)地形條件等開展爆破作業(yè)，一般采用平面分塊、豎向分層方式爆破。邊坡適合采用小型光面預(yù)裂爆破法，需控制好開挖線，避免發(fā)生超爆的情況，確保邊坡穩(wěn)定性。結(jié)合工程要求、開挖區(qū)域地貌和環(huán)境狀況等，選擇合適的爆破施工技術(shù)。進(jìn)行爆破開挖作業(yè)前，需要清除干凈山體表面雜草、土層，將其運(yùn)送到選定地點(diǎn)。使用挖掘機(jī)平整平臺(tái)，多個(gè)作業(yè)面逐步實(shí)現(xiàn)多臺(tái)階施工，提高空間和設(shè)備利用效率，保證工程高效完成。依據(jù)總工期要求劃分施工階段，分為一次開挖階段、分臺(tái)階開挖階段，開展深孔爆破的過程中要全面靠邊坡坡型要求。完成爆破支護(hù)采用風(fēng)鉆對(duì)大粒徑石塊采用打淺眼爆破分解，與機(jī)械作業(yè)配合解小。

2.2棄方處理

挖方路段作業(yè)前，需要將石方開挖和調(diào)運(yùn)施工方案報(bào)送監(jiān)理工程師，其中要包含棄方位置和堆放形式，以及排水系統(tǒng)布置等內(nèi)容。需要更改取土場(chǎng)位置、對(duì)方向形式、施工方案的情況下表，需要提前報(bào)批監(jiān)理工程師。棄土場(chǎng)要整齊、穩(wěn)定堆置，保證其暢通排水，避免干擾破壞其他建筑和設(shè)施，造成環(huán)境污染等問題。

結(jié)語(yǔ)：

路基石方爆破作業(yè)中，要采取先進(jìn)爆破技術(shù)，合理布置炮孔，充分利用現(xiàn)場(chǎng)條件創(chuàng)造更多臨空面，以提高爆破效果、降低成本，方便開展鉆孔、裝藥和出渣等作業(yè)?，F(xiàn)場(chǎng)做好安全管控，保證爆破作業(yè)質(zhì)量安全。

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