高边坡路堑控制爆破施工技术探究

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摘要：光面爆破技术随钻孔机械的发展而出现。实施爆破地岩层分明，在充分考虑坡面周边地质状况后，为减少对原地层的破坏，路堑沿岩层自然倾向进行设计。本次施工同设计单位充分交流，决定先在山体下部打通贯穿裂缝，维护边坡稳定性，然后充分利用光面爆破技术的优势，降低原岩层间的黏合度，作业后成型规整，形成光滑平整的新壁面。

关键词：高边坡；路堑；控制爆破施工

1工程概况

本标段项目爆破地点为怀化西编组站GDK1+325~GDK2+190，长度865m、最大开挖宽度670m、最大路堑边坡为14级，最大开挖深度约为124m，爆破石方量约1200万m3，爆破用药量较大。路堑开挖断面土质类别为：地表上覆2~5mII级普通土、5~12mIII级硬土、其余为V级次坚石。所在区域为武陵山脉和雪峰山脉之间，地表起伏缓和，多有丘陵和盆地。丘陵区均高范围为210~400m，部分地区走势变化大。平原、谷地主要为舞水河及支流太平溪冲洪积平原及溶蚀残丘地貌，地面标高225~285m，谷地地势较平坦。

2爆破施工方案的选择

方案选定原则：（1）因本工程离市政道路、建筑房屋及电力设施较近，爆破施工尽可能减少对其震动干扰；（2）保持边坡原有岩体的稳定性，避免大剂量爆破造成数10m的边坡表面松动；（3）满足路基填筑要求，所产生的碎石规格要遵照规定的机械作业标准；（4）考虑方案经济、降低成本，达到耗药量小且生产效率高的原则。为获得较好的边坡坡度及平整效果，计划对两侧边坡实施边坡光面爆破，以减少爆破对边坡岩质损伤及稳定性的影响。沿设计边坡线，采取孔间距小的预裂孔，装药量小，按设计边坡的坡面一次成坡。

3施工方案

根据实际现场情况，选用KQD100型潜孔钻机钻孔，直径100mm的钻头，台阶高度选用H=10m，采用深孔台阶爆破的施工方法。3.1施工测量。首先，施工队伍需要爆破现场进行杂物清除，使用机械挖土设备平整场地，操作推土机处理地面松土、碎石。场地达标后可以进行钻孔，明确作业地点，确定深度，注意参照施工图纸精准放线。布孔过程中要避免让前排孔抵抗线变化，过大会妨碍爆破，不便装碴，而抵抗线过小通常会引起炮孔抛掷，易发生意外事故。还要观察测量炮孔处与坡顶的距离，保证边距超过1m，以确保机械运作安全。在作业前，根据当地状况，通常采用矩形或梅花形布孔。开挖过程中，操作工人要随时对开挖现场状况进行把控，经常性校准作业位置，检验坡度、水平标高等是否同设计图纸标准相符。3.2钻孔作业。爆破钻孔时要遵循隔排隔孔钻孔施工的原则。在爆破技术人员的指导下，采用履带式全液压露天潜孔钻机严格按照爆破设计进行布孔、钻孔作业。根据设计要求，深孔爆破通常使用油压式钻井，这种机械具有良好的除尘性能，能够降低工人劳作强度。在钻孔过程中，要将孔位、孔径、深度等指标进行明确规范、统一后进行作业。注意及时清理现场残渣、碎石，保持现场清洁，避免各种杂物堵塞孔口。施工方还要关注炮孔口周边地质状况是否稳定，对破裂处进行修复，避免炮孔口过大。施工后要及时验收现场，包括积水情况、钻孔质量等，同时还要注意清理周边环境，最后将检测报告汇总给专业负责人，准备实施爆破计划。3.3装药。装药环节要有专业技术人员指导，严格遵守规范标准，控制进药量，确定最大起爆药量。在装药前一定要做好对钻孔质量的检查工作，了解积水深度，是否存在堵塞状况等。达标后方可开始进行装药，在这一过程中要注意及时记录分量，专人负责，记录内容要详细，及时记录实施过程中发生的问题。装药工具可以选择材质较好的木制或竹制长杆，在进行装药时发现堵塞要及时制止。严禁工人随意使用钻孔设备尝试清理堵塞口，否则很容易发生钻孔事故。3.4堵塞钻孔过程产生的岩粉能够用来做堵塞材料，或者选择特定的黄黏土也可以。按照爆破一般程序，禁止随意调整堵塞距离或者更改装药量，如果需要更改，作业人员要及时同专业负责人联系并取得批准。堵塞时要注意填充紧密，但也不要用力拉抻导爆管。3.5爆破网路敷设。爆破时，施工人员在工程技师的指导下依据各标段进行作业，避免执行随意导致装药混乱，出现漏接、错接等现象。孔内装药前应先行确认该孔所用雷管段别，在装药完成后采用钻孔岩屑堵塞孔口后，并用胶布或者扎带将连接导爆管雷管和导爆管包扎好。网路连接好后，应由爆破技术人员再次对钻孔堵塞质量和孔外网路所用毫秒雷管段别、连接质量进行再次确认，达到设计要求时根据实际情况方可进行覆盖。3.6爆破防护操作。爆破防护材料为网状橡胶炮被，由于爆破区域200m范围内存在房屋、交通道路、电力线路设施，避免飞石对其造成事故或损伤需采用炮被进行防护。施工团队要注意做好爆破防护工作，按照爆破工作的施工规范设置好安全警戒线，保证隔离区区域和周边建筑在一定距离内，负责人要及时清理闲杂人群，确保现场安全性。指挥人员要与工人协调配合到位，确保得到指示信号后，工人可以及时作业。爆破完成后，检查人员要在规定时间后方可进入现场，爆破防护一定要做好安全措施，爆破后也要注意人员进入时间，确保安全后可以解除警戒。3.7爆破检查。爆破检查需要在规定时间内进入施工现场，要严格遵循规定的静候时间。检查内容主要为现场是否存在后期安全隐患，如有未按规定起爆的装药等，要及时清理不安全因素，未确保环境安全前禁止撤离警戒标识。检查组还要及时将各种未利用的施工设备和爆破材料进行盘点退仓。检查人员要规范填写记录表，对现场实施状况做出总结，包括设计规范是否合理、施工过程有无纰漏、安全指标达标情况是否存在不确定的安全隐患以及应对策略等。以便在今后的爆破工作中可以改善工艺技术。此外，要对总结报告进行监测，了解后期现场状况，是否对周边环境产生负面影响，如遇到意外情况，要及时上报，采取应对措施。爆破检查反馈可以帮助总结经验教训，以便为今后施工提供参考建议。

4爆破设计

4.1爆破参数选择。（1）炮孔直径选择d。在进行钻孔时，选择使用KQD100型潜孔钻机，钻头选择使用d=100mm的钻头。（2）台阶高度H和超深h。台阶高度选用H=10m，由经验公式得：超深h取1.0m。（3）底盘抵抗线选择W。底盘抵抗线W底，由台阶高度经验公式：W底＝3.5m。（4）孔间a和排距b。孔距a=4.0m，排距b取3.5m，在对孔间距进行布孔时，按垂直孔矩形来布置。（5）堵塞长度。在堵塞长度的选择上，长度需为孔径的35倍，所以孔径为100mm时，堵塞长度为3.5m。（6）炸药单耗q。岩石选择使用次坚石，在炸药的选择上，选择使用乳化炸药，台阶自由面数原则上由施工具体情况来确定，尽可能选择前后开挖纵向面来作为台阶自由面，q的选取在0.2~0.6kg/m3之间，本工程选取0.35kg/m3。Q＝q•a•W底•H（1）在进行多排孔爆破时，从第二排孔起，各排孔的每孔装药量按下式计算：Q＝K•q•a•b•H（2）式中：K——前面各排孔矿岩阻力作用的增加系数，一般为1.1~1.2，本工程取1.1。单孔药量Q=1.1×0.35×4×3.5×10=53.9kg。在开展爆破施工前，需严格保持设计进行试爆工作，然后由所得效果再对炸药单耗量和各个参数进行调整和优化。4.2装药结构。预裂爆破孔装药结构示意图如图1所示。图1预裂爆破孔装药结构4.3起爆网路设计深孔台阶爆破时，为保证起爆安全可靠，可采用孔内微差爆破，孔内用相同段别的一发雷管孔底起爆方式，深孔台阶爆破与边坡预裂爆破时，为保证起爆可靠，孔内用同段别的一发雷管，孔底起爆方式。路基爆破段起爆网路均采用导爆管雷管联网：孔内为高段别雷管、孔间传爆雷管为低段别，按“排间顺序起爆”连接。4.4爆破安全距离计算。飞石对人员的安全距离由以下公式得出：RF=20KFn2W=20×1.1×1.52×3.5=173m式中：RF——个别飞石到人员之间的安全距离（m）。由《爆破安全规定》可知，一般飞石安全距离为200m。本工程中，对于爆破警戒区的安全距离设置为200m，为避免出现飞石砸坏附近建筑物的情况出现，需做好防护工作，比如，对爆破体进行覆盖护。

5安全措施

（1）爆破前要认真检查保护物体防护和爆破区表面覆盖防护。（2）控爆时，浅孔岩体表面及上空采取炮口覆盖和柔性防护措施，深孔使用被动防护。（3）根据现场实际情况，在距离建（构）筑物较近的部分浅孔爆破区域可以采取胶皮网炮被覆盖的防护措施，防止爆破个别飞石的产生，滚石、采取被动防护挡护。

6结语

随着爆破技术的发展，现场施工作业能力也不断提高，专业技术和施工人员在实践中汲取经验，确保施工安全，提高作业效率，符合爆破安全和技术性要求。经项目部后期检测，该方案污染较小，飞石控制在80m以内，不会对周边环境产生破坏或干扰。本次山体爆破工程的顺利开展，为今后相关技术研究积累了宝贵经验。

参考文献

[1]刘克峰.预裂爆破技术在路堑施工中的应用[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2015（3）：32-36.

[2]刘长义.临近既有铁路路堑控制爆破施工技术[J].山西建筑，2010，36（18）：275-276.

作者:郑鹏飞 单位:中铁二十局集团第二工程有限公司