黔桂铁路Ｋ１１＋２５０～Ｋ１３＋０００段石方爆破方案及应急预案

【摘要】黔桂铁路扩能改造工程K11+250～K13+000段为新建双绕线地段，位于既有线右侧的山体上，距路线路中心最近为3.5 m，最远为72. 0m。文章对黔桂铁路K11+250～K13+000段石方爆破方案及应急预案进行了探讨。

【关键词】黔桂铁路；石方爆破方案；应急预案

一、工程概况

黔桂铁路扩能改造工程K11+250～K13+000段为新建双绕线地段，位于既有线右侧的山体上，距路线路中心最近为3.5 m，最远为72. 0m。该段为高路堑边坡，最大爆破高度为38m。地形复杂，坡面陡，地质条件复杂，层状结构，强度极不均匀，必须在特殊条件下进行石方控制爆破。爆破石方数为30万m3，工程量大且比较集中。

爆破区左侧靠近既有线，铁路运输繁忙；右侧紧靠村庄及公路，来往车辆多，周围还有电力、通讯、地下管线及铁路其他重要设施，需严格控制爆破飞石和振动。

二、施工方案设计原则

1．施工必须做到四个确保：必须确保施工人员、设备及周围居民安全；必须确保行车正常安全运行，必须确保既有线通讯、电缆、信号、电力线等设施的安全；必须确保既有线路基、桥涵、轨道、站房等原有设施安全。

2．根据实际地质、地理环境条件、爆破作业点与既有线的距离和路堑的高度，选择不同的爆破方式，严格控制飞石方向和飞石距离以及冲击波与震动对既有线的破坏。

3. 根据地形地质特点及经验系数选择合适的爆破参数，选定台阶高度和临空面位置、最小抵抗线和炸药单耗量、炮眼的孔距和排距、起爆方法和起爆网络布置、延时微差间隔时间和装药结构。进行试爆后，根据试爆结果进行参数的进一步调整，以保证达到最佳的爆破效果。

三、施工方案

根据爆破点与既有线的距离与开挖厚度，采取两种不同的爆破方式。两端紧靠既有线、距离线路中心在3.5～10.0m、开挖厚度在≤10m的地段，实施B类控爆，采用人工风枪打眼，浅孔松动控制爆破，按照“浅孔、密孔、少装药”的原则，自上而下逐层形成纵向小台阶法进行开挖。双绕线中间距既有线路中心＞10.0m、开挖厚度在＞10m的地段，实施C类松动控爆，采用潜孔钻打眼，自上而下逐层台阶开挖、纵向拉槽施工。

（一）两端紧靠既有线扩堑地段

1．台阶、炮眼布设方法。由高到低逐层向下钻爆，形成平行既有线路的数级小台阶。每级台阶高H取1.6～2.0m，台阶长度为6.0～8.0m。炮眼布设先顺边坡布一排边坡预裂炮孔（顺边坡斜度打眼），然后在靠近既有线一侧顺线路方向布一排较密边孔，边孔距外侧边坡60～70cm。重直线路方向在预裂孔和边孔之间布2～3个主爆孔（垂直打眼），每一层的主爆孔为3～5排，见下图所示：

2. 孔网参数的选择。孔深控制在2米以内，孔径为φ42mm，控制爆破参数的选定见下表：

3．药量计算。所用炸药均为硝铵炸药。单孔装药量采用公式：Q=qWH或Q=qabL在爆破前应进行现场试验，以便确定爆破参数是否准确，如果达不到设计要求，则要分析原因，并进行适当的调整；主要是调整孔深、孔距和排距以及装药量，根据试验结果给出每个爆破点使用的爆破参数。

4．起爆网路设计。浅孔爆破采用非电毫秒微差复式起爆网路，起爆网路必须保证全部药均能起爆，且起到改变临空后方向，使飞石方向避开既有线和房屋方向。微差起爆网见下页图3：

（二）中间高路堑地段

1．台阶的确定。采取自上而下沿线路方向台阶拉槽施工法进行。台阶高度正常情况下为5.0～10.0m，台阶长度为10.0～15.0m。

2．炮眼布设方法的确定。先顺边坡两侧各布一排边坡预裂炮孔（顺边坡斜度打眼），边孔之间布设主爆孔（垂直打眼），主爆孔个数根据路堑宽度而定，每一台阶的主爆孔为3～5排。见下图所示：

3. 孔网参数的确定。潜孔钻的孔径选定为φ80～φ100mm，深孔控制爆破参数设计见下表：

4. 药量计算。主爆孔和预裂孔的单孔药量计算公式：Q=kawh或Q=kabh其中：孔距a，排距b，主爆孔单位耗药量K=0.3～0.45 kg/m3，預裂孔单位耗药量K=0.2～0.3 kg/m3。

5．装药结构及堵塞长度。台阶中部主爆孔采用底部连续装药，边坡预裂孔采用间隔装药；底部装药2/3，中部装药1/3；装药后保证堵塞长度为3.5～4.0m；堵塞材料使用粘土或钻孔岩粉，分层捣实。

6．起爆网路及起爆顺序。采用毫秒微差起爆网路，加大一次爆破方量，控制一响最大药量，减少施工封锁要点，降低总体爆破次数，保证震动效应影响控制在设计范围内。起爆顺序为先预裂后主爆，主爆为先下台阶后上台阶，每个台阶先前排后后排；微差起爆网见下示意图。

五、对既有设施的安全防护

采用以下方法：一是对爆破岩体和炮孔的覆盖，二是架设钢轨排架防护，同时用木枕覆盖钢轨及轨枕、用塑料彩条布覆盖道床对线路设施加以防护。

1．爆破岩体和炮孔的覆盖。为防止飞石的出现，爆破岩体表面应进行覆盖，其覆盖材料应具有一定的面积、重量、强度、强性、柔性和耐性等特点，并容易搭接和搬动。爆破岩体上先覆盖稻草或树枝，其上部分布钢丝网，再上用沙包或土袋压顶，最上一层为尼龙安全网。炮孔上覆盖炮被，用条宽为0.3~0.5m的旧轮胎裁条编织成1.5×1.5m被块，四周以锚杆固定，上绑胶带，顶压沙包、草袋。

2．钢轨排架防护。沿既有线边坡每隔2m架立P43型旧钢轨长8～10m，两钢轨间补3~4根钢管（50型），钢轨和钢管均用锚杆（长1.5～2.0m的Ф22螺纹钢）以钩形式固定于岩壁上，底部插入侧沟底下约30～40cm深，横向用钢管(50型，间距1.0～1.5m)与竖向钢管以十字卡联结，排架用8号铁丝捆绑竹排或枕木，排架顶部每隔2～3m 拉钢丝绳（Ф15.5mm）到堑顶的地垅上。

钢轨排架的见下图：

六、抢险应急预案

（一）爆破施工前准备工作

1．成立抢险应急小组并组建应急小组管理机构；

2．组织抢险应急人员安全理论学习；

3．将应急预案将抢险材料及机具于开工前运到施工现场指定地点，堆码备用，并派专人看守。

（二）爆破施工应急方案

1．预见险情：（1）既有线边坡塌方或飞石、滚石坠落损坏既有线线路、通讯、信号、电力及站房等设备，影响行车运营。（2）运营线外，飞石坠落砸坏周围农村房屋、交通公路。（3）人员伤亡。

2．抢险预案：

（1）对于既有线设施一般损坏的险情：如小塌方、折断钢轨1～2根、折断轨枕50根以内等，及时组织劳力及设备，灰愎线路，争取在施工封锁点內排除险情，不影响开通运行。（2）对于既有线设施损坏较严重的险情：如大塌方、钢轨和轨枕折断数量较多，线路有明显变形、位移，通讯、信号或电力设施打断的等，排险工作量放大，在施工封锁点內无法完成排险，不能按时开通运行；此时应立即将险情通报上级主管部门，并通过驻站联络员告诉车站调度需增加封锁时间；另一方面，出动劳力及设备清除险情，首先对线路进行抢修，保证在最短时间內先开通线路，灰愎通车，并按规定设置各种防护信号，同时积极配合通讯、信号、电力等部门进行相关抢险。（3）对于运营线外的抢险：应及时通知权属部门、户主或村委、当地政府，组织劳力及材料设备进行抢修，并对事故论定赔偿等处理事宜。（4）对于人员伤亡的抢险：对一般轻伤的，由项目部临时医疗队施救；对重伤人员，拔打120，请求就近医院施救，并向上级安全主管部门汇报事故情况及处理方案。（5）建立明确的安全通讯。

七、实施结果

黔桂铁路K11+250～K13+000段30万石方爆破，经工程施工人员的精心组织，统筹安排，每天利用既有铁路的维修天窗点封锁线路实施一次爆破，自2005年10月至2006年11月顺利完成。采取了有效的安全防护措施及应急预案，施工期间没有发生过因控爆引起的任何安全事故，确保了铁路行车及既有设施的正常运营。

【作者简介】潘善华（1972- ），男（壮族），广西上林人，中铁二十五局柳州铁路工程有限公司工程师，研究方向：交通土建。