光面爆破技术在铁路近村庄石质路堑中的应用

冯雅妮

0 引言

在近村庄和毗邻公路的石质路堑修建铁路，采用何种方案，既能保证安全，又能加快施工进度，对爆破技术和施工方案的选择就成为首先必须要解决的核心问题。本文以通灌铁路DT2标DK77+760～DK78+100段的深挖石质路堑石方爆破为例，介绍近村庄深挖石质路堑光面爆破工法及相应的安全防护。

1 工程概况

DK77+760～DK78+100段路堑位于辽宁省本溪市桓仁县雅河乡弯弯川村，右侧紧邻201国道和弯弯川村。线路走向与村庄、201国道走向基本平行。山体坡度较陡，最大高差约为34 m。总挖方为74 233 m3。其中，土方17 327 m3，石方56 906 m3。

因山体坡脚即为201国道路面，所以在施工过程中必须严格控制爆破有害效应(包括爆破震动、飞石、滚石)，确保爆破施工安全，防止对201国道的运营、村民住房及行车、行人造成伤害。

2 施工方案的选择

1)采用光面爆破和挖掘机凿除相结合的施工方案。

2)严格按设计分台阶施工。在每层台阶中，路堑深度小于3 m，不采用爆破施工，采用挖掘机凿除的办法;路堑深度3 m≤H＜6 m，一次开挖成形;路堑深度不小于6 m，分两次开挖成形，但台阶高度以6 m为宜。

3)在炮眼上采用钢筋网覆盖防护，并在路堑开挖段之外与201国道之间周围挖掘防震沟，阻断地震波的传播。

3 施工机具及爆破器材的选择

3.1 施工机具的选择

1)钻机:宣化100B-Y型潜孔钻。

2)空压机:W-3/5型空压机。

3.2 主要爆破器材的选择

1)炸药:采用2号岩石乳化炸药。

2)雷管:3段、5段、9段、11段、13段毫秒导爆管雷管。

3)导爆索:工业导爆索。

4 爆破参数的选择

4.1 光面爆破炮孔布置图

光面爆破炮孔布置图见图1。

4.2 光面爆破预裂孔布置

1)炮孔直径d=100 mm。

2)最小抵抗线w=(7～20)d=2 m。

3)炮孔长度L:光面爆破预裂孔的角度与设计边坡开挖线一致，即 α =45°。

L=H/sinα =6/sin45°=8.5 m。

4)炮孔间距 a=12d=1.2 m。

5)不耦合系数Kdc:取Kdc=3。

6)线装药密度 q:参考有关工程资料，q=0.36 kg/m～1.12 kg/m，取 q=0.71 kg/m。

每个炮孔装药量 Q=L×q=8.5 ×0.71=6.0 kg。

7)堵塞长度:取2 m。

8)装药结构见图2。

图1 光面爆破炮孔布置图（单位：cm）

图2 光面预裂孔装药结构图（单位：cm）

4.3 光面爆破主爆孔布置

1)炮孔直径d=100 mm。

2)炮孔方向和炮孔长度L0:主爆孔采用垂直方向，以炮孔间距呈梅花形布置。炮孔超深0.5 m，即L0=6.5 m。

3)炮孔间距 a0=mw=1.5×2=3 m。

其中，m为密集系数，取1.5;w为最小抵抗线，取2 m。

4)炮孔排距 b0=(0.8 ～0.9)a0=2.4 m ～2.7 m，取 b0=2.7 m。

5)不耦合系数Kdc:取Kdc=3。

6)装药密度 q0:参考有关工程资料，q0=0.25 kg/m～0.4 kg/m，取 q0=0.4 kg/m。

每个炮孔装药量 Q0=L0×q0×a0×w=15.6 kg。

7)堵塞长度:取2.5 m。

8)装药结构见图3。

4.4 光面爆破辅助孔布置

图3 主爆孔装药结构图（单位：cm）

辅助孔与主爆孔的参数基本一致，仅炮孔长度(2 m和4 m)与堵塞长度(1 m和2 m)不同。

装药结构见图4，图5。

图4 缓冲孔2 m装药结构图（单位：cm）

图5 缓冲孔4 m装药结构图（单位：cm）

4.5 钻孔的施工工艺

1)钻孔技术要求。

施工前，根据设计精确放出边坡线和高程，确定边坡光爆孔位置;按桩钻孔，严格控制钻孔误差，要求不大于0.2 m;钻孔角度和方向应按设计方向和角度进行，保证炮孔倾斜度与设计坡率严格一致，同时做到钻孔均在同一平面上。

2)钻孔保护。

钻孔完成经检查合格后，用编织袋将孔口塞紧，盖上土堆，防止钻孔移动时压坏钻孔;防止地表水流入孔内或杂物落入孔内，造成堵塞。

4.6 堵塞

堵塞物用粘土和细砂拌合，其粒度不大于30 mm，含水量应控制在15%～20%。

4.7 采用钢筋网覆盖防护

采用Φ8钢筋编织成间距5 cm、长2 m、宽1 m的钢筋网，覆盖在炮孔孔口的砂袋上面。钢筋网相互搭接，连成整体，阻挡爆破时产生的飞石，起到安全防护的作用。

5 爆破网路的布置

本段石质路堑离村庄及201国道较近，对爆破地震要求极严。经综合分析与考虑，选择了“孔外微差、V字形起爆”方案。

具体做法:预裂孔全部采用9段毫秒瞬发雷管，排间用3段同时起爆。主爆孔同排孔孔内采用9段，辅助孔同排孔孔内采用11段，排间用5段传爆。最后，用3段和5段传爆分别与13段相连，再与电子激发器相连。

爆破网络图如图6所示。

图6 爆破网络图

6 爆破施工

爆破施工工序:

测量定位→布孔→钻孔→清孔→炮孔检查→装药→安装引爆管线→布设安全岗哨→炮孔填塞→炮孔覆盖沙袋→覆盖钢筋网→起爆→消除瞎炮→解除警戒(其中:装药、安装引爆线、炮孔填塞、起爆均由天安爆破公司负责)。起爆顺序为:先起爆光面预裂孔，再起爆主爆孔，最后起爆缓冲孔。

7 施工注意事项

1)施工前，必须准确测定出设计边坡线和预裂孔的位置。施工中，要切实掌握好钻孔的方向、角度和深度，各项裂孔应相互平行，孔底应落在同一水平面上以及预裂孔的角度应与设计边坡坡度一致。2)预裂炮孔要同时起爆，以保证其良好的光面效果。3)施工中，必须严格执行国家有关爆破安全规程，确保安全施工及爆破安全。

8 工程应用效果

由于DK77+760～DK78+100段采用了合理的光面爆破施工技术和安全防护体系，取得了良好的效果，坡面光滑平整，保证了坡面的稳定性，符合设计要求;同时，还保证了居民和201国道的正常运行安全，得到了业主、设计单位、监理单位、环保部门等单位的一致好评。

9 结语

光面爆破技术能起到有效控制超欠挖，提高坡面平整度、石质边坡工程质量及综合经济效益的作用，有利于施工安全和运营安全。因此，在当前铁路建设大发展的形势下，光面爆破技术的应用前景将十分广阔。

［1］ 王海亮.铁路工程爆破［M］.北京:中国铁道出版社，2005.

［2］ 刘殿中.工程爆破实用手册［M］.北京:冶金工业出版社，1999.

［3］ 林从谋.工程爆破实用技术［M］.北京:煤炭工业出版社，1998.

［4］ 何广沂.大量石方松动控制爆破新技术［M］.北京:中国铁道出版社，1995.

［5］ GB 6722-1986，爆破安全规程［S］.