论公路石方开挖施工技术及要求

李 浩

（山西晋中市交通勘察设计所，山西 晋中 030600）

石方路堑施工应依据设计图纸，根据取土场距离既有线及居民区位置的远近施工。石方开挖采用两种方法，取土场距离既有线和居民区较远时，石方爆破作业以小型及台阶法松动爆破为主，边坡地段预留2～3 m采用光面爆破。石方路堑的路床顶面标高必须符合设计图纸要求，高出部分辅以人工凿平。超挖部分按监理工程师批准的填料，回填并碾压密实稳固。

1 爆破施工程序

（1）开凿作业面，清除地表杂物和覆盖土层。

（2）布孔：根据设计要求放出开挖轮廓线和各炮孔孔位，并予以编号，插木牌逐孔写明孔深、孔径、倾斜角方向及大小。

（3）钻孔：钻孔是爆破质量好环的重要一环，严格按爆破设计的位置、方向、角度进行钻孔，先慢后快。钻孔过程中，必须仔细操作，严防卡钻、欠钻、漏钻和错钻。装药前必须检查孔位、深度、倾角是否符合设计要求，孔内有无堵塞、孔壁是否有石块以及孔内有无积水。如发现孔位和深度不符合设计要求时，进行补孔或透孔。严禁少打眼，多装药。清除孔口周围的碎石、杂物，对于孔口岩石破碎不稳固段进行维护，避免孔口形成喇叭状。钻孔结束后封盖孔口并设立标志。

（4）装药：严格按设计的炸药品种、规格及数量进行装药。

（5）炮孔堵塞：炮孔堵塞长度大于最小抵抗线，堵塞材料采用2/3砂和1/3粘土堵塞。

（6）爆破网路敷设：网路敷设前检验起爆器材的质量、数量、段别并编号、分类，严格按设计敷设网路敷设，严格遵守《爆破安全规程》中有关起爆方法的规定，网路经检查确认完好，起爆点设在安全地带。

（7）起爆：网路检测无误，防护工程检查无误，各方警戒正常情况下在规定时间，指挥员即可命令起爆。起爆采用非电起爆。

（8）安全检查：爆破完成间隔规定时间后，安全检查无误，即可进行机械施工。

（9）总结分析：爆破后对爆破效果进行全面检查，综合评定各项技术指标是否合理，进一步确认已暴露岩石结构、产状、地质构造、岩石物理力学性质，综合分析岩石单位耗药量，作好爆破记录，聘请有经验的爆破专家进行分析、总结，对下一循环爆破作业进行优化。

2 保证安全和工程质量的技术措施

（1）用塑料导爆管非电起爆技术，起爆系统不受雷电干扰，安全可靠。

（2）采用微差爆破技术，改善破碎质量和控制爆破振动，在环境复杂的地段，为了确保附近的建筑设施不受振动的影响，采用孔内、孔外相结合的微差起爆形式，做到孔与孔、排与排之间都有一定的时间间隔，最大限度地降低爆破振动，使爆区附近的建筑设施振动速度控制在国家爆破规定的安全范围内。

（3）采用先进的爆破技术，对于石质坚硬，整体较好的岩石进行爆破时，应用宽距离爆破技术，通过增大孔距、减小排距，充分利用炸药能量，在单孔爆破面积和单位耗药量不变的情况下，可以改善破碎质量。

（4）为了确保边坡的稳定和平整度，除坚持采用光面爆破外，根据实际情况，适当增大边坡保持层。在石质较差地段，进行深孔爆破时，要减小梯段高度，实行微差爆破，尽量减少爆破药量和分段药量，以免扰动山体。

（5）从开始装药，即设置安全警戒，防止非作业人员进入现场。网路连接后，工作人员逐渐撤离，警戒员、防护人员在指定地点就位，实行区段临时封闭，防止人、车等进入施爆区。

当取土场距离既有线和居民区较近时，爆破断面临近既有线，安全施工要求高，难度大。为确保既有线行车安全，施工中采取浅孔松动爆破和双层排架防护。

3 爆破施工方法

3.1 双层防护排架搭设

施工作业时在临近既有线一侧，按要求选择适当位置钻孔埋设φ32地锚，锚杆长度为1.5 m，埋设深度为1 m，间距为2 m。排架立管套住地锚杆，纵向管距1 m，前、后排管距40 cm，排架横管间距2.0 m，内侧挂竹排，同时设剪刀撑、水平支撑杆。水平支撑杆设锚杆与边坡锚固，锚杆长1.3 m，埋设深为1 m，间、排距为4 m×4 m，拉筋为φ12钢丝绳。

开挖作业面的形成及爆破方法：将开挖断面分成若干个梯形三角台阶，纵向从两端向中间控爆，横向台阶的工作面一般与线路方向形成60°～70°夹角，以使最小抵抗线方向背离既有线方向。根据边坡设计要求，光爆地段采取间隔装药、微差爆破等方法进行施工。

3.2 炮位覆盖措施

炮孔覆盖：购置废旧车胎编制柔性炮被覆盖于炮位上。这种覆盖材料有较高的强度、弹性和韧性，不易折断，并有一定的重量，不易被爆炸气浪抛起，而且这种材料可反复使用、易修补、经济实惠。要求胶皮炮被厚度不得小于1 cm，编织要严实，四面用钢丝扎紧加固。

土袋覆盖加压：在柔性炮被上方加压土袋，并对有可能出现危险滚石的地段加设钢丝绳网或布鲁克网防护，钢丝绳网或布鲁克网四周设锚杆拉紧。以防止滚石危及既有线行车安全。土袋均采用工地废弃水泥编织袋装土，严禁装石子，以免飞石伤人。

炮孔阻塞：炮孔阻塞长度应大于或等于最小抵抗线，阻塞材料采用沙土堵塞。

3.3 布孔形式

孔眼布置采用浅眼、深孔、预裂及多排微差挤压爆破四种方法布置炮孔。

4 爆破方法

采用边坡纵向台阶与横向台阶形成约70°夹角的三角槽式爆破方法。其方法为先在开挖路堑横向从上至下形成若干个梯形台阶并与边坡光爆面形成一个约70°的三角形溜槽，竖直角应大于60°，台阶宽度高度均为2 m，台阶布孔方式为双排布孔。靠既有线一侧采用预留防护墙微差爆破的方法，防护墙高为1.5 m左右，厚度为2 m左右，微差分段为：前排1段，后排3段，单排炮孔使用同段；设计边坡一侧为了达到光爆效果前排为5段，后排为7段，此台阶为纵向台阶，在起爆时可与横向台阶同时起爆。在台阶形成过程中纵向台阶不应过长，纵向台阶的尾部一定要超过垂直既有线方向横向台阶的头部防护。爆破后的爆碴顺三角溜槽清至底部，用小型运输车人工装卸弃除。设计边坡随工作面向前推进而形成，外边防护墙也随工作面向前推进逐渐消失，防护排架也随工作面向前推进逐渐拆迁重搭。

5 爆破工作程序

每一轮爆破施工前，先由技术负责人编制施工设计，并在现场作好对各工序施工负责人的交底工作。各工序施工负责人在施工中严格按此设计操作，每一道工序完毕后应履行签字手续，做到责任到人。现场技术负责每一道工序的监控工作。

在钻孔与装药施工中，发现与设计不相符，工序负责人可与现场负责人及现场技术负责人讨论，确定最佳施工方案，并在爆破工作记录表的变更说明中注明。

装药工序施工前，由现场负责人对炮孔进行抽查，并认真填写“炮孔检查记录表”，如符合要求，方可进行装药，否则严禁装药。

当各工序都进行完毕后，由现场负责人、技术负责人、安全负责人及相关旁站人员作最后检查，确认可以施爆后，履行签字手续。

现场负责人向防护人员发出开始警戒指令并鸣笛，对人员进行清场。由现场负责人向防护人员询问情况，确认安全后，由现场负责人向起爆员发出“起爆”指令（注意：起爆网路与起爆器此时方能进行连接），同时鸣笛并向防护人员发出起爆指令。

起爆后，由技术负责人与安全负责人到现场进行检查，确认安全后，由现场负责人向两端防护人员发出解除警戒命令。如出现险情，现场负责人应立即组织抢险工作，在相关旁站人员确认安全后，方可由现场负责人向防护人员发出解除警戒命令。同时，由现场负责人组织出碴施工。

现场负责人组织技术负责人、安全负责人、各工序负责人及相关旁站人员参加现场讨论会，对此次爆破的效果进行分析，总结经验，并作爆破工作记录。

技术负责人进行现场勘察，进行下一轮爆破的施工准备工作。

6 控爆施工注意事项

（1）严格控制爆碴的破碎程序：要求爆破后的岩石达到“碎而不抛”、“松动而不散”或“预裂无飞”的效果。

（2）严格控制爆破松动范围：要求施工放样要准确无误，爆破后的断面尺寸与设计尺寸相符。光爆地段在爆破作业过程中光爆效果要满足设计要求，爆破后的边坡平顺而稳定，半孔率不小于90%。

（3）严格控制爆破四害：爆破地震波、空气冲击波、噪声和飞石。

（4）控制滚石：该控爆段山体上部存在危石，在施爆前，必须对其进行加固或处理，确认安全后方可进行爆破施工。

（5）控制飞石：爆破飞石是炸药爆炸后的多余能量对石头产生作用的结果。为控制爆破飞石，在施工中主要采用取优孔径、孔深、孔数、孔距、排距和炸药单耗，采用合适的装药方法和起爆方式，提高炮孔的阻塞质量，以达到每个炮孔所产生的爆破能量与炮孔周围介质所需能量相等，达到松动而无剩余能量造成飞石。

（6）加大装药的分散合理性：将炸药进行分散化和微量化处理，采取“密布孔，浅打眼，少装药”的方法将总装药量“化整为零”，合理地、微量地分布在多孔之中，以达到降低爆破地震波、空气冲击波、噪音和飞石的危害。

（7）选择最优抵抗线方向：在最小抵抗线方向，爆破地震强度最小，反方向最大，侧向居中。然而，在最小抵抗线方向上，又是碎块飞散的主导方向。为了综合减震和控制飞石，应使被保护的构造物或边坡居于最小抵抗线两侧位置，分四个控爆作业面、若干个台阶沿山体两端向中间推进。

7 施工安全防护措施

（1）防护排架在搭设过程中要设专职质检员亲临现场指导施工，并设专职安全员解决搭设过程中可能会出现的安全问题。当排架分段搭设完毕后要经技术负责人检查评定验收后方可投入使用。

（2）防护排架任何一个断面的高度保证高出爆破作业面至少3 m。

（3）堑坡顶部爆破边坡坡面形成后，按间距约5 m设置揽风绳，揽风绳采用钢丝绳制作，并用φ32钢筋锚固于边坡坡面上。

（4）在爆破施工现场按规定选择适当位置设置爆破标志牌。

（5）炮位覆盖柔性炮被，上面另压一层土袋，并对有可能出现滚石的地段加设钢丝绳网或布鲁克网防护。

（6）为防止出现意外事故，爆破作业现场准备抢险接触网杆、钢钎、大铁锤等必备材料并在起爆之前组织足够的抢险人员待命。

（7）为防止爆破作业过程中意外险情影响车辆运行安全，在施工爆破作业现场设防护人员，防护员配备一面红色信号旗，信号旗要求用塑料胶带粘接，在出现特殊意外险情时拦停车辆。

8 边沟的开挖

（1）边沟开挖的位置、断面尺寸和沟底纵坡必须符合设计图纸要求，按照从下游出口向上游的顺序进行开挖。

（2）在超高路段，边沟沟底纵坡与曲线前后沟底衔接良好，保证曲线内侧没有积水外溢。

（3）路堑与路堤连接处，边沟要缓顺引向路堤两侧的自然沟，保证路基附近不产生积水。