爆破施工在立交桥顶进工程中的应用

李 鹏

(上海铁路局 安徽地铁公司，合肥 230000)

1 工程概述

205国道新沂改线段下穿陇海铁路立交桥工程，施工位置位于陇海线K109+606处。北部1 000 m内为田野空旷地带，西南侧300 m处为闻马村，南部和东南侧为空旷田野，东西向为陇海铁路。顶进施工中遇到岩石，采用机械开挖难以破除。根据设计要求，结合施工实际情况，为加快工程进度，确保顶进开挖施工的正常进行，石方施工采用爆破开挖。爆区周围环境具备爆破条件，能够满足爆破要求。现场采取控制爆破，并加以必要的防护(覆盖)。爆破地点在陇海铁路既有线下，爆破施工期间须确保线路行车安全，安全要求高，给爆破作业带来了一定的困难，施工时工程防护要求高。由于工期间隔时间长、跨度大，施工方法受气候与环境的影响，因此施工时应充分考虑各种因素，采取相应措施，保证本工程的质量和进度计划的完成。

根据该工程的要求，结合施工单位项目部的施工能力和组织安排，施工工期为2009年7月至2010年5月。本工程选用具备爆破资质的爆破公司负责具体施工，施工前按规定办理爆破施工审批手续(包括专项方案审查、安全协议签订、地方公安和铁路公安批准、路局安全审批等)。

1)认真研究图纸，弄清设计意图。探察现场实际情况，组织技术人员制定出可行的施工技术措施。

2)爆破开挖应充分考虑现场的实际施工条件，采用人工、机械、爆破配合的施工方法，科学地进行设计。爆破施工要严格按设计要求开挖断面，能保护的尽量保护。标明工程起点、弯点及终点等位置，把能碰到的桩点引至外面以便进行核查。

3)爆破作业应提前向新沂工务车间报爆破配合作业计划，发书面配合联系单。爆破开挖采取每日要点施工。

4)利用封锁点进行爆破。爆破施工完毕后，在列车到来之前要留有充足的时间对上、下行线路有无飞石，以及线路扰动情况、线路几何尺寸检查一遍，线路几何尺寸满足要求后，方可放行列车。

2 爆破设计

项目部根据设计对爆破介质(砂岩)及爆破环境进行了认真的勘察和方案论证，爆破设计如下:

1)爆破方案选择。由于建设工期紧，总爆破量不大，决定采用浅孔爆破方案，分次分批爆破到底。

2)浅眼爆破参数的选择。爆破采用手风钻垂直打孔，梅花形布眼，具体参数如下:①孔径:风钻钻孔，一字型钻头直径36 mm，钻孔直径约38 mm。②孔深:根据爆破深度的不同，超深10% ～15%。即孔深L=(1.1-1.2)H(爆深)，根据机械特性和现场地质情况决定最大孔深为1.5 m。③布眼密度(孔距a，排距b)根据爆深现场确定，具体布孔见表1。④单位体积耗药量:采用松动爆破，炸药单耗q取300 g/m3。⑤单孔装药量Q，按下式计算Q=qabH，具体设计参数见表1。爆破装药要遵循多打孔少装药的原则，控制一次起爆最大药量。爆破深度一次以不超过1.0 m为宜。⑥起爆顺序:每次爆破的一次起爆药量不超过1 kg，采用毫秒微差起爆，使用毫秒2，3，4，5段雷管，一次起爆雷管段别不超过4个段别。

3)施工工艺确定。①试验炮:进场施工后，首先根据岩石结构、爆破深度的不同等选择具有代表性的部位，按照本设计的各项参数，进行小规模的爆破试验。根据爆破效果，进行调整，以优化爆破参数。②工艺流程:施工准备→测量放线→标孔→钻孔→药包制作→药包装填及堵塞→网路连接与检查→安全防护→警戒→起爆→爆后检查、盲炮处理→渣土清理运输→测量→找平。

表1 浅眼爆破参数

3 安全距离计算

当取 Q=1 kg，K=100，α =2.5，R=5 m 时，则 V=1.7 cm/s，即最大一段装药量只要不超过1 kg，那么爆破振动产生的地震波是能满足《爆破安全规程》(GB6722—2003)中要求的。实际爆破时应先进行试炮，结合爆破振动测试仪器(UBOX—5016)测试的数据，采取最符合现场条件的爆破起爆药量。

1)地震波安全距离。根据公式

式中，R为从测点到爆破中心的距离(m);V为质点允许振动速度(cm/s);Q为延发爆破时最大一段装药量(kg);K为与爆破场地有关的系数;α为与地质条件有关的系数。

2)爆破飞石距离。根据现场施工条件，在远离铁路处先进行爆破施工，先爆破出一道宽1.5 m的沟槽，以便为后续爆破部位创造出临空面。这种背向铁路临空面的起爆，爆破产生极少量的飞石在封闭的空间内不会飞出，确保铁路安全。

3)冲击波安全距离。爆破作用指数＜3的露天浅孔爆破，一般爆破冲击波都很小，只考虑爆破飞石和爆破地震波。本爆破工程是露天浅孔松动爆破，爆破作用指数＜1，可不考虑爆破冲击波的危害。因此，爆破安全警戒距离取100 m。

4)防护措施。为防止爆破飞渣造成安全隐患，爆破时在爆破部位铺设一层炮被，施工时再用彩钢瓦或竹胶板及方木在便梁下进行封闭隔离。爆破施工采取每日要封锁点施工，陇海上下行线同时封锁30 min，每日一个点，确保铁路行车安全。

5)警戒。①根据施工设计提供的警戒范围平面图标明的危险范围，设置警戒地点和警戒标志。②在所有进入爆区的通道和危险区入口处，都必须有人员警戒，警戒人员应持有警戒旗、哨子和便携式扩音器。③警戒人员应提前半小时到指定地点上岗，按计划断绝各通道，直至发出解除警戒信号后，方准离开岗位。④ 爆破危险范围内的人员，必须按指挥部的撤离计划在起爆前撤至安全地点。⑤负责人员撤离的责任人及警戒负责人应及时向指挥长报告警戒工作情况。

4 安全措施

1)施工单位应将爆破有关企业资质及爆破员特殊工种证件报监理审批。爆破作业时，所有爆破作业人员应持证上岗，且必须由具备资质的工程技术人员负责现场指挥实施爆破，严禁无证接触爆炸物品及外单位爆破作业人员参与爆破作业。爆破器材临时存放现场应按规定落实专人看管，并将爆破器材的流向登记详细到个人，严禁代领、代用。

2)利用封锁点进行爆破，并保证在爆破施工完毕后，列车到来之前要留有充足的时间对上下行线路有无飞石，以及线路扰动情况、线路几何尺寸检查一遍，线路几何尺寸满足要求后，方可放行列车。

3)爆破方案应对路基塌方、线路几何尺寸变化等编制相应的应急预案。

4)严格遵守爆破安全规程。装药时应加强安全警戒，并在警戒区边界设置明显标志并派出岗哨，非爆破作业人员撤至安全距离范围以外。现场爆破人员与非爆破人员着装应有明显区分，且挂牌上岗，爆破指挥及打孔、爆破各组人员应佩戴袖章。

5)爆后检查处理。①爆后必须等炮烟散尽碎渣稳定后，检查人员方准进入现场检查;②发现爆破碎渣局部不稳定时，爆破负责人应立即划定安全范围，派专人看守，无关人员不得接近;③指挥长收到报告并确认安全后，方可下达解除警戒令。

6)参加施工的人员由项目部进行安全教育，掌握工程概况和安全注意事项。根据施工情况对施工人员进行安全教育，及时掌握施工中的新技术、新方法、新设备、新材料对安全的要求。

7)六级以上大风及大雨、大雪、大雾天气，禁止爆破作业。

5 结语

本工程由于在既有线铁路下施工，为了不影响陇海线运营，初步考虑不采用爆破法施工，先后使用挖机破碎锤破除、静态爆破剂配合挖机破碎锤联合破除以及从深圳购买液压劈裂器进行破除，效果均不理想。在此情况下，不得已只有采用明爆法施工。分别到上海铁路局徐州铁路公安处、新沂市公安局以及上海铁路局业务处室办理了爆破施工审批手续，同时与新沂市地震台协商，确定采用浅孔微爆法施工以尽可能地减少对地震台的干扰。工程于2009年7月6日对基坑进行了试爆，试爆时各相关管理单位均到现场进行监督，认为这种爆破方法能够满足各方面安全要求。于7月7日开始按照浅孔微爆法进行了基坑爆破开挖，在2010年4月至2010年5月进行爆破顶进工作。在施工过程中，总结经验，制订爆破施工记录表和爆破施工卡控措施，保证了安全施工，满足运输的需要，同时给本公司在既有线爆破施工上积累了一定的经验，打下了良好的基础。

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［2］梁晓峰.静态爆破技术在隧道开挖施工中的应用［J］.铁道建筑，2010(2):44-46.

［3］宋小林，张继春，郭学彬，等.顺倾边坡岩体爆破的振动特性数值研究［J］.铁道建筑，2010(2):87-90.

［4］吴宁海，刘涛.爆破工程安全管理［J］.铁道建筑，2009(12):130-132.

［5］中华人民共和国铁道部.TB10203—2002 铁路桥涵施工规范［S］.北京:中国铁道出版社，2002.