一次成型超深孔精细控制爆破技术在地质灾害治理中的应用

2015-03-09余先发蔡泽军刘文伟

现代矿业 2015年7期

关键词：装药量炮孔装药

余先发蔡泽军刘文伟

(广东省地质局第五地质大队)

一次成型超深孔精细控制爆破技术在地质灾害治理中的应用

余先发蔡泽军刘文伟

(广东省地质局第五地质大队)

国道G321线某段右侧边坡发生崩塌地质灾害，需以最快的速度对边坡危岩体清理，同时又不能破坏保留岩体的整体安全性，为此,提出一次成型超深孔精细控制爆破技术。从爆破技术方案、爆破参数、爆破安全与措施及爆破后边坡危岩清除，保留边坡坡面平整等方面，详细介绍了该技术在崩塌地质灾害应急治理工程中的应用。

一次成型超深孔精细控制爆破地质灾害治理

1 工程概况

国道G321线广东省德庆悦城段K148+735～K148+775右侧边坡发生崩塌地质灾害，崩落岩体约800 m3，虽未对过往行人及车辆造成伤害，但右侧车道完全堵塞，过往车辆只能单边通行。对边坡上部监测未发现有位移，由此可判断边坡再发生大规模崩塌地质灾害事故的可能性很小，但由于边坡高陡、节理裂隙发育，在雨水的冲刷下发生小规模塌方的可能性较大，很可能对左侧通行的车辆及人员造成伤害，所以必须以最快的速度对边坡危岩体进行爆破清理。

1.1 工程地形地貌及地质简况

国道G321线K148+735～K148+775段为沿西江边修筑，属构造侵蚀低山丘陵地貌，公路北侧为开挖的山体，南侧为西江河，边坡最大高度约30 m，坡面角为70°～80°，无分级台阶。边坡顶部为第四纪覆盖层，厚0.5～1.5 m，地层岩石主要为泥盆系老虎头组(Dl)，岩性主要为石英砂岩，粉砂质板岩等，地层产状(走向)与边坡坡向基本相同，倾角40°～50°。出露岩石为强～中风化，层理、风化裂隙及

节理较发育。

1.2 爆破点周围环境

根据现场调查，爆破点北面和东面为山体，无需保护建筑物；南面为321国道，离爆破点25 m处为通讯光缆，140 m处为砖厂和大播地村；西面为距离爆破点65 m处为变压器和10 kV高压线。

2 边坡清理技术方案

2.1 主要技术方案及原理

为保使危岩体不破坏边坡保留岩体的完整性，解决大型机械无法快速到达施工现场的难题，采用轻便式地质潜孔钻机一次成型超深孔精细控制爆破技术。其主要技术原理为：①利用大不耦合装药及孔内、孔间毫秒延期爆破，控制对保留边坡及周边环境的振动影响；②对边坡原有裂隙段进行间隔装药，防止爆破对原有裂隙的进一步延伸扩大；③利用超深孔一次性对危岩体爆破削坡减载，保证作业人员的安全以及方便石渣的清理；④采用精细爆破，使爆破效果达到安全、经济、高效。

2.2 设计参数

爆孔设计参数见表1。

表1 炮孔设计参数

典型剖面炮孔布置见图1所示，炮孔参数及装药量见表2所示。

3 爆破安全与措施

3.1 爆破地震波的控制

为防止爆破振动对周围建构筑物造成破坏，必须根据爆破点最近建构筑物抗震性能选择出允许的振动数值，计算允许最大单响起爆药量。根据爆破地震波传播公式V=K(Q1/3/R)α,K=200、α=1.6进行计算。按《爆破安全规程》GB 6722—2003，一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物安全允许振速为2.0～3.0 cm/s,对距离爆破点最近的变压器电杆进行钢管打桩加固后取v=2.0 cm/s，取不同安全距离校核最大单响起爆药量，如表3所示。

图1 典型剖面炮孔布置(单位:m)

表2 典型剖面炮孔布置参数及装药量

表3 单响药量控制表

3.2 爆破飞石控制

深孔爆破飞石距离按经验公式计算[1-5]:

Rf=20kn2W.

(1)

取k=1.5,n=1.0，W=2.0 m,计算得Rf=60 m.

对南面的通讯光缆和西面的变压器，主要采取以下措施防护：①所有炮孔孔口压一个装满泥土的编织袋，防止个别爆破飞散物从炮孔口逸出；②在西面变压器的前面，用φ50 mm的钢管搭一个排架，用厚5 mm的钢板遮挡防护。

3.3 其他安全技术措施

(1)设计之前对边坡炮孔进行密剖面高精度测绘，以指导炮孔布置及炮孔深度的确定。

(2)测量每个炮孔最小抵抗线方向的剖面，单独核算每个炮孔的装药量和设计装药结构。

(3)根据设计的炮孔布置放好开孔孔位，深孔采用孔口定位管，使炮孔钻凿水平方位角、竖向角度均符合设计要求;安排地质技术人员全程旁站编录，对地质情况、岩体裂缝情况进行记录;岩体可爆性变化时，相应调整装药量。对裂缝段的处理：以裂缝为中心，装药时炮孔上下各填塞0.75 m,使裂缝不扩大，不产生新的险情。

(4)钻孔完成后，测量钻孔方位角、倾角、孔长。如与设计有偏差，不影响使用的则重新标注正确位置，重新设计核算装药量与装药结构;对抵抗线变化大的炮孔，须进行间隔装药处理。

(5)采用孔间微差起爆，控制孔间延期时间为25 ms,排间延期时间控制在150 ms以内，一排孔数大于6个时采用分区爆破，爆破网路示意见图2。

图2 爆破网路示意

(6)划定300 m爆破警戒线，防止爆破时个别飞石对行人、车辆造成损伤。

4 爆破效果

本次爆破共使用炸药1 320 kg,毫秒延期雷管235发，爆破后边坡危岩全部清除，保留边坡坡面平整，爆破石渣一次崩落至坡底，有害效应得到有效控制，爆破未对保留边坡产生新的破坏，未对周围建构筑物造成破坏。见图3。从进场施工到爆后石渣的清理共历时15 d，爆破危岩体约2 500 m3，清理石渣约3 300 m3。