浅谈高速公路扩建石方控制爆破施工技术

梁佶

【摘 要】该文路基石方控制爆破施工实践分析总结，探讨路基石方控制爆破施工中应注意做好的重点工作，可为同类工程施工控制提供借鉴。

【关键词】公路；扩建工程；控制爆破；爆破参数

1.工程概况

福泉高速公路扩建工程属国家高速公路网沈海线中的一段。该项目需爆破的石方段落较分散，爆破影响主要敏感点是现有高速公路的通行车道，爆破点距现有高速公路的距离为5-20米。既有高速公路擴建工程，采用“边通车、边施工”的方式实施拓宽工程建设。高边坡石方爆破的施工安全，是一个重要问题，如果爆破设计和防护措施不理想，会产生飞石、滚石及滑向既有线的溜塌等危害，对高速公路运营及设施、附近电力通讯线路、民房及沿线构造物等都会造成一定损害，甚至产生较坏的社会影响和较大的经济损失。

2.高速公路扩建石方控制爆破应遵循的原则

⑴以基本不干扰主线交通，实施短时间封闭交通（15分钟以内）；⑵严格控制石方爆破的坍塌方向和影响范围，不能对周围建筑物产生破坏效应；控制飞石在安全范围内，确保高速公路行车和人员安全，尽量采用松动爆破；⑶必须严格按“划整为零，分散作用”的原理，遵循“密打眼，少装药，多段起爆”的原则。

3.爆破方案及规模的确定

3.1爆破方案的选择

⑴隔墙外纵向（拉槽）爆破

⑵纵向隔墙爆破

⑶边坡采用光面爆破

3.2爆破规模的选择

⑴影响爆破规模的因素

①控制爆破时所产生的地震效应；②控制爆破时个别碎石的飞扬距离；③控制爆破所产生的破坏范围；④控制爆破爆后的坍塌范围和坍塌方向；⑤安全防护措施。

⑵爆破规模

上述因素中的后两者采用纵向隔墙和钢管排架来完成，而前三者决定于一次爆破允许的最大用药量，所以根据下面公式确定。

Q=K′R3V3/α/k3/α

式中： Q-- 一次爆破允许的最大用药量（Kg）

R—爆破中心与被保护建筑物或设施之间的距离（m）

V—建筑物不受破坏所允许的地面最大震动速度（m/s）

《爆破安全规程》规定：土窑洞、土坯房、毛石房屋，取V=1.0m/s；一般砖房、非抗震大型砌块建筑物，取V=2～3m/s；钢筋混凝土框架房屋，取V=5.0m/s；

K—介质系数，与地震波转播地段及建筑物基础的地质有关。土壤，K=200；岩石，K=30～70；较硬取小值。

α—爆破震动区衰减系数，近区，α=2；远区，α=1；

K′--安全系数，K′=2～3，对古老、质量差的建筑物或安全要求高的设施，K′取大值。

4.爆破设计

4.1隔墙外纵向（拉槽）爆破设计

根据本项目的特点及爆破环境的影响该项目基本全采用浅孔台阶爆破法。

钻爆参数：

d=60mm；

前排抵抗线w=1.0～1.3m；

排距b=1～1.2m；

孔距a=1.0～1.4m（前排和靠近隔墙的孔用小值）；

孔深l=3m（垂直孔，钻孔时超深0.5m）；

单位用药量：q=0.2～0.35kg/m? （经验数据）

装药量计算：

单孔装药量Q=qwal或Q=qbal=0.2 kg～2.184 kg

装药结构：

靠近隔墙的炮孔采用φ32、φ25乳胶炸药药卷和导爆索进行分段间隔装药，根据孔深一般分为3～4段，药量自上而下的分配比为：3段为0.25：0.35：0.40，4段为0.15：0.25：0.25：0.35，其余炮孔采用连续装药，对装药长度超过2.5m、φ25药卷超过5节（1.2m）的炮孔，为防止出现管道效应，需要将所有药卷绑扎在导爆索上。堵塞长度取（1.2～1.3）w或（1.2～1.3）b（靠近隔墙处取大值）。

起爆网络和起爆顺序：

非高压线地段采用塑料导爆管起爆系统。

在高压线附近采用塑料导爆管雷管闭合的网路或者是塑料导爆簇连网络，用击发笔起爆。绝对不许用电爆网路。

4.2纵向隔墙爆破设计

采用“多打眼、少装药、多段起爆”的方法，使爆破能量得到合理的利用和控制。

钻爆参数：

d=42mm；

w=b=0.5～0.6m；

l=2.0～3.0m（垂直孔）；

q=0.26～0.31kg/m?（二个自由面，靠既有线侧用小值）

q=0.24～0.27kg/m?（三个自由面）

装药量计算：

单孔装药量Q=qwbl

装药结构：

为将炸药均匀分布于岩体中，使用φ25乳胶炸药和导爆索进行分段间隔装药。根据孔深可分为4～7段，药量自上而下的分配比为：4段为0.15：0.25：0.25：0.35，5段为0.1：0.2：0.2：0.2：0.3，6段为0.15：0.15：0.15：0.15：0.15：0.25，7段为0.1：0.1：0.15：0.15： 0.15：0.15：0.2。堵塞长度取（1.3～1.5）w（靠既有线侧取大值）。

起爆网路和起爆顺序：

使用2～15段非电毫秒雷管实现孔内微差起爆，并利用孔间微差顺序起爆原理，使每个炮眼均在3～4个自由面条件下起爆，以提高岩石破碎度和降低爆破震动。自下而上逐层起爆。

4.3边坡光面爆破

钻爆参数：

d=42mm；

w=b=75～85cm；

l=3.00～3.30m（钻孔倾斜度与边坡一致，长度按边坡率调整。）；

q=0.26～0.31 kg/m?（二个自由面）

q=0.24～0.27kg/m?（三个自由面）

装药量计算：

单孔装药量Q=qwbl

装药结构：

为将炸药均匀分布于岩体中，使用φ25乳胶炸药和导爆索进行分段间隔装药。根据孔深可分为4～7段，药量自上而下的分配比为：4段为0.15：0.25：0.25：0.35，5段为0.1：0.2：0.2：0.2：0.3，6段为0.15：0.15：0.15：0.15：0.15：0.25，7段为0.1：0.1：0.15：0.15： 0.15：0.15：0.2。堵塞长度取（1.3～1.5）w。

采用并联方式与隔墙外纵向拉槽爆破及纵向隔墙爆破的起爆系统联为一体。

5.施工安全

5.1爆破地震波速检算

检算公式采用：

V=K（Q1/3/R）α；K、α值参照有关经验数据分别取50和2.0；本项目中V取3.5cm/s。

5.2爆破飞石预防

⑴爆破飞石距离检算

RFmax=Kφ·D

式中：RFmax——碎石飛散距离（m）；

Kφ——安全系数，如孔径单位取英寸，则安全系数为40；如孔径单位取厘米，则安全系数为15.7；

D——炮孔直径。

⑵钢管排架防护

采用钢管排架在既有边坡台阶处防护。排架采用6米长无缝钢管，横纵向间距均为1.0米，立杆与横杆之间用卡子连接，钢管底端通过φ25锚杆与山体岩石固定，顶部伸出堑坡坡顶2m，用18钢丝绳将排架拉到堑顶上部的地锚上。在排架两端及中间每隔24m布设剪力撑，每根剪力撑连接3根斜杆，斜杆与地面的夹角为45°～65°，在排架上固定竹夹片，形成“挡墙”，防止飞石从空隙中飞出。如发现挡墙损坏应即时修复，未修复前不得进行爆破作业。

⑶爆破体覆盖

在炮孔口部位铺设土袋、炮被、铁丝网，炮被采用废旧汽车轮胎片用钢丝绳编织而成，每片做成1.8m×2m，用汽车运至施工现场，人工覆盖，覆盖后各片之间应互相用钢丝绳拴接成一体。覆盖时按照后爆破孔先覆盖的原则进行搭接覆盖，覆盖时应注意孔外连接雷管，把土袋轻轻地压在炮孔上， 最后加一层铁丝网，不允许在炮孔上拖拉。另外抵抗线方向的临空面和原边坡上都要加覆盖。

6.结束语

随着铁路、高速公路的改扩建，石方控制爆破应用会越来越多，人们会不断探索，不断积累经验，使石方控制爆破日臻完善。