渔平高速公路延伸线扩堑石方爆破施工技术

2015-10-31陈新祖

建材与装饰 2015年27期

关键词：石方装药量雷管

陈新祖

（中交第二航务工程局有限公司）

渔平高速公路延伸线扩堑石方爆破施工技术

陈新祖

（中交第二航务工程局有限公司）

以渔平高速公路延伸线的右侧再开辟一条新的高速公路，扩堑石方控制爆破施工为例，介绍了控制爆破的方案设计、爆破试验及实施、安全防护措施等施工技术，对紧邻高速公路高路堑石方控制爆破的施工方法，及高速公路安全防护技术措施进行了探讨。

紧邻高速公路；控制爆破；防护措施

1　工程概况

渔平高速公路延伸线的右侧再开辟一条新的高速公路，在里程桩号YK41+326.16～YK41+431.24段为路基工程，石方爆破开挖工程量约40000方。施工前其左侧高速公路已通车，地质条件一般，主要为花岗岩，岩性坚硬，层状，无渗水。据此，为了保证临近高速公路正常运营，可以使用控制爆破的方法进行施工，在对路堑石方进行开挖时，通过使用从两端往中间分步和分台阶开挖的方法来进行施工。该扩堑爆破的主要特点有具有：

（1）本工程所使用的爆破方法为扩堑石方控制爆破，在高速公路左侧实施，间距约为2m。

（2）在扩堑段将坡陡堑高，堑高的坡度为1：0.70～1：1.20，平均高8m。

（3）在工程中所受到施工的影响较大，并会受到运营的干扰，将重点困难排除后，要将所有工作人员的安全摆在第一位，并保证设备的安全，确保高速公路通行车辆的安全。

2　爆破方案设计

采用多排微差浅孔非电松动控制爆破，采用人工风枪打眼、搭设钢管竹夹板靠壁式的方式进行施工，并采用排架防护的方式来进行安全保护，在施工过程中，可以根据隔墙的预留和中拉槽的相关要求来进行施工，对于边坡面的施工可以使用预裂爆破的方法，在坡体的靠外部分考虑到对隔墙的保护应当预留10～15cm的厚度，在开挖时要先对墙内石方进行开挖，如果隔墙已经达到了2m的高度，可以采用破碎机将其破碎后再挖除，开挖的方式按照从上到下进行。

2.1台阶大小的选定

根据机械出碴的特点，拉槽台阶的宽度应当按照机械出碴的情况而定，并与定扩堑全断面开挖的宽度一致，将台阶的长度定为6m，台阶高度H为2.6m。台阶宽度为5m，每次起爆2个台阶。

2.2爆破总体方案

（1）根据施工现场实际地形，爆破施工从福清侧至平潭侧推进，采取先爆破右侧山体，逐层爆破，每层预留4～6m左侧与现有行车道之间的山体作为隔离带，防止爆破施工碎石飞至行车道。

（2）对边坡位置采用小型光面预裂爆破，严格控制爆破开挖线，杜绝超爆发生，同时确保边坡的稳定。

（3）爆破开挖前要先将山体表面清楚干净，不能够有杂草或者土层存在，将清除的杂草等运送到指定地点。对于平台的平整以及修整可以使用挖掘机来进行，对空间和设备要进行合理的利用，使施工的进度加快，能够达到预期的效果。

（4）根据工程建设的施工要求，为了使施工进度能够达到预期效果，可以将施工分为开挖和台阶开挖两个阶段。在进行浅孔爆破时需要将边坡的坡型要求考虑进来。

（5）在爆破之后，要使用风钻对大粒径石块进行打浅眼，进行爆破分解，并配合机械作业进行解小。

2.3炮孔装药量的计算及装药结构

本工程炸药采用2号岩石硝铵炸药，对单个炮孔的装药量可以用公式表示为Q=bHqa，其中，q表示单位耗药量（kg/m3），将玄武岩地质用q=0.4kg/m3来表示，那么可以将主炮孔的设计理论装药量表示为：

Q=1.2×1.1×0.4×2.6=1.37kg（具体计算可以按照试爆效果进行适当调整）。

边炮孔的单位耗药量大约为主炮孔的0.6倍，装药量为0.895kg，预裂孔的单位耗药量大约为主炮孔的0.7倍，装药量为1.042kg。

主炮孔可以使用间隔装药的结构来进行装药，在炮孔的底部位置装有装药量的2/3，在炮孔中间位置装有药量的1/3，在炮孔中间位置装药的距离应该在炮孔深度之外的11～13cm。堵塞的长度必须复合要求，所以可以使用耦合装药的方法来对边炮孔进行装药。对预裂孔可以使用两个间隔装药结构，即把实际装药量的1/2装在炮孔的底部，剩余1/2的60％装在距炮孔底部药包1.0m的炮孔中间位置，在把剩余1/2的40％装在距炮孔口深0.6m左右的位置上，炮孔中的3个药包绑扎在导爆索上，即用导爆索起爆药包，采用导爆索不耦合装药方式。炮孔装药结构图如图1。

2.4起爆网络

爆破使用导爆管起爆法，采用孔内延期或孔内孔外延期接力起爆网络（①孔内延期需按所要求的起爆顺序放入相应段别的延期雷管；②孔内孔外接力起爆一般采用孔外传爆雷管串联，孔内延时雷管并联。孔内起爆雷管采用高段位，孔外传爆雷管采用低段位，以确保起爆网络的准爆性），每孔内装1发（视作业实际需求情况灵活变动）塑料导爆管雷管。使用击发针对连接网路进行起爆。

2.5爆破的防护方法

在高速公路上使用石方控制爆破的方式已经很普遍，在进行爆破之前必须做好防护措施，避免出现飞石、滑块和滚石等情况，必须保证石方控制爆破的实施安全性。对于出现飞石的情况，在进行爆破时要使用炮口覆盖的方式和柔性防护来对岩体表面和岩体上空进行防护。在防护时应当注意，可以使用旧轮胎对爆破区进行覆盖，在炮被上可以使用加压沙包的方式进行防护，另外可以使用安全网对前两层进行防护，使用钢管排架能够防止滚石和飞石的情况发生。

3　爆破试验及施工

正式施工前进行试爆是爆破成功的必须和关键环节，在进行爆破时，如果出现岩石发生变化的情况，必须先采取试爆的方式。在进行试爆时，对于炮孔的具体位置应按照要求定在距离既有线较远的位置，要保证施工的地质情况和施工的具体情况能够和施工段以及岩性保持在同一地点。试爆应当按照爆破设计的孔网参数以及单位耗药量来进行，试爆之后要对试爆的效果进行分析，然后再调整参数，将试爆结果作为设计和施工的主要依据。将爆破试验的参数进行统计见表1。

表1　爆破试验装药参数统计表

3.1布孔及钻眼

对浅孔小台阶进行爆破时可以采用风钻来打眼，根据设计要求中的孔距以及量测的排距来布置孔的位置，在布置边炮孔时要特别注意量测的准确性，然后将炮孔的位置标为红色。根据审计要求中的炮孔方向、炮孔角度以及具体位置进行钻眼。在钻眼之后要将孔深测量好，孔深必须符合规定要求。如果孔深过浅将会导致粉尘将孔堵塞，遇到这种情况要使用高压风机将粉尘吹出再进行量测，孔深必须符合规定要求，如果不符合则要重新钻孔。

3.2装药和堵塞

在进行装药之前先要量测好所有炮孔之间的孔距、炮孔的方向、炮孔的倾斜角以及孔深并进行核对，对每个炮孔的装药量进行计算，根据所设计的装药结构来进行装药。炮孔中由于回填产生的堵塞物以及炮孔之间由于装药产生的隔离物，需要采用炮泥或者黏土进行回填。回填的质量必须符合要求，在回填时要进行捣固，不能将回填物直接充满炮孔，捣固时不能使用金属器物进行。

3.3起爆网络连接

所有炮孔对毫秒雷管安放的段别都应当符合要求，要将起爆网路中的火雷使用明显的标志进行标注。在岁多个台阶进行同时起爆时，要将连线从上往下逐个进行连接；在进行分层爆破时，要从起爆的重点开始进行连线直至起爆的起点。完成起爆网络的连接之后，要做好检查复核的工作，避免出现错误。

3.4要点爆破

按照有关部门所规定的相关协议，在起爆之前要做好充分的准备工作，然后再与高速收费站要钱进行联络，再将爆雷管与其连接，爆破进行之前的20min，要将所有人员和设备撤离爆破区，工作人员要做好安全警戒工作，在合适的地点设置警戒线。在规定的时间内起爆，完成爆破之后，恢复时再将警戒撤除，并向高速收费站销点，使车辆能够恢复正常运行。

3.5隔离墙和排架拆除

在爆破之后，当隔离墙的高度超过2m时，应当立即使用破碎机破碎再用挖机将其挖除。挖除隔离墙之后，要将上部多余的钢管排架进行拆除。拆除的顺序应按照从上到下的顺序进行拆除，在拆除钢管排架时要注意防止钢管排架侵限。

4　爆破安全演算

4.1爆破飞石

使用弱扰动微差松动的方式进行爆破并采取有效的防护措施，通过理论证明不会出现爆破飞石的情况。在施工过程中进行爆破时所设置警戒防护的范围必须大于50m，防止出现安全事故。在进行爆破时，必须将所有人员进行撤离，并撤离到50m外的距离，在爆破时进行工作的人员和设备应当使用覆盖防护的方法保证其安全。

4.2爆破振动

根据爆破振动公式V=K（Q1/3/R）a来进行演算。将地质条件用K=110，R=15m来表示，其中所取的距离应当为最小距离，将装药量表示为Q=7.2kg，a=2，通过演算可以得出V=1.82cm/s，说明振动的速度小于3cm/s。此次爆破的具体位置在站台附近的平面之上，可以将排水沟作为减震沟，根据爆破安全规程可以得出：此次爆破将不会对设备以及建筑构筑物等造成影响，能够保证爆破的安全性。