河池飞机场工程悬崖边危石处理技术

2016-08-09韦扬省

大科技 2016年12期

关键词：河池石块格栅

韦扬省

（广西河池水利电力勘测设计研究院广西河池市 547000）

河池飞机场工程悬崖边危石处理技术

韦扬省

（广西河池水利电力勘测设计研究院广西河池市 547000）

河池机场地处云贵高原边缘，地形、地貌、地质结构非常复杂，高挡墙和高边坡开挖防护工程较多、范围大、技术难度高，其中，场道工程的悬崖岩石爆破安全施工，无论是从技术上还是从组织管理上，都是极大的挑战。河池机场悬崖边的爆破总长2285m，机场围界长7450m，占机场围界的30.6%。悬崖岩石巨大，有的呈柱状、有的向悬崖方向外凸3～6m，与下边村庄高差约176m，村庄有大片房屋，山脚下架设有500kV输电线路和铁塔，爆破危险性很大，难度很高，通过采用悬崖边危石处理技术，为工程施工安全、保证工程进度起到了关键作用。本文对该技术进行了详细介绍和总结，可供类似工程参考。

悬崖边危石；处理技术；河池飞机场工程

1 工程概述

河池机场是一座单向跑道的民用机场，地处云贵高原边缘，地形、地貌、地质结构非常复杂，高挡墙和高边坡开挖防护工程较多、范围大、技术难度高。场道工程于2009年1月动工，2010年5月完工。河池机场场道工程中涉及悬崖边危石的爆破总长有2285m，危石区在海拔680m处，悬崖下方是大片果林，距危石直线距离350～400m有一座500kV电线铁塔及居民房屋。

悬崖岩石巨大，有的呈柱状、有的向悬崖方向外凸3～6m，与下边村庄高差约176m。其中，特别危险中的危险有两处：

第1处危石中心位置在P92.33，H95.87处，石块伸出悬崖2～3m，面积较大，长100m，宽18m，高20m，方量36000m3，并且与内侧相连处有两道约2cm的裂缝，特别危险（见示图1）。

图1 危石1侧面示意图

第2处危石中心位置在P90.84，H95.87处，危石为一个直立的石柱，长宽约为4m，高10m，底部埋在土层中，无法估计根部情况。顶部略向西侧悬崖外倾斜，危石影响面积约100m2，估计方量1000m3（见示图2）。

图2 危石2侧面示意图

以上几处危石外的悬崖下有一个高压电线铁塔，有四户村民，如不急时处理，在雨水冲刷或自然情况下危石极有可能会滚落，造成特别大的危害。

2 悬崖边危石处理技术方案设计

对于技术方案的设计，总的目标是既要把悬崖边临空危石清除，又要使爆破产生的众多滚石分解成小块，以减小其势能和动能，避免给山脚下村庄的大片房屋、以及贵广500kV输电线路和铁塔造成损坏。

2.1 技术要求

①控制爆破后石块粒度≤70cm；②石块尽可能少滚下悬崖；③爆破后不会造成工程地质灾害隐患；④尽可能减少爆破产生冲击波；⑤确保技术方案实施过程的安全合理性。

2.2 施工工艺

（1）第一处危石采用密集一次爆破（临空部分）

施工人员在第一处危石顶部竖直打眼，炮眼间距0.5m，炮眼打至距整个石块底部以上0.5m左右（可采用将几个眼打穿，推算危石厚度，周围的眼按危石的厚度减小0.5m，严格控制），孔径为40mm，用药量根据实际情况确定。打好炮眼装完药后，在上面覆盖一至两层土工格栅防护。对伸出部分危石全部打眼、装药，一次爆破。使整个危石一次爆成小块滚落至悬崖下，落在防护沟内。

①体布孔：炮眼按梅花形布置，距悬崖边临空面抵抗线最小不能少于0.6m，靠机场中心方向必须挖空，能防止整个危石爆碎后全部滚落至悬崖下（见示图3）。

图3 危石爆破区玉面图

②药结构：从孔底起0.6m装药，然后砂子填充0.3m，再装0.6m药，顶部不装药部分长0.3m，用粘土筑。第1个孔装两个雷管，采用毫秒延时雷管，从内侧起，分排爆破，最后两排同时爆破。

危石爆破前，先清理施工现场的松散部位，查看险情，划定当次爆破的范围。对危石的裂缝进行观察，发现大的变化随时停止施工。

方案的利弊。利：①工期短，能将伸出的危险部位一次爆完；②大块岩石能爆碎在70cm以内，减少其危害；③采用毫秒延时分段爆破，震动小，冲击波小；④覆盖土工格栅能防止飞石飞散。弊：爆破后危石大部分不可避免的将滚落至悬崖下。

（2）第二处危石采用密集分层爆破

采用小炮、解炮将石柱按层解小，每层厚度控制在1m内，爆炮打眼时略向机场中心线侧倾斜，破出的石料会飞向机场内侧。技术参数按第一处危石爆破的技术叁数。

爆破完后，用挖机将爆破松动的石块往机场内侧钩，不形成大的滑落。控制每次爆破的深度和面积，减少震动。

方案的利弊。利：不会有大的石块滚落至悬崖下。弊：进度较慢，费用高。作业人员施工难度增大，对作业人员安全要求高。担心分层爆破时底部松动造成整个石柱垮塌。

2.3 施工顺序

处理危石时应先处理第二处，第二处爆破至底部土方施工面后再处理第一处。

2.4 施工人员的安全

两处危石处理时操作的施工人员十分危险，必须采取安全措施施工。

操作人员打眼、装药、防护时必须系安全带。在危石内侧5m，选一平整处，打眼2m深，将5m长钢架管插入底部，伸出3m。将安全带绑紧在钢管上。若施工时危石滑落，绑紧的安全带能将操作人员拉在悬崖边，保证人员安全。特别危险部位可将挖机停在悬崖边安全位置，将挖机斗伸到悬崖上，操作人员的安全带系在挖机上，人站在挖机斗上施工。

3 防护方案

①主动防护：起爆破前，用土工格栅覆盖防飞石；②被动防护：在半山腰缓坡处设两道防护沟拦截滚石。

3.1 土工格栅覆盖

在危石爆破时，爆破打好炮眼装完药后，在上面覆盖一至两层土工格栅（土工格栅是一种30cm正方形连接的胶带，内含5根小钢丝，纵向拉力达30kN）。土工格栅四周伸出爆破区10～16m，靠悬崖边也必须伸出5m垂下悬崖，在机场内侧用铁丝连接并绑在一根固定的钢杆上，防止爆破时冲到悬崖下。起爆后，格栅能有效地拦住爆碎的飞石飞到悬崖外（见图4）。

图4

3.2 设第一道防护沟

第一道防护设在悬崖底部，在较平坦地带开挖一条防护沟，将挖沟土堆在沟外侧压实，形成一个标准土质挡墙。以拦截悬崖边落下的石块，保证下方村民及农作物的安全。

防护沟形式见下图，在现有防护沟的基础上征地宽约12m，靠施工场地内侧挖一条5m宽3m深的沟，挖沟土培于外侧形成一个高3m宽4m的土质挡墙，用机械将土质压实，挡墙顶宽约50cm，呈缓坡以排积水并可供人畜行走。在部分危险地段（主要观察石块落下的轨道部位）适当用砂袋堆码，尽量不让危石从土质挡墙顶部翻过。土质挡墙每隔40m做一个排水孔，让雨天沟内不积水。挡墙坡脚处如不平坦，采用超挖做成反坡形式，保证坡脚稳定。此处挖防护沟长300m。

挖防护沟必须观察防护沟与悬崖底间的地形，若发现有突出部分，此处应削平或挖低，防止石块滚落此处形成跳板飞过防护沟。

要及时加宽加深并清理沟内石渣，恢复其拦截作用。防护沟是否增加挂网拦截滚石防护，主要根据实际地形确定。

根据以前的经验，第一道防护沟能够拦截悬崖落下石块的85%（见示图 5）。

3.3 设第二道防护沟及砂袋挡墙

第二道防护设在220kV电线铁塔上方。根据现场地势、地形在铁塔上方约30m处竹林内设一道防护沟及砂袋挡墙。长约50m，宽8m，先将地基修平，堆码一个宽3m，高约5m的砂袋挡墙。将挡墙内侧的土挖低，形成一个宽3m，深1m的防护沟，滚落至此的石块经防护沟消力后弹在砂袋挡墙内侧。根据危石处理的危险情况，随时加高、加宽砂袋挡墙（见图6）。

4 危石清除

如果危石处理不当将整个垮塌或雨水冲刷自然滚落，对悬崖下的村民、电线铁塔、果树、民房及房内财产等造成危害。

图5

图6

（1）危害最大的是造成人员伤亡。经常有村民在果林内劳作。悬崖边危石清除期间，有石块滚落山下不可避免，采取有力措施只是最低限度地减少。因此为确保安全，还安排安全员，在各路口设卡和设置安全警示牌，日夜值班，在村内显要位置张贴安全告示，并发放到每个农户手里，使村民人人知晓，并作好村民的安全思想工作，在排危期间山底下的村民全部组织撤离到安全地带，爆破后视情况可返回村里，最靠近危险区的四户农户暂时搬离农舍，直到危险排除。村民不准进入警戒区域。

（2）第二大危害是悬崖底部的500kV高压供电线路。若供电线路中断，将造成南丹、大厂等县市大面积停电，各大小矿、工厂全部将停工而造成巨大损失，关乎民生。电线铁塔距危石处有360m，我们的爆破飞石可控制在300m范围内，再加上危石爆破时顶部覆盖土工格栅，飞石不会对供电线路造成危害。但较大的石块从山坡滚下后如击中电线铁塔中间部位，会造成铁塔的倒塌。按我们的爆破方法，爆碎的石块一般可控制在80cm以内，滚落下后第一道防护沟能拦截下85%，第二道防护砂袋能拦截余下的石块。同时还应申请供电部门对可能出现的危害作出应急处理预案。

（3）第三是对果树、民房内的财产的危害。若石块滚下将造成果树的毁坏，民房的垮塌及房内财产的损失。应安排专人清点毁坏数量，按国家标准及时赔偿。