二级加压泵站道路边坡石方爆破技术应用研究

孙建国

二级加压泵站道路边坡石方爆破技术应用研究

孙建国

（中国水电建设集团十五工程局第三工程公司 陕西咸阳 712000）

道路石方爆破不仅要破碎岩体，而且还要控制边坡的成型。在总结多边界石方爆破理论及其体系、深孔爆破、预裂爆破、光面爆破等技术的基础上，进行了潜孔钻造爆破技术应用研究。采用电雷管起爆，微差毫秒管雷管连接爆破网络起爆技术，有效控制了爆破振动对道路边坡稳定性的影响，同时爆破效果得到有效改善。

加压泵站；道路边坡；石方爆破；技术应用研究

1 工程概况

二级站道路为主要建筑物二级加压泵站与外界联系永久路，起点接现有地方道路洛川火车站乡道柏油路与卢家河村乡间土路交接处，设计高程846.8；终点接二级加压泵站管理站处道路，设计高程856.6，线路全长1.285km。漫水桥为二级站道路自1+088至1+285段需要开挖山体。设计岩石边坡坡比为1：0.5，土质边坡开挖坡比1：0.75，每6m高为一级边坡，每级边坡设置2m宽马道。

2 爆破设计

炮孔采用潜孔钻造孔，成孔直径90mm，炸药药卷直径32mm，采用电雷管起爆，微差毫秒管雷管连接爆破网络，每级边坡开挖装药单耗控制在0.3kg/m3以内，各类孔参数如下：

2.1 主炮孔参数

主炮孔间排距2.5m×3m，正方形布置，成孔角度与预裂孔一致（63.435°），按照设计要求每一台阶高度为6m，造孔深度6.7m。

主炮孔装药采用连续不耦合装药，将直径32mm药卷每4个捆扎在一起，装药长度3.5m，单孔装药量13.6kg，封孔长度2.5m。紧贴预裂孔的一排缓冲孔距离预裂孔1.5m，缓冲孔孔距1.8m，装药量与其他主炮孔相同。封孔采用细砂或粘土封孔。

2.2 预裂孔参数

预裂孔顺设计边线打斜孔，严格控制成孔角度（63.435°），为了抵抗围岩的夹制作用，造孔深度6.7m；预裂孔间距1.2m。

预裂孔装药采用间隔不耦合装药，线装药密度250g/m，预裂孔抵抗线1.2m，预裂孔孔底装药增加3倍，将炸药固定在竹片上，并将导爆索和炸药捆绑结实，孔底装3卷直径32mm药卷，向上每1m装1卷直径32mm药卷，装药不耦合系数2.81，单孔装药量1.4kg。封孔长度2m，封孔采用细砂或粘土封孔。

2.3 连接起爆网络

预裂孔内采用导爆索连接炸药，孔外利用导爆索全部连接，孔内导爆索与孔外导爆索搭接不小于15cm。

起爆网络为毫秒微差起爆网络，使用9段毫秒管雷管，采用孔外延时，预裂孔超前主炮孔起爆时间不得小于200ms，网络连线全部使用3段毫秒管。布置图见图1～4。

3 爆破施工工艺

爆破施工程序见爆破开挖工艺流程见图5。

3.1 测量放样

测量员根据爆破设计进行现场测量，测出爆破范围及每孔的孔口高程。

3.2 布孔

施工员根据爆破设计进行现场布孔，布孔须标明孔号、孔深、孔向，同时向钻孔施工人员进行技术交底。

3.3 钻孔

（1）钻孔之前，要开足风力，吹净表面浮土和残渣，然后对准孔位，调好方向，用小风量打出孔窝，再开足风量快速钻进；

图1 炮孔布置图

图2

图3 预裂孔装药示意图

图4 主炮孔装药示意图

图5 爆破开挖工艺流程图

（2）钻孔深度要保持孔底高程一致，使得爆破后工作面平整；

3.4 验孔

装药前，要仔细检查孔位、孔深和方向，并做好记录，对不符合设计要求的钻孔要重钻、补钻的。无法补钻的，要调整爆破设计和装药量。

3.5 装药

引爆药应装在药柱的中间，雷管的聚能穴应向眼底，装入药卷后，应用竹、木棍填上部炸药，操作必需轻填轻压，并保护好引爆线路。

根据现场及岩层的特点而定。在装药前应用竹、木棍检查炮眼的深度和孔的情况，如孔内积有过多的岩粉应排净。炮眼干燥时，可将炸药两侧划破后放入用竹、木棍将其捣实。竹、木棍前端使用棉布等缠绕成柔性体，防止在捣实过程中损坏雷管、炸药。

3.6 起爆网络连接

预裂孔用导爆索连通，爆破孔内用相应段位的雷管，孔外按起爆网络设计要求采用相应段位导爆管雷管连接，尾线长度不够的用1段雷管加长连接。

3.7 炮孔防护

图4～7为完整试样和预制裂纹试样在三点弯曲试验中,试样变形破裂过程微震和电荷感应信号的监测结果。图中的(a，b，c，d)分别为试样变形破裂过程的时间-力曲线、位移-力曲线、时间-微震和时间-电荷感应信号曲线，(c)图中上、中、下三图分别为电荷传感器1、2、3接收到的电荷感应信号，(d)图中上、中、下三图分别为垂向振动速度传感器和两水平向振动速度传感器接收到的微震信号。

由于爆破范围东侧有铁路穿过，除采用合理控制爆破技术，还要加强防护。主要控制飞石和防止因爆破震动而引发的滚石，必须做好防护工作，炮孔防护采用编织袋装土或细砂覆盖炮孔。

4 爆破振动监测

4.1 监测仪器

爆破振动仪器共有2套，每套配备TT型振速传感器一台、L20型爆破测振仪一台、电脑一台（内置振动数据分析软件）。

4.2 监测仪器布置位置

根据现场实际情况将一套监测仪器布置于洛河右岸西延铁路隧洞出口处（距爆破作业面约120m），另一套监测仪器布置于距爆破作业面约200m的洛河左岸西延铁路上。

4.3 爆破振动监测的目的和意义

4.3.1 爆破振动监测的目的

（1）通过爆破振动监测，评价爆破施工方案和爆破参数的合理性，为控制与优化爆破施工参数提供依据；

（2）通过爆破振动监测，测定爆破作业对西延铁路的振动影响程度，并根据相关规范及设计标准，对其安全性作出评估，并为控制或调整爆破参数提供依据。

4.3.2 爆破振动监测意义

（1）爆破监测可以不断的完善爆破的参数，为后续开挖提供必要的指导。

（2）爆破监测工作还能为建设单位监督施工单位按照爆破监测的成果进行施工起到积极的作用。

4.4 爆破振动监测系统

爆破监测系统框图如图6所示。

其中TT型速度传感器分别测量垂直振动速度和径向、切向水平速度，其频响范围5～500Hz。L20型爆破测振仪，有3个通道，内含前置放大、低通滤波、均衡调节及A/D采集卡，其容量及采集速率完全可以满足工程爆破要求。输入电脑的分析软件除振速动态过程外，还可以进行各项频谱分析及线性回归分析。

4.5 爆破振动监测程序

（1）按照爆破设计造孔，装药和联系；

（2）如爆破网路需调整，做好记录；

（3）爆破前合理布置测点，做好记录；

（4）爆破监测结果及时通知施工方，反馈指导施工，保证施工安全；

（5）爆破后，48h内提交爆破监测简报。

4.6 爆破振动监测工作内容

根据爆破施工情况，结合需要重点保护的对象分析，爆破振动监测工作内容包括：

（1）初次监测为依据，提出合理爆破参数；

（2）爆破参数确定爆破施工方案，做好爆破设计；

（3）随着爆破区域的逼近，不断优化爆破参数，确保出线楼的安全。

5 爆破警戒及信号

爆破前必需确定出危险区域边界，并且要设置明显的安全警示标志及在区域的边界设置岗哨，使所有道路经常处于监视状态之下，每个岗哨相互之间必需通视相连，并随时将安全状况用信号向指挥员报告。爆破信号必需按预告信号、起爆信号、解除警戒信号三阶段进行。

第一次信号发出（警报3长声），所有与爆破无关的人员、车辆等，必需撤离危险区域外或撤到指定的安全地点；同时应向危险区域边界派出警戒人员。

第二次信号发出（警报2长声）后，必需经由爆破安全员王建民确认人员、车辆等已全部撤离危险区域，危险区域内无法搬动的设备己作好了安全防护措施，爆破员作好起爆准备，具备安全起爆条件时方可发出起爆信号，同时起爆。

第三次信号发出（警报1长声），在未发出信号之前，岗哨人员必需坚守岗位，除爆破检查人员以外，严禁任何人进入危险区，经检查确认安全后，方可发出此信号。

6 质量保证措施

（1）施工前作好充分准备，每隔15m测量一横断面，将开挖范围标注详细，标明高度变化的位置。测量放线时，在高程变化的位置设立明显的标志，开挖前进行书面技术交底。

（2）开挖过程中经常校核测量开挖平面位置、水平标高、控制桩号、水准点和边坡坡度。分层开挖时，每层开挖前依据渠道中心桩测放开挖边界线，以便控制断面开口尺寸，使之符合设计要求。

（3）开挖过程中，现场技术员24h轮流跟班，配合工长指挥施工，及时标明高程和开挖范围。

（4）建基面、坡面保护层开挖，根据设计边坡进行精确放样，选择技术过硬、责任心强的员工操作挖掘机，现场技术员要随时检查坡度，杜绝出现坡面超欠挖现象。

（5）加强内部质量管理，建立健全质量管理体系。施工前，对现场生产指挥人员及施工人员进行技术交底并填写交底记录，明确各施工工序及相关技术要求，以做到质量事前预控。

（6）加强测量放线工作和现场测控工作，现场随时校核测量开挖位置、水平标高、水准点等是否符合施工的要求。

7 安全保证措施

（1）制定本项目安全检查制度，定期组织检查，并不定期进行突击检查。对本项目施工中的危险源进行分类标识，制定出相应的预控应急预案。

（2）加强从业人员的安全教育，进行安全学习和培训，提高员工安全意识；制定特种作业的安全操作规程。

（3）竖立和悬挂安全警示牌、宣传标语，时刻提醒员工“安全第一”的意识，提高员工对安全的警觉性。

（4）现场设专职安全员，加强对边坡稳定性观测，须采取必要的措施保证边坡稳定，防止出现滑坡等，确保人员和设备的安全。

（5）每台机械设备班前班后必须进行检查，必须做到现场交接班，当班操作人员必须向下班操作人员交代清楚机械的状况。如发现设备运行出现异常情况，须当即停止运行，进行检查维护，禁止带病作业，以免发生机械事故。

（6）一旦发生交通事故、机械设备事故，现场人员要积极采取措施进行初步抢救，并及时向项目部紧急救援小组汇报，以取得统一指挥和救援。

8 结束语

结合实际爆破施工问题，二级站道路边坡开挖爆破施工时产生的飞石可能对附近的建筑物和铁路构成威胁。通过对工程环境的全面分析，提出采用潜孔钻造孔的控制爆破的施工方法.通过缜密的微差爆破设计，严格控制装药量，有效地控制了岩石爆破施工，成功地完成了二级加压站道路边坡开挖工程。

TU751.9

A

1004-7344（2016）33-0163-02

2016-11-11

孙建国（1986-），男，助理工程师，本科，主要从事水利水电施工方面的工作。