高速铁路路基扩堑取石爆破施工技术研究及运用

黄想禄

Research and Application of Construction Technology for High Speed Railway Subgrade

Cutting Expansion and Stone Removal

摘要：充分利用高速铁路正线及周边资源，采取路基扩堑取石方法，为标段路基填筑提供料源，既节省施工成本，又能高效的组织施工生产，但是在施工生产中面临着一定的困难，如何能确保扩堑取石施工、路基填料加工与路基填筑施工同步；如何能保证架梁机能顺利通过扩堑取土段路基，同时保证路基填料的供应不受影响；如何协调、规划运输路线，与爆破施工干扰产生最小的影响，加快施工进度，这是我们研究的主要内容。

Abstract： To take full advantage of the high-speed railway frontline and its surrounding resources and take the method of subgrade cutting expansion and stone removal can provide the material source for the roadbed filling of the tender section， save the construction cost and organize the construction and production with high efficiency， but it faces a certain difficulties in the construction and production. This paper studies how to ensure the synchronization of the subgrade cutting expansion and stone removal construction， roadbed filling material processing and subgrade filling construction， how to guarantee the beam machine through the subgrade cutting expansion and stone removal section and ensure that the subgrade filler supply is not affected， and how to coordinate and plan the transportation routes，minimize the impact of blasting construction and speed up construction progress.

關键词：高速铁路；路基扩堑取石；爆破施工

Key words： high-speed railway；subgrade cutting expansion and stone removal；blasting construction

中图分类号：U213.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）15-0166-02

1 工程概况

合安铁路站前工程HAZQ-3标段，施工起讫里程DK65+542.06～DK95+717.01，本标段全部位于合肥市庐江县，全长30.175km。爆破区域位于DK75+000～DK75+220段，长约220m，宽约300m，最深处达50m，爆破总方量约为100万方。爆区周边环境较复杂，安全风险较大，周边民房较多，其南边距离69m为民房，东南边距离30m为民房，东北边79m为民房。

2 扩堑取石路基爆破施工的特点

扩堑取石爆破出的石方经拌和站加工成路基填料，优先填筑先架段路基，如何能实现路基填筑、加工、爆破平衡，组织现场施工；

挖方段路堑位于铁路先架段正线，优先打通运梁通道至关重要，需确保架梁机顺利通过，同时要保障路基填料的正常供应，为架梁铺路。

3 爆破施工方案考虑的因素

因爆破挖方段距离民房较近，路基填料在施工高峰期需求较大，导致日爆破方量较大，在爆破设计时应考虑到爆破施工安全、震动频率可控、爆破高效等因素。控制爆破飞石，减小施工风险，加强震动监测，减小对民房的损害，同时提高爆破效率，减小二次爆破数量。

4 爆破施工方案

因本工程爆破石料要用于加工成路基所填AB组填料，爆破出的碎石粒径符合机械挖运及加工的要求，故主爆区采用深孔台阶强松动控制爆破，边坡采用光面爆破。

由于本段路堑爆破的石方为我标段路基AB组填料的主要来源且位于先架段方向，根据整体施组进度要求，将整体施工区域分为两个区域。第一区域为线路正线部位，分四层进行施工；第二区域为线路右侧扩堑部分，分七层进行施工。前期要以第一区域为主，重在拉通正线路基部分，打通架梁通道，本区域共划分为四层进行爆破，在线路大小里程各设立独立工作面进行施工，同时第二区域开辟工作面同步进行，上面三层与架梁通道同步实施完成；架梁通道贯通后爆破施工扩堑取土区域后四层。

4.1 主爆区深孔台阶强松动控制爆破

为了减小爆破震动对周围环境、设备设施的影响，施工中在主爆区域采用梅花形布孔，逐孔微差起爆方式。

除边坡以外的爆区均采用梅花桩式布孔，孔距及排距都设计为3m。如图1。

4.2 边坡控制爆破方案

为保证边坡的稳定，不产生超挖或者欠挖，一般边坡采用光面爆破。采用密集钻孔，小药量进行爆破。

由于边坡的坡率较缓，使用预裂爆破很难控制钻孔的角度、深度，为了减小爆破震动对已成型的边坡及边坡岩层的影响，施工中在边坡区域采用垂直炮孔梅花形布孔，逐孔微差起爆方式，孔距为a=2m，排距b=2m。见图2。

边坡区域钻孔不设超深，钻孔前先对孔位进行精确的测量，将每个孔位的深度标在孔位中心桩上，钻孔时严格控制孔深，保证孔底距离边坡线30cm，随时测量，严禁超深，装药形式。

4.3 爆破飞石控制

爆破个别飞石计算参考有关资料按下式计算：

RF=20Kn2W

式中：RF-个别碎块飞散的距离，m；

K-与地形地质气候及药包埋深有关的安全系数，取：K=1.5；

n-爆破作用指数，取n=0.65；

w-最小抵抗线，W=4m。

经计算，爆破飞石安全距离RF=50.7m。由上述计算可知，本次爆破的个别飞石对爆区周围建筑物、人员等无影响。

同时在爆区周边有建筑物或房屋时，为了安全着想，根据现场情况采用以下措施：

①確保炸药孔堵塞长度和堵塞质量；

②尽量避免最小抵抗线方向、炮孔方向朝向重要保护物；

③安排人员警戒，疏散200m范围内的人员及车辆等；爆破施工时，严格控制单孔装药量及装药高度，保证炮孔堵塞质量。

5 物流组织方案

在线路右侧500m处建一座500吨/小时的AB料及碎石加工厂，同时在加工场与爆破区之间沿山脚和山体分别修建运输通道，爆破后立即组织将爆破石方运至AB料加工碎石厂进行加工，加工成AB料后运输至路基段落进行填筑。

在AB料加工厂与爆破区之间运输通道以架梁通道贯通前后分为两个阶段：

第一阶段（架梁通道贯通前）：修建两条主要运输通道，第一条主通道为沿山体至架梁通道爆破区域第一层（扩堑爆破区域第四层），负责架梁通道区域小里程作业面及扩堑区域第一、二、三、四层石渣运输；第二条为沿爆破区域大里程山脚修建至正线大里程方向，负责架梁通道区域大里程方向石渣运输。各层小通道沿山体随着开挖层不同逐步降坡，以满足运输需要。

第二阶段（架梁通道贯通后）：以沿爆破区域大里程山脚下通道为主通道，扩堑区域剩余第五、六、七层小里程方向沿架梁通道正线右侧平台作为通道进行运输，扩堑区域剩余第五、六、七层大里程方向从架梁通道修建马道进行运输。

6 爆破石方与路基填筑施工平衡

在DK75+400线路右侧建一座占地180亩的AB料加工场，其中原料存放区占地30亩，可存放10万方原料、AB料成品存放区占地75亩，可存放成品AB料25万方。庐江西站预留的维修工区可利用45亩用于存放成品AB料15万方。原料及成品料存放场地可满足施工需要。

AB料加工厂内设产能为500吨/小时的加工设备，每日可生产10000吨，约6500方，按照施工计划路基填筑高峰期方量为21.5万方/月，为确保AB料生产、填筑与石方爆破方量平衡，我项目根据爆破方案严控每次装药量及炮孔数量，确保每次爆破方量。同时在路基填筑前，提前安排路基爆破施工，为路基填筑存储填料。

7 总结采取的措施及需改进的地方

通过在施工过程中对爆破方案的优化，根据地质条件调整单孔的炸药量，按照爆破施工顺序依次爆破，合理优化运输路径，确保爆破石方粒径及控制飞石，加快施工进度，减小安全风险，同时委托第三方对临近民房震动进行监测，减小财产损失及确保人身安全。

8 达到的工期及经济效果

通过路基扩堑取石爆破施工技术的运用，合理优化爆破方案，加快了爆破挖方段的施工进度，为架梁机顺利通过创造条件，同时也为全线的路基填料提供保障，填料质量可控，运输便利，较外购填料经济，能节约成本约1000万。

9 结束语

通过对爆破区域的划分，对药量的控制，能准确控制爆破方量，确定爆破面积，减少对附近居民及建筑物的影响，同时也能快速打通运梁通道，为项目架梁机通过创造条件；对石方运输通道进行了规划，减少了爆破与运输之间的干扰，为快速施工提供了条件；通过爆破石方加工成路基AB组填料，对路基的填筑质量有所保障，同时节省了施工成本。

参考文献：

[1]GA991-2012，爆破作业项目管理要求[S].

[2]爆破施工技术及安全规程[S].

[3]GB6722-2014，爆破安全规程[S].

[4]中华人民共和国安全生产法.

[5]中华人民共和国消防法.