路基石方边坡开挖爆破技术和方法

摘要：文章针对路基石方边坡开挖爆破技术和方法，结合工程实例，在简要参数边坡开挖爆破施工方案的基础上，分析此项技术的具体应用方法，并提出爆破震动和爆破飞石的控制措施。分析结果表明，在路基石方边坡开挖中科学合理地应用爆破技术，可大幅度提升施工效率，保证施工工期，降低施工成本，值得大范围推广应用。

关键词：路基石方;边坡开挖;爆破技术;爆破方法

0 引言

近年来，我国高速公路工程事业飞速发展，爆破技术起到了至关重要的作用，应用范围愈发广泛。对爆破技术和方法进行系统化的分析总结，研究安全保证措施，创新出更加安全、合理、经济的爆破方法，可大幅度提升施工效率，促进我国高速公路工程事业持续发展。基于此，开展路基石方边坡开挖爆破技术和方法的研究就显得尤为必要。

1 工程概述

某在建高速公路工程项目，路基石方边坡开挖量>10万m3，土石方量比较大，施工工期紧，在边坡开挖时采用了爆破开挖技术，开挖难度比较大，危险系数高。为保证施工的安全性，提升路基边坡开挖速度，采用光面爆破联合预裂爆破相互结合的方法，取得了良好效果，值得同类工程参考借鉴。

2 施工方案选择

本工程地处丘陵地段，临近村镇，现有交通流量比较小，在路基石方边坡开挖爆破范围中，无电缆和地下管道。按照工程所在区域的地形地貌及周边环境，结合以往经验，采用光面爆破进行施工，在最大限度上保证边坡的平整度和稳定性。由于工程路基石方边坡开挖量比较大，对边坡壁面要求比较高的开挖地段采用了预裂爆破技术，在保证围岩稳定性的基础上，提升施工进度。

3 路基石方边坡开挖爆破技术和方法分析

3.1 合理核算药量

按照最大单响安全允许药量进行计算，其计算公式如下：

此公式中R表示爆破点到保护点的距离（m）;V表示震动速度，通常为1.5 m/s;k表示爆破点到保护对象之间的地形及地质有关系数，本工程取值为180;a表示爆破衰减系数，取1.7。本工程爆破点距离保护目标为10 m，则最大装药量为103×（1.5/180）3/1.7=0.2 kg。

3.2 施工方案的要点

为在最大限度上保证施工的安全性，发挥爆破技术的优势，合理选择爆破方式，整体施工要点包括以下几点：

（1）在爆破时必须全面优化爆破技术参数，合理选择起爆网络及方式，采取综合性比较强的安全防护措施，降低爆破震动、飞石对现场环境及人员造成的影响。

（2）按照现有周边道路车流量、人流量等确定爆破时间，通过孔外延期降低单响药量，减少爆破震动及噪音造成的影响。

（3）爆破完成之后要达到成型边坡内侧岩石松散度、粒径满足挖运的要求。

（4）爆破有害效应必须控制在安全允许范围内，以保证现场施工人员、机械设备的安全性。

3.3 光面爆破参数选择

在光面爆破施工中为保证施工效果，多采用不耦合装药法，不耦合系数为1.68，设计孔径为42 mm，药卷直径略小于设计孔径，控制在32 mm为最佳[1]。就本工程而言，边坡岩石在光面爆破时，采用如下参数：孔深为3.2 m，爆破孔距为600 mm。单孔装药量计算公式如下：

此公式中，η表示炮孔的装药系数，取值为0.7;L表示孔深，取值为3.2 m;r表示每米长度装的炸药量，取值为0.4 kg/m。则光面爆破装药量为0.7×3.2×0.4=0.89 kg，取0.9 kg，装药填塞长度≥0.5 m。光面爆破炮孔布置如图1所示。

3.4 预裂爆破参数选择

本工程在预裂爆破时同样采用不耦合装药法，不耦合装药系数为1.68，孔径略大于光面爆破孔径，为42 mm，采用2号岩石乳化炸药进行爆破，单位炸药量比光面爆破增加10%～20%[2]。在大眼时，采用风钻钻孔，人工清理炮孔。在装药之前，对炮孔的标准进行全面检验，确认达到设计要求之后，将炸药装入炮孔中，保证装药挤压密实性，用土封堵炮眼，按照设计起爆顺序连接导线，并用胶布将起爆雷管牢牢绑扎。本工程预裂爆破设计装药参数如表1所示。

3.5 爆破施工方法

（1）在炮孔钻孔之前，要认真对爆破的炮孔布置位置进行详细检验，合理调整钻杆和地面之间的夹角，降低炮孔开口偏差。

（2）在装药之前，需要详细检查每个炮孔的深度，按照计算结果确定装药量，保证炸药安装位置达到设计要求。

（3）装药完成之后，对炸药的填塞长度进行严格检查，按照检查结果，调整装药位置和炸药用量。要合理选择炮孔堵塞材料。堵塞时严禁用力过大，避免损坏雷管脚线。

（4）本工程光面爆破和预裂爆破都采用雷管起爆法，爆破之后要立即清除现场渣土，便于再次爆破，同时清理掉边坡危面、松石，并做好防护措施[3]。

（5）在进行临近边坡线爆破时，尽量采用光面爆破，严格按照工程边坡眉线确定爆破位置，保证边坡开挖设计效果。炮孔钻孔角度要和边坡的坡度相适应，并通过试爆破确定爆破参数，提升路基石方边坡开挖施工效果。

（6）光面爆破和预裂爆破的炮孔之间的间距，需要按照岩石及土层实际情况合理调整，通常控制在50 cm左右。

4 爆破施工安全保障措施

安全是爆破施工中需要高度重視的内容，就本工程而言，爆破施工条件比较复杂，对爆破施工的安全保障措施有更高的要求，主要包括爆破震动和爆破飞石两方面的安全保障。

4.1 爆破震动的安全保障措施

在爆破过程中，要尽量采用毫秒爆破、光面爆破、预裂爆破等比较积极的爆破减振技术。严格控制炸药用量和最大单响药量，选择毫秒间隔时间及起爆方案，保证爆破之后岩石充分松动，以消除下次爆破时的限制爆破条件。尽量避免采用多排孔爆破方式，按照保护物及爆破源之间的相对位置，合理确定起爆方向及顺序[4]。在爆破之前，需要对岩石及土层结构进行充分勘察，通过多次试爆破选取最佳的爆破参数，这是因为单耗无论过大还是过小都不利于爆破震动的安全控制。爆破时还要对爆破震动进行全面监测，及时将监测到的结果提供给施工单位，为合理调整爆破参数提供必要的数据支持和理论指导。

4.2 爆破飞石的安全保障措施

对爆破飞石严格监督，定期检查防护排架，保证物体近体防护和爆破区域表面覆盖防护达到设计要求，将现场施工人员、机械设备等全部撤离到安全警戒线之外。对整个爆破过程进行信息化管理，综合爆破成功的经验及失败的教训[5]，针对不同的岩层土质，制定科学合理的爆破参数，严格控制炸药用量、填塞深度。此外，还要选择合理的起爆方式和延迟起爆时间，保证每个炮孔都能倾向于自由面，避免前排带炮，导致后排最小抵抗线大小与方向失控。

5 结语

本文结合工程实例，分析了路基石方边坡开挖爆破技术和方法。分析结果表明，科学合理地应用爆破技术和方法，可大幅度提升施工质量及效率。为发挥出爆破技术应有的作用和价值，并保证施工的安全性，需要结合工程地质条件，选择与之相适的爆破技术，并合理选择爆破参数，充分利用天然临空面，以保证爆破效果。此外，还要做好爆破震动及爆破飞石安全防护措施，以保证爆破的安全性。

参考文献：

[1]李亚军.论高等级公路石方路基施工中的综合爆破方法[J].民营科技，2017（5）：131.

[2]苗季朋.路基土石方量测量标准与计算精度的提升方法[J].珠江水运，2019（10）：95-96.

[3]姜雨虹.石方路基质量控制及施工工艺[J].黑龙江科技信息，2017（4）：234.

[4]祝治标.铁路工程路基土石方调配和概算编制[J].铁路工程技术与经济，2019（4）：23-27.

[5]邬林宏，李广明，马德翼，等.蒙内铁路路堑边坡一次成型开挖爆破设计研究[J].交通科技，2017（1）：104-106.

作者简介：蓝生斌（1980—），工程师，从事高速公路项目建设管理工作。