高速公路石方路堑爆破技术分析

贺优汉;王前进

【摘 要】文章结合工程实践,针对爆破开挖的难点问题,提出了微差松动和留碴挤压爆破相结合的爆破新技术,并对该爆破技术方案、施工要点及安全施工措施等进行了介绍.

【期刊名称】《西部交通科技》 【年(卷),期】2010(000)008 【总页数】4页(P12-14,120)

【关键词】高速公路;路堑开挖;飞石;爆破;安全 【作 者】贺优汉;王前进

【作者单位】广西壮族自治区公路桥梁工程总公司,广西,南宁,530011;广西壮族自治区公路桥梁工程总公司,广西,南宁,530011 【正文语种】中 文 【中图分类】U416.1+13 0 前言

在公路建设中，山区石方已成为施工中的关键和难点。随着石方机械化施工程度的提高，利用深孔微差松动爆破结合预裂爆破进行路堑全断面一次爆破施工，不仅大大缩短了工期，而且提高了边坡开挖的质量，使边坡光滑、稳定、平整、美观。 本文结合工程实践，提出了微差松动和留碴挤压爆破相结合的爆破新技术，并对该

技术的几个关键问题：爆破方案、装药结构及参数计算方法、减震控飞措施等进行了讨论。 1 爆破技术条件

某高速公路第二十五合同段待爆破岩石类型为石灰岩、强风化与弱风化安山凝灰岩。线路中心处最大挖深达20m，双臂路堑的路基底部开挖宽度达32.0m。本合同段有路基土石方挖方约122×104 m3，填方约105×104 m3。路基挖方特点是土石比例悬殊，90%为石方，其中Ⅳ类岩石177 283m3，Ⅴ类岩石330 836m3，Ⅵ类岩石572 871m3。爆破区周围环境较为复杂，尤其是K1753＋400～K1756＋900段石方爆破开挖段两侧距村民民房最近处5m，局部段落上有架空高压线（距地面10m）通过，爆破区左侧有县道，爆破作业环境条件较为苛刻。爆破开挖具有以下难点：

（1）爆破区域邻近民房，环境复杂，对爆破飞石和地震要求严； （2）一次爆破开挖深度大，最大挖深达20m，岩石方量集中； （3）边坡高（最高处约25m）、坡度陡且边坡石方量大； （4）爆破地质条件复杂，绝大多数岩石较为坚硬； （5）工期短，开挖进度慢。 2 爆破施工方案确定

根据现场地形、地质、周围环境及施工工期要求，首先利用推土机除去表土及强风化岩石。爆破开挖主要施工技术安排如下：

（1）高边坡挖方段以潜孔钻爆破为主，手风钻爆破为辅，钻孔深度≯2m时采用手风钻浅眼爆破，钻孔深度＞2m时采用潜孔钻爆破。

（2）边坡坡度为1∶0.5～1∶0.75时，边坡面采用预裂爆破形成，爆破后的半壁孔保存率≮70%；边坡坡度为1∶1时，边坡面在主体爆破完成后，用手风钻浅孔爆破刷坡形成。

（3）应用宽孔距微差爆破技术，合理选择炸药单耗，将粒径＞33cm的不合格大块率控制在10%以内。合理控制爆破规模，深孔爆破一次起爆3～4排，浅孔爆破一次起爆4～5排。

（4）深孔爆破均采用倾斜钻孔，钻孔向台阶面倾斜，斜率为3∶1。倾斜钻孔既有利于消除根底，又可使首排孔上下抵抗线较为一致，减少大块产生。进行浅眼爆破时，考虑到手风钻打眼方便，加上爆破方量也不大，采用垂直钻孔。

（5）护面墙耳墙、挡护矮墙、边沟、截水沟等位置的零星爆破均在主体爆破完成后进行。

（6）钻孔内无水时主要采用散装铵油炸药，用2＃岩石炸药或乳化炸药引爆；钻孔内有水时采用乳化炸药。

（7）爆破开挖既要注意飞石和地震危害，还须严格控制岩石块度，以利于快速施工。采用垂直深孔（φ125mm）减震、控飞、一次爆全深、微差挤压控制爆破技术。通过精确控制炮孔装药量和孔内微差起爆技术，控制一次起爆药量。同时保证孔口堵塞质量和落实防护措施。 3 施工前期准备

施工前期准备工作主要包括爆破施工方案的编制、临时设施的搭设及持有特殊工种上岗证的人员、机具设备的配备。 4 施工要点

4.1 爆破方案的编、审、批条件

根据工程强制性条文的有关规定，爆破方案的编制必须由爆破工程师编制，并经工程所在地公安机关审批同意后，方可正式开工。 4.2 实地了解工程概况

工程概况包括地形地貌、工程地质、水文地质、周边环境等。了解地形地貌主要用于爆破方案的台阶划分、临时便道的设置。地理环境要求全面仔细了解爆破范围内

及爆破安全距离内需要迁移或保护的目标。工程地质主要要求了解爆破岩体的地质情况，以便爆破方案的制定。水文地质要求了解爆破范围内的地下水位，以便确定爆破方案、炸药类型的选择。 4.3 爆破方案的编制

只有在了解工程概况后，才能正确编写施工方案，否则就可能编写出脱离实际、无法实施的方案。 4.3.1 爆破方案设计依据

设计依据主要有《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》、《爆破安全规程》国标GB6722 2004、《浙江省民用爆炸物品管理实施细则》、设计图纸及招标文件的规定。

4.3.2 爆破方案选择

纵观现代爆破技术，土岩爆破就其规模而言，不外乎是规模较小的药壶爆破、中等规模的深孔爆破和大规模的硐窒大爆破三种。但由于药壶爆破规模小且不安全，易发生人员伤亡事故，为此公安机关逐步限制药壶爆破，而大力推行中深孔爆破。 4.3.3 爆破方案设计原则

设计原则主要有定向控爆（台阶深孔爆破）、松动和加强松动爆破（山坡小浅眼药壶爆破）、微差减震、边坡预裂、光面爆破、有效控制碎块粒径及有效控制碎块飞散。

4.3.4 开挖爆破工艺顺序

（1）修筑上山施工临时道路及排水沟； （2）用挖掘机清除表层土至岩层；

（3）测出各水平台阶坡顶边线和开挖边界线；

（4）各水平台阶山坡段用浅眼药壶爆破方法进行松动爆破，以形成台阶工作坡面，并形成临时的至各台阶的运输道路；

（5）从最上面台阶开始，按工程边线进行炮孔布置及爆破，分边坡限界预裂和台阶主炮孔爆破，台阶从上往下逐个消灭。 4.3.5 爆破技术参数

（1）梯段高度：从综合效益考虑，国内的最佳梯段高度为8～12m。 （2）孔径：依据钻机性能、台阶高度和岩石的性质，钻孔直径φ＝900mm。 （3）超钻：超钻主要与岩性有关，一般取8～12倍的钻孔直径。 （4）炮孔倾角：为打眼、装药方便一般为90°垂直孔。 （5）孔深计算：L＝H／sina＋h。

（6）最小抵抗线：按钻孔直径、台阶高度等要素计算出最小抵抗线w。 （7）孔距与排距：孔距按公式a＝m×w计算；排距按w／sina计算。 式中：m ——炮孔密集系数，取1.2； w——最小抵抗线。

（8）单位炸药消耗量：根据爆破地段地址情况，岩石节理发育程度、可爆性程度等特点，结合以往施工经验，确定炸药单耗q（kg／m3）。

（9）单孔装药量：单孔实际装药量Q与理论装药量Q1进行比较，若Q＜Q1，则所定参数合理。

（10）堵塞高度：堵塞高度主要取决于炮孔直径，为确保爆破安全，防止产生冲天炮，必须保证有足够的堵塞高度。 4.3.6 凿岩机械

中深孔爆破机械一般采用潜孔钻机，山坡浅眼药壶爆破一般采用气腿式凿岩机（中36～中42），机械配备数量根据石方量、工期要求确定。 4.3.7 爆破器材

采用硝铵炸药、乳化炸药（水孔及雨天爆破用）、百电毫秒雷管（不同段别），导爆管、导火索、火雷等。

4.3.8 装药结构与起爆方法

台阶深孔爆破采用柱状连续密实装药结构及非电导爆管微差起爆系统；浅眼药壶爆破采用球状药包集中密实装药结构和导火索起爆方法；边坡预裂爆破采用不耦合连续装药结构与导爆索起爆方法。 4.3.9 网路联络

同段雷管起爆的炮孔总药量不得超过规范规定的一次最大起爆药量。为加强破岩效果，主爆孔线路采用“V”型联络，排间微差方式，必要时也可采用孔间微差。 4.4 爆破安全施工措施

爆破作业属于危险性比较大的工作，要编制专项安全施工方案，并经过公司技术负责人、安全负责人审批，方可实施。 4.5 爆破方案实施关键

（1）由于台阶的高低影响到孔深、炸药用量及爆破效果，要精确测量台阶高程。 （2）孔位布置要精确，特别是山顶第一个台阶，表面高低相差可能较大。 （3）钻孔结束后，及时、准确测量孔深。

（4）如遇到雨天，钻孔结束后要对孔口封堵，以防雨水进入孔内影响爆破效果。 （5）装药、堵塞一定要密实。

（6）网络连线完成后，爆破工程师必须仔细检查，防止个别地方没有连接或连接不牢造成盲炮。 5 结语

路堑石方爆破施工必须制定严格的施工方案，从炮孔的数量、布置到炸药量、装药结构、堵塞质量及起爆网路均进行严格的计算；爆破工作面的推进要组织合理，在施工中最大限度考虑安全因素，确保在整个施工过程中不出现安全事故，保证工程顺利进行，并如期完工。 参考文献

［1］梅春松.路堑石方高边坡的预裂爆破工法浅析［J］.中小企业管理与科技，2009（31）.

［2］王良顶，李海文.路基石方爆破施工防护分析［J］.知识经济，2009（10）.