路基石方边坡开挖爆破技术和方法--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

路基石方边坡开挖爆破技术和方法

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：韦凯

[导读] 摘要：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。

        深圳市招商港湾爆破工程技术有限公司 518000
        摘要：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。
        关键词：路基石方；边坡开挖；爆破技术；爆破方法
        引言
        山区公路工程建设中，当遇到基岩路基与结构物基础开挖（如边沟、截水沟、桥墩、桥台、涵洞、挡土墙基础）、隧道掘进等，均离不开爆破技术。同时，为了提高公路工程建设质量，加快工程进度，降低施工成本，必须确保基岩石方爆破施工的安全和质量。公路工程爆破，不仅需要完成岩体的“破碎与抛坍”，而且还要实现“成型与保护”，即通过精细的控制爆破技术，按照设计要求形成路堑或隧道开挖轮廓，实现岩体破碎且块度均匀，同时在爆破过程中尽可能保护开挖边界外的岩体不受损坏、周边环境不受影响等。
        1问题的提出
        光面和预裂爆破方法经过40多年的发展，已成为当今世界进行周边开挖爆破的一种先进可靠和比较成熟的技术，在国内外均得到广泛应用。但是，根据笔者近些年来在铁路和公路路堑开挖工程中的实践认为，由于施工建设单位往往采用规范中推荐的建立在纯爆破技术观点上的光面爆破方法和设计参数进行路堑边坡开挖，未能考虑路堑边坡开挖的特点和具体条件下施工质量的不同要求，一味追求边坡开挖高质量，致使施工成本成倍增长，生产效率迅速下降，从而严重阻碍了该技术在这一领域的推广应用。我们知道，路堑开挖具有线长、点多、方量分散等特点，所以其单位挖方量中包含的边坡比矿山、建筑等露天开挖作业高得多，如果完全借用它们提出的布孔方法、施工工艺和爆破参数进行路堑边坡开挖，必定大大增加工程的钻孔数量，同时对钻孔质量、装药结构、施工机具和火工器材都提出了更高的要求，致使路堑开挖作业时间和费用也大大增加。目前施工规范中推荐的光面爆破方法和设计参数均是从纯爆破技术观点出发建立的，以能够达到理想施工质量为依据，刻意追求坡面的光滑度和半孔率，没有考虑路堑边坡开挖的特点和具体条件下施工质量分级的可能性以及由此带来的巨大经济效益。采用光面和预裂爆破技术进行路堑边坡开挖，虽可获得较高的边坡质量，但施工成本将成倍增长，生产进度迅速下降，这对我们这些施工建设单位是极不合算的。而使用一般钻孔爆破法施工，边坡质量尽管差一些，但因其对边坡的损伤只限于浅层，不会影响边坡的整体稳定性，后期人工清坡也可使边坡质量基本达到规范要求。因此，笔者认为在路堑边坡开挖中使用光面和预裂爆破技术是得不偿失的。综上所述，不难看出，要使光面和预裂爆破技术在路堑边坡开挖中得到实际推广应用，除了要修订或重新制定某些规定条款外，最重要的是要依据路堑边坡开挖特点、不同线路等级、岩体状态、施工质量标准等确定实用的光面和预裂爆破方法，本文所介绍的正是笔者对这一实用方法探讨的体会和结果。为了加以区别，文中将建立在纯爆破技术观点上的已经比较成熟的光面和预裂爆破法称为“精确光面和精确预裂爆破法”，而将本文所述的方法称为“实用光面和预裂爆破法”，简称“实用光爆”。
        2路基石方边坡开挖爆破技术和方法分析
        2.1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。
        2.2爆破施工
        对于少量石方爆破，由于不影响工期，采用潜孔密眼小型爆破，风钻机打眼。对于大量石方路段，小型爆破满足不了工期要求，将采用深孔松动爆破和光面爆破法施工，降低对岩石边坡的扰动和破坏，同时满足每日进度计划工作量。爆破开挖主要采取由上而下分层分台阶纵向推进，每路基段两端相向开挖施工。对于深路堤两侧高边坡较长地段，先沿路线中心挖一条槽，纵向创造两边自由面，多开工作面进行横向分层台阶布孔开挖，提高工作效率。爆破施工程序：①试爆。在进行正式爆破施工前必须选定一定区域进行试爆，并对爆破效果进行科学分析，依据分析结果对本方案中的爆破参数进行合理调整后，方可进行正式爆破施工。②平整钻机作业场地。施工前，修建施工便道和钻机作业平台。作业面的平整度以保障钻机移动方便和钻孔时安全为标准。③布孔与钻孔。按设计的孔距、排距布孔。对台阶面边沿的钻孔，要特别注意最小抵抗线不要过小，以防最小抵抗线方向出现飞石。钻孔时要根据设计要求，确保孔位方向倾斜角和孔深，并做好雨季炮孔的保护工作。④装药和堵塞。装药前测量孔深，对过浅或过深的炮孔，要调整装药量。回填堵塞的填料宜选取有一定湿度的黏土，分层回填，并注意保护孔中的导爆管不要碰损。⑤网路联接与安全警戒。使用导爆管非电起爆系统进行孔外控制微差起爆时，为确保网路准爆，采取双雷管双导爆管网路。爆破前人员及机械设备撤至安全区，设置安全警戒岗哨，并准备必要的抢修工具和一定数量的抢修人员。⑥爆破安全检查。所有爆破准备工作就绪，安全员对爆破现场进行最后的全面检查，确认安全无误，向现场爆破指挥员汇报，得到指挥员指令后进行爆破。⑦质量标准。爆破的岩石只允许松动开裂，不允许出现飞石。爆破冲击波、爆破振动需要检算，控制在《爆破安全规程》GB6722-2003的允许范围内。爆后清碴过程中用挖掘机及时刷坡，确保边坡平顺整齐，无危石。⑧爆破效果分析。对爆破效果进行科学分析，进一步优化调整爆破参数，使今后的爆破施工取得更好的效果。如图1.

        图１　光面爆破炮孔布置图
        2.3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。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。
        2.4装药结构
        根据目前火工器材产品现状和铁、公路路堑爆破开挖炮孔直径大多在150mm以下的具体情况，比较实用的装药结构有以下3种。　第一种为导爆索药串式。将一定长度和直径的药卷按某种固定间隔绑在导爆索上形成药串，由导爆索起爆这些药卷。第二种为管状药卷式。它用一个小于炮孔直径的塑料软管或纸管装药形成在孔内装药长度上的连接径向不耦合布药，由导爆索或雷管起爆均可。第三种为全孔径散装式。它是将硝铵或铵油炸药以松散形式直接灌入孔内，上口不封，利用导爆索或电雷管实施起爆。该法极为简单，但对炮孔的破坏较大，只有在坚石、次坚石的Ⅰ级岩体中实施C级边坡开挖时才能使用，而且炮孔直径≯75mm。上述3种装药结构均以空气堵塞为好，上口不装药长度ln（即空气堵塞段长度）对3种装药是不同的，其中导爆索药串式的ln最小，而全孔径散装式的ln最大。
        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．