黔桂鐵路Ｋ１１＋２５０～Ｋ１３＋０００段石方爆破方案及應急預案

【摘要】黔桂鐵路擴能改造工程K11+250～K13+000段為新建雙繞線地段，位于既有線右側的山體上，距路線路中心最近為3.5 m，最遠為72. 0m。文章對黔桂鐵路K11+250～K13+000段石方爆破方案及應急預案進行了探討。

【關鍵詞】黔桂鐵路；石方爆破方案；應急預案

一、工程概況

黔桂鐵路擴能改造工程K11+250～K13+000段為新建雙繞線地段，位于既有線右側的山體上，距路線路中心最近為3.5 m，最遠為72. 0m。該段為高路塹邊坡，最大爆破高度為38m。地形復雜，坡面陡，地質條件復雜，層狀結構，強度極不均勻，必須在特殊條件下進行石方控制爆破。爆破石方數為30萬m3，工程量大且比較集中。

爆破區左側靠近既有線，鐵路運輸繁忙；右側緊靠村莊及公路，來往車輛多，周圍還有電力、通訊、地下管線及鐵路其他重要設施，需嚴格控制爆破飛石和振動。

二、施工方案設計原則

1．施工必須做到四個確保：必須確保施工人員、設備及周圍居民安全；必須確保行車正常安全運行，必須確保既有線通訊、電纜、信號、電力線等設施的安全；必須確保既有線路基、橋涵、軌道、站房等原有設施安全。

2．根據實際地質、地理環境條件、爆破作業點與既有線的距離和路塹的高度，選擇不同的爆破方式，嚴格控制飛石方向和飛石距離以及沖擊波與震動對既有線的破壞。

3. 根據地形地質特點及經驗系數選擇合適的爆破參數，選定臺階高度和臨空面位置、最小抵抗線和炸藥單耗量、炮眼的孔距和排距、起爆方法和起爆網絡布置、延時微差間隔時間和裝藥結構。進行試爆后，根據試爆結果進行參數的進一步調整，以保證達到最佳的爆破效果。

三、施工方案

根據爆破點與既有線的距離與開挖厚度，采取兩種不同的爆破方式。兩端緊靠既有線、距離線路中心在3.5～10.0m、開挖厚度在≤10m的地段，實施B類控爆，采用人工風槍打眼，淺孔松動控制爆破，按照“淺孔、密孔、少裝藥”的原則，自上而下逐層形成縱向小臺階法進行開挖。雙繞線中間距既有線路中心＞10.0m、開挖厚度在＞10m的地段，實施C類松動控爆，采用潛孔鉆打眼，自上而下逐層臺階開挖、縱向拉槽施工。

（一）兩端緊靠既有線擴塹地段

1．臺階、炮眼布設方法。由高到低逐層向下鉆爆，形成平行既有線路的數級小臺階。每級臺階高H取1.6～2.0m，臺階長度為6.0～8.0m。炮眼布設先順邊坡布一排邊坡預裂炮孔（順邊坡斜度打眼），然后在靠近既有線一側順線路方向布一排較密邊孔，邊孔距外側邊坡60～70cm。重直線路方向在預裂孔和邊孔之間布2～3個主爆孔（垂直打眼），每一層的主爆孔為3～5排，見下圖所示：

2. 孔網參數的選擇。孔深控制在2米以內，孔徑為φ42mm，控制爆破參數的選定見下表：

3．藥量計算。所用炸藥均為硝銨炸藥。單孔裝藥量采用公式：Q=qWH或Q=qabL在爆破前應進行現場試驗，以便確定爆破參數是否準確，如果達不到設計要求，則要分析原因，并進行適當的調整；主要是調整孔深、孔距和排距以及裝藥量，根據試驗結果給出每個爆破點使用的爆破參數。

4．起爆網路設計。淺孔爆破采用非電毫秒微差復式起爆網路，起爆網路必須保證全部藥均能起爆，且起到改變臨空后方向，使飛石方向避開既有線和房屋方向。微差起爆網見下頁圖3：

（二）中間高路塹地段

1．臺階的確定。采取自上而下沿線路方向臺階拉槽施工法進行。臺階高度正常情況下為5.0～10.0m，臺階長度為10.0～15.0m。

2．炮眼布設方法的確定。先順邊坡兩側各布一排邊坡預裂炮孔（順邊坡斜度打眼），邊孔之間布設主爆孔（垂直打眼），主爆孔個數根據路塹寬度而定，每一臺階的主爆孔為3～5排。見下圖所示：

3. 孔網參數的確定。潛孔鉆的孔徑選定為φ80～φ100mm，深孔控制爆破參數設計見下表：

4. 藥量計算。主爆孔和預裂孔的單孔藥量計算公式：Q=kawh或Q=kabh其中：孔距a，排距b，主爆孔單位耗藥量K=0.3～0.45 kg/m3，預裂孔單位耗藥量K=0.2～0.3 kg/m3。

5．裝藥結構及堵塞長度。臺階中部主爆孔采用底部連續裝藥，邊坡預裂孔采用間隔裝藥；底部裝藥2/3，中部裝藥1/3；裝藥后保證堵塞長度為3.5～4.0m；堵塞材料使用粘土或鉆孔巖粉，分層搗實。

6．起爆網路及起爆順序。采用毫秒微差起爆網路，加大一次爆破方量，控制一響最大藥量，減少施工封鎖要點，降低總體爆破次數，保證震動效應影響控制在設計范圍內。起爆順序為先預裂后主爆，主爆為先下臺階后上臺階，每個臺階先前排后后排；微差起爆網見下示意圖。

五、對既有設施的安全防護

采用以下方法：一是對爆破巖體和炮孔的覆蓋，二是架設鋼軌排架防護，同時用木枕覆蓋鋼軌及軌枕、用塑料彩條布覆蓋道床對線路設施加以防護。

1．爆破巖體和炮孔的覆蓋。為防止飛石的出現，爆破巖體表面應進行覆蓋，其覆蓋材料應具有一定的面積、重量、強度、強性、柔性和耐性等特點，并容易搭接和搬動。爆破巖體上先覆蓋稻草或樹枝，其上部分布鋼絲網，再上用沙包或土袋壓頂，最上一層為尼龍安全網。炮孔上覆蓋炮被，用條寬為0.3~0.5m的舊輪胎裁條編織成1.5×1.5m被塊，四周以錨桿固定，上綁膠帶，頂壓沙包、草袋。

2．鋼軌排架防護。沿既有線邊坡每隔2m架立P43型舊鋼軌長8～10m，兩鋼軌間補3~4根鋼管（50型），鋼軌和鋼管均用錨桿（長1.5～2.0m的Ф22螺紋鋼）以鉤形式固定于巖壁上，底部插入側溝底下約30～40cm深，橫向用鋼管(50型，間距1.0～1.5m)與豎向鋼管以十字卡聯結，排架用8號鐵絲捆綁竹排或枕木，排架頂部每隔2～3m 拉鋼絲繩（Ф15.5mm）到塹頂的地垅上。

鋼軌排架的見下圖：

六、搶險應急預案

（一）爆破施工前準備工作

1．成立搶險應急小組并組建應急小組管理機構；

2．組織搶險應急人員安全理論學習；

3．將應急預案將搶險材料及機具于開工前運到施工現場指定地點，堆碼備用，并派專人看守。

（二）爆破施工應急方案

1．預見險情：（1）既有線邊坡塌方或飛石、滾石墜落損壞既有線線路、通訊、信號、電力及站房等設備，影響行車運營。（2）運營線外，飛石墜落砸壞周圍農村房屋、交通公路。（3）人員傷亡。

2．搶險預案：

（1）對于既有線設施一般損壞的險情：如小塌方、折斷鋼軌1～2根、折斷軌枕50根以內等，及時組織勞力及設備，灰愎線路，爭取在施工封鎖點內排除險情，不影響開通運行。（2）對于既有線設施損壞較嚴重的險情：如大塌方、鋼軌和軌枕折斷數量較多，線路有明顯變形、位移，通訊、信號或電力設施打斷的等，排險工作量放大，在施工封鎖點內無法完成排險，不能按時開通運行；此時應立即將險情通報上級主管部門，并通過駐站聯絡員告訴車站調度需增加封鎖時間；另一方面，出動勞力及設備清除險情，首先對線路進行搶修，保證在最短時間內先開通線路，灰愎通車，并按規定設置各種防護信號，同時積極配合通訊、信號、電力等部門進行相關搶險。（3）對于運營線外的搶險：應及時通知權屬部門、戶主或村委、當地政府，組織勞力及材料設備進行搶修，并對事故論定賠償等處理事宜。（4）對于人員傷亡的搶險：對一般輕傷的，由項目部臨時醫療隊施救；對重傷人員，拔打120，請求就近醫院施救，并向上級安全主管部門匯報事故情況及處理方案。（5）建立明確的安全通訊。

七、實施結果

黔桂鐵路K11+250～K13+000段30萬石方爆破，經工程施工人員的精心組織，統籌安排，每天利用既有鐵路的維修天窗點封鎖線路實施一次爆破，自2005年10月至2006年11月順利完成。采取了有效的安全防護措施及應急預案，施工期間沒有發生過因控爆引起的任何安全事故，確保了鐵路行車及既有設施的正常運營。

【作者簡介】潘善華（1972- ），男（壯族），廣西上林人，中鐵二十五局柳州鐵路工程有限公司工程師，研究方向：交通土建。