爆破施工在立交橋頂進工程中的應用

李 鵬

(上海鐵路局 安徽地鐵公司，合肥 230000)

1 工程概述

205國道新沂改線段下穿隴海鐵路立交橋工程，施工位置位于隴海線K109+606處。北部1 000 m內為田野空曠地帶，西南側300 m處為聞馬村，南部和東南側為空曠田野，東西向為隴海鐵路。頂進施工中遇到巖石，采用機械開挖難以破除。根據設計要求，結合施工實際情況，為加快工程進度，確保頂進開挖施工的正常進行，石方施工采用爆破開挖。爆區周圍環境具備爆破條件，能夠滿足爆破要求。現場采取控制爆破，并加以必要的防護(覆蓋)。爆破地點在隴海鐵路既有線下，爆破施工期間須確保線路行車安全，安全要求高，給爆破作業帶來了一定的困難，施工時工程防護要求高。由于工期間隔時間長、跨度大，施工方法受氣候與環境的影響，因此施工時應充分考慮各種因素，采取相應措施，保證本工程的質量和進度計劃的完成。

根據該工程的要求，結合施工單位項目部的施工能力和組織安排，施工工期為2009年7月至2010年5月。本工程選用具備爆破資質的爆破公司負責具體施工，施工前按規定辦理爆破施工審批手續(包括專項方案審查、安全協議簽訂、地方公安和鐵路公安批準、路局安全審批等)。

1)認真研究圖紙，弄清設計意圖。探察現場實際情況，組織技術人員制定出可行的施工技術措施。

2)爆破開挖應充分考慮現場的實際施工條件，采用人工、機械、爆破配合的施工方法，科學地進行設計。爆破施工要嚴格按設計要求開挖斷面，能保護的盡量保護。標明工程起點、彎點及終點等位置，把能碰到的樁點引至外面以便進行核查。

3)爆破作業應提前向新沂工務車間報爆破配合作業計劃，發書面配合聯系單。爆破開挖采取每日要點施工。

4)利用封鎖點進行爆破。爆破施工完畢后，在列車到來之前要留有充足的時間對上、下行線路有無飛石，以及線路擾動情況、線路幾何尺寸檢查一遍，線路幾何尺寸滿足要求后，方可放行列車。

2 爆破設計

項目部根據設計對爆破介質(砂巖)及爆破環境進行了認真的勘察和方案論證，爆破設計如下:

1)爆破方案選擇。由于建設工期緊，總爆破量不大，決定采用淺孔爆破方案，分次分批爆破到底。

2)淺眼爆破參數的選擇。爆破采用手風鉆垂直打孔，梅花形布眼，具體參數如下:①孔徑:風鉆鉆孔，一字型鉆頭直徑36 mm，鉆孔直徑約38 mm。②孔深:根據爆破深度的不同，超深10% ～15%。即孔深L=(1.1-1.2)H(爆深)，根據機械特性和現場地質情況決定最大孔深為1.5 m。③布眼密度(孔距a，排距b)根據爆深現場確定，具體布孔見表1。④單位體積耗藥量:采用松動爆破，炸藥單耗q取300 g/m3。⑤單孔裝藥量Q，按下式計算Q=qabH，具體設計參數見表1。爆破裝藥要遵循多打孔少裝藥的原則，控制一次起爆最大藥量。爆破深度一次以不超過1.0 m為宜。⑥起爆順序:每次爆破的一次起爆藥量不超過1 kg，采用毫秒微差起爆，使用毫秒2，3，4，5段雷管，一次起爆雷管段別不超過4個段別。

3)施工工藝確定。①試驗炮:進場施工后，首先根據巖石結構、爆破深度的不同等選擇具有代表性的部位，按照本設計的各項參數，進行小規模的爆破試驗。根據爆破效果，進行調整，以優化爆破參數。②工藝流程:施工準備→測量放線→標孔→鉆孔→藥包制作→藥包裝填及堵塞→網路連接與檢查→安全防護→警戒→起爆→爆后檢查、盲炮處理→渣土清理運輸→測量→找平。

表1 淺眼爆破參數

3 安全距離計算

當取 Q=1 kg，K=100，α =2.5，R=5 m 時，則 V=1.7 cm/s，即最大一段裝藥量只要不超過1 kg，那么爆破振動產生的地震波是能滿足《爆破安全規程》(GB6722—2003)中要求的。實際爆破時應先進行試炮，結合爆破振動測試儀器(UBOX—5016)測試的數據，采取最符合現場條件的爆破起爆藥量。

1)地震波安全距離。根據公式

式中，R為從測點到爆破中心的距離(m);V為質點允許振動速度(cm/s);Q為延發爆破時最大一段裝藥量(kg);K為與爆破場地有關的系數;α為與地質條件有關的系數。

2)爆破飛石距離。根據現場施工條件，在遠離鐵路處先進行爆破施工，先爆破出一道寬1.5 m的溝槽，以便為后續爆破部位創造出臨空面。這種背向鐵路臨空面的起爆，爆破產生極少量的飛石在封閉的空間內不會飛出，確保鐵路安全。

3)沖擊波安全距離。爆破作用指數＜3的露天淺孔爆破，一般爆破沖擊波都很小，只考慮爆破飛石和爆破地震波。本爆破工程是露天淺孔松動爆破，爆破作用指數＜1，可不考慮爆破沖擊波的危害。因此，爆破安全警戒距離取100 m。

4)防護措施。為防止爆破飛渣造成安全隱患，爆破時在爆破部位鋪設一層炮被，施工時再用彩鋼瓦或竹膠板及方木在便梁下進行封閉隔離。爆破施工采取每日要封鎖點施工，隴海上下行線同時封鎖30 min，每日一個點，確保鐵路行車安全。

5)警戒。①根據施工設計提供的警戒范圍平面圖標明的危險范圍，設置警戒地點和警戒標志。②在所有進入爆區的通道和危險區入口處，都必須有人員警戒，警戒人員應持有警戒旗、哨子和便攜式擴音器。③警戒人員應提前半小時到指定地點上崗，按計劃斷絕各通道，直至發出解除警戒信號后，方準離開崗位。④ 爆破危險范圍內的人員，必須按指揮部的撤離計劃在起爆前撤至安全地點。⑤負責人員撤離的責任人及警戒負責人應及時向指揮長報告警戒工作情況。

4 安全措施

1)施工單位應將爆破有關企業資質及爆破員特殊工種證件報監理審批。爆破作業時，所有爆破作業人員應持證上崗，且必須由具備資質的工程技術人員負責現場指揮實施爆破，嚴禁無證接觸爆炸物品及外單位爆破作業人員參與爆破作業。爆破器材臨時存放現場應按規定落實專人看管，并將爆破器材的流向登記詳細到個人，嚴禁代領、代用。

2)利用封鎖點進行爆破，并保證在爆破施工完畢后，列車到來之前要留有充足的時間對上下行線路有無飛石，以及線路擾動情況、線路幾何尺寸檢查一遍，線路幾何尺寸滿足要求后，方可放行列車。

3)爆破方案應對路基塌方、線路幾何尺寸變化等編制相應的應急預案。

4)嚴格遵守爆破安全規程。裝藥時應加強安全警戒，并在警戒區邊界設置明顯標志并派出崗哨，非爆破作業人員撤至安全距離范圍以外。現場爆破人員與非爆破人員著裝應有明顯區分，且掛牌上崗，爆破指揮及打孔、爆破各組人員應佩戴袖章。

5)爆后檢查處理。①爆后必須等炮煙散盡碎渣穩定后，檢查人員方準進入現場檢查;②發現爆破碎渣局部不穩定時，爆破負責人應立即劃定安全范圍，派專人看守，無關人員不得接近;③指揮長收到報告并確認安全后，方可下達解除警戒令。

6)參加施工的人員由項目部進行安全教育，掌握工程概況和安全注意事項。根據施工情況對施工人員進行安全教育，及時掌握施工中的新技術、新方法、新設備、新材料對安全的要求。

7)六級以上大風及大雨、大雪、大霧天氣，禁止爆破作業。

5 結語

本工程由于在既有線鐵路下施工，為了不影響隴海線運營，初步考慮不采用爆破法施工，先后使用挖機破碎錘破除、靜態爆破劑配合挖機破碎錘聯合破除以及從深圳購買液壓劈裂器進行破除，效果均不理想。在此情況下，不得已只有采用明爆法施工。分別到上海鐵路局徐州鐵路公安處、新沂市公安局以及上海鐵路局業務處室辦理了爆破施工審批手續，同時與新沂市地震臺協商，確定采用淺孔微爆法施工以盡可能地減少對地震臺的干擾。工程于2009年7月6日對基坑進行了試爆，試爆時各相關管理單位均到現場進行監督，認為這種爆破方法能夠滿足各方面安全要求。于7月7日開始按照淺孔微爆法進行了基坑爆破開挖，在2010年4月至2010年5月進行爆破頂進工作。在施工過程中，總結經驗，制訂爆破施工記錄表和爆破施工卡控措施，保證了安全施工，滿足運輸的需要，同時給本公司在既有線爆破施工上積累了一定的經驗，打下了良好的基礎。

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［2］梁曉峰.靜態爆破技術在隧道開挖施工中的應用［J］.鐵道建筑，2010(2):44-46.

［3］宋小林，張繼春，郭學彬，等.順傾邊坡巖體爆破的振動特性數值研究［J］.鐵道建筑，2010(2):87-90.

［4］吳寧海，劉濤.爆破工程安全管理［J］.鐵道建筑，2009(12):130-132.

［5］中華人民共和國鐵道部.TB10203—2002 鐵路橋涵施工規范［S］.北京:中國鐵道出版社，2002.