光面爆破法在石質路基邊坡施工中的應用

李 娟

（山西臨汾市交通運輸局，山西 臨汾 041000）

在公路路基石方爆破開挖中，采用常規爆破經常會出現邊坡多挖、欠挖、塌方現象，很難形成標準的路基邊坡面和符合規范的碎落臺，為此，要花費大量的人力、物力，甚至停工進行最終邊坡的修整，給工程的正常施工造成了較大的干擾與損失。

為了避免上述情況的發生，并使石方邊坡爆破獲得良好的坡面成型效果和施工安全。我們結合不同施工工藝（淺法爆破和中深孔爆破法），采用路基邊坡光面爆破施工方法，先后在山西省多條公路建設項目中予以了應用，成功解決了路基邊坡爆破坡面超欠挖的質量通病，并提高了路基邊坡的穩固性，工程進度指標得到了極大地提高，其路基邊坡爆破施工工藝效果明顯領先于其他標段。現參考國內其他單位的施工經驗，結合我們的爆破施工實踐，進一步將施工工藝總結如下。

2 該工藝的特點及適用范圍

2.1 特點

在深挖路塹施工中，采用中深孔爆破為主，淺孔爆破為輔的邊坡光面爆破施工指導思想，可以大大提高施工效率及施工安全性，與單純的淺孔排炮或普通中深孔爆破法相比，能有效地控制炸藥的爆破作用，從而減少對圍巖的擾動，保持邊坡圍巖體的穩定。同時又能減少超欠挖現象，提高工程質量和施工進度。具體特點如下：

（1）可以使路基邊坡巖體不產生或少產生炮振裂縫，盡可能保持原巖體的完整性，從而增大巖體自身的承載能力和穩定性，在松散巖層中更能顯示這一特點。

（2）在裂縫發育的巖層中，可以有效地避免裂隙擴大和產生新的裂縫，提高巖體的穩定性，為快速施工提供了有利條件。

（3）路基邊坡隨著開挖施工的進行隨之形成，成型快、成型好，可完全滿足設計要求，增加了邊坡的觀賞效果。

（4）由于坡面成型規整，保持了巖體本身的完整性，可以根據現場實際適當降低邊坡的維護等級和維護工作量。

2.2 適用范圍

該方法適用于深挖大方量石方路基多級邊坡開挖工程，特別是在高等級公路路基邊坡施工中可廣泛應用。

3 工藝原理

光面爆破是一種控制巖體開挖輪廓的爆破技術，是通過在開挖輪廓線上鉆鑿一排一定間距、相互平行的較密集的炮孔，在孔內采取間隔裝藥或不耦合裝藥，主開挖區爆破后再起爆。當開挖輪廓線上的炮孔間距、數量、裝藥結構合適時，開挖面各炮孔間將形成相互貫通的裂隙，并最終形成一個較為光滑、完整的裂隙釋放，從而抑制其他方向裂隙的產生和發展，保持了巖石的完整性，其關鍵的環節是光面爆破中孔間距、裝藥結構及起爆方式等工藝的確定。

4 施工要點

4.1 光面爆破設計

在待開挖體上采用鑿巖機具鉆鑿豎向直孔、傾斜炮孔，炮孔分主爆孔（一般為直徑或斜孔）和光爆孔（一般為斜孔）兩種，各孔成矩形或梅花形排列。人工裝填炸藥，非電毫秒導爆管起爆系統起爆，對開挖路基由上到下分層縱向臺階（臺階設置同路基邊坡臺階設計）進行開挖。當開挖高度小于5 m時，采用淺孔爆破法開挖，開挖高度大于5 m時，采用中深孔爆破法開挖。光爆孔就是在設計邊坡線上設置一排炮孔，其傾角、深度、間排距以及裝藥結構、裝藥量、起爆等都有別于主炮孔，有嚴格和特殊的要求。

4.1.1 孔徑的選擇

目前，公路工程路基爆破開挖施工中常用的鑿巖機械為YT24輕型鑿巖機和直徑90 mm型潛孔鉆機，因此，我們在光面爆破時采用同樣的機械設備。鉆孔孔徑深處為90mm，淺處為40mm。

4.1.2 孔間距選擇

D=（10-14）d

式中：d：孔徑。

則D淺=400～500 mm，D深=900～1 200 mm

在實際施工中，根據巖石情況具體選擇，硬巖取小值，軟巖取大值，破碎巖石取小值。

4.1.3 最小抵抗線

在已知孔徑間距D的情況下，按D/W=0.8取最小抵抗線值。則W淺=500～700 mm，W深=1 125～1 500 mm。

4.2 裝藥

（1）淺孔光面爆破使用￠25 mm2#巖石炸藥；深孔光面爆破使用￠32 mm2#巖石炸藥。

（2）裝藥線密度。根據工程經驗取q淺=0.04～0.08 kg/m，q深=0.3～0.75 kg/m，在實際爆破施工中，需要根據巖體及初次爆破情況進行優化。

（3）裝藥。采用不耦合裝藥結構，底部藥量適當加大；孔內全長布置導爆索，將炸藥卷及導爆索用膠布均勻捆綁在長竹片上，再小心放入光爆孔內。

（4）孔口段堵塞。我們通過觀察爆破現場發現，孔口段填塞高度對光面爆破效果也有較大影響。填塞高度過大或過小都會造成不良后果。當填塞高度較小時，由于抵抗線較小，臺階將產生嚴重后沖破壞，上部平臺寬度較小，造成超挖，達不到設計的安全平臺。若填塞高度過大，則炸藥對臺階上部破壞減弱，留下帽檐，在逆傾斜層理巖石中爆破更為嚴重。

通過多次試驗，根據巖石的具體條件，孔口段1～1.7 m不裝藥，用黃泥進行堵塞。當巖層臺階坡面逆傾斜時，取小值。

4.3 起爆網路

爆破區域覆蓋一層橡皮編織網，覆蓋區邊緣必須超過起爆區域邊緣的0.8倍最小抵抗線。將一排光爆孔引出的導爆索連接到一條主導爆索上，再接入整個爆破網路，并使光爆孔比鄰近主炮孔遲發50～100 ms。

5 質量與安全控制

（1）鉆孔應做到孔位準確、方位傾角準確、孔底平整。開眼位置偏差≤5 cm，鉆孔傾角誤差≤1°，深度誤差≤20 cm。

（2）按設計裝藥線密度、裝藥結構嚴格控制裝藥。

（3）爆破后觀察是否符合半孔率≥50%，超挖率≤5%，不出現欠挖的要求。

采用光面爆破技術可以大大減少人工作業的工作量，改善作業環境，提高作業的安全性，但是畢竟爆破開挖作業是一項高危工作，在作業中仍應積極加強安全生產管理。鉆孔作業環境較差，應加強職工安全意識培訓。爆破作業應嚴格按照有關規定操作；進行爆破作業應根據環境情況對孔口、薄弱地帶以及裸露在外的導爆索采取必要的防護及覆蓋措施，可采用沙袋、竹籬笆、膠帶覆蓋或搭設防護墻等。

6 結束語

采用光面爆破技術施工，可以完全滿足公路路基邊坡設計對邊坡率、平整度、碎落臺規格等的要求，只是由于鉆孔量的加大而提高了鑿巖爆破費用，增加了量單項施工成本。但是由于采用了光面爆破技術的穩固性，這樣可以適當降低邊坡支護等級，從而降低工程整體投入。

總之，實踐證明，光面爆破技術的應用可以提高工程的成本，降低企業的經濟效益，使其產生明顯的社會經濟效益，安全效果也比較好。