簡述路基石方控制爆破施工技術

崔兵芳

(山西晉城市城區交通運輸局，山西晉城 048000)

0 引言

控制爆破是指對工程爆破過程中由于炸藥在被爆破對象的爆炸而產生的飛散物、煙塵、噪聲等公害通過一定的技術手段加以控制的一種爆破技術。本文通過實踐應用，從各個方面對控制爆破技術進行了詳細的闡述。

1 設計原則

1)開槽減震，擴展工作面;2)淺孔、深孔結合，毫秒雷管時差起爆;3)重點地段嚴控一次起爆藥量。

2 技術要求

1)路基雙側邊坡基本平整;2)施工過程中落入公路面石塊降到最少，不影響正常通車。

3 確定初始開槽位置

在安全距離已知的前提下，考慮到山體的穩定性高于磚結構建筑物，保守設定其安全允許震速為2 cm/s～3 cm/s，依經驗公式可分別計算出數據，如表1，表2所示。

采用90mm潛孔鉆，孔深與第一臺階持平，約11m，最大抵抗線2 m，中下部裝藥約8延米，線裝藥量3.5 kg/m，共28 kg。距邊線36 m處設定開槽第一孔位即可滿足安全要求(計算安全藥量29.16 kg，現單孔裝藥28 kg)。從第一孔位往右間隔2.5 m分別再打3孔，即38.5 m，41 m，43.5 m三個尺段裝同樣的藥量，采用毫秒(ms)雷管延時起爆，一次性起爆藥量均保持在28 kg的量上，符合安全要求。第一孔1段0 s，第二孔3段53 ms，第三孔5段75 ms，第四孔7段100 ms，或第三孔1段、二、四孔3段、第一孔5段(見圖1)。

表1 淺孔爆破一次性最大起爆藥量

表2 中深孔爆破一次性最大起爆藥量

圖1 開挖斷面示意圖（單位：m）

在適當的位置拉槽，相當于開設了一條減震溝，可有效提高右側的爆破規模，第二增加了爆破臨空面，可減小后續爆破的夾制阻力，提升爆破效果。上層爆破延深若干米后，開始下層爆破，形成臺階開挖。

4 中深孔爆破參數的選擇

4.1 鉆孔形式確定

由于本工程的特殊性，采用密集平行于自由面進行鉆孔，設備常用中風壓鉆機鉆孔。

4.2 布孔方式

為了改善爆破質量，充分利用爆破能量，選擇梅花形布孔方式。布孔縱向與自由面平行。

4.3 爆破參數的確定

以下按孔直徑90 mm鉆孔機確定爆破參數。

1)孔徑:孔徑為直徑90 mm。

2)孔徑深度:臺階高度為8 m～10 m。

3)底盤抵抗線:按臺階高度確定底盤抵抗線公式:W1=kd=35×0.09=3.15 m。其中，k為系數，取35;d為鉆孔直徑，為90 mm。

4)炮孔超深:根據經驗公式確定炮孔超深。h=(0.15～0.35)W1=(0.15～0.35)×7=1.05 m～2.45 m。因是斜孔，超深爆破參數的選擇原則:為確保爆破安全取2 m～3 m。炮孔超深過大，將造成鉆孔和炸藥的浪費，增大對下工作面的破壞，給下次鉆孔造成困難;超深不足，將產生根底影響裝運工作。因此，炮孔超深應根據工程地質決定，現場可進行調整。孔深H=10 m(斜長)。

5)孔距和排距:a.孔距(a)按公式:a=mw1。由于本工程環境復雜，所以密集系數m值選用最小的值0.8，則:a=0.8×3.15=2.52 m，取a=2.5 m。b.排距。c.采用梅花形時，排距與孔距的關系:b=0.8×a=0.8×2.5=2，取排距 b=2 m。

6)炮孔堵塞長度:炮孔堵塞長度一般按炮孔直徑的20倍～40倍，即1.8 m～3.6 m，取炮孔堵塞長度為4 m。

7)單位炸藥消耗量:根據工程地質資料，確定巖石的普氏系數f值為8～14。根據工程實際情況，本工程裝車用1m3挖掘機，故單位炸藥消耗量為:q=0.45 kg/m3。

8)每孔裝藥量:a.第一排炮每孔裝藥量:Q1=q·a·w1·H。Q1=0.45×2.5×3.15×8=28.35 kg。b.第二排至后多排炮孔裝藥量:Q2-n=K·q·a2-n·b·H。其中，K為前面各排炮孔巖體阻力作用增加系數，K=0.9～1.2，取K=1.1。Q2-n=1.1×0.45×2.5×2×8=19.8 kg。

9)微差時間:為了達到微差擠壓爆破效果，微差時間確定為:ΔS=25 ms ～ 50 ms(排間微差設計為 0 ms，25 ms，50 ms，75 ms，100 ms)。

10)起爆順序:根據工程實際情況，可采用“V”形微差起爆或對角微差起爆。

5 爆破方案的實施

1)對高速公路一側的松動巖石，有裂隙的巖體作預處理(見圖2)。

圖2 既有高速路塹預處理防護布置示意圖

2)在公路一側設堅固的防護網和支架，另外加設柔性網可以有效減少飛石沖擊，達到對防護網支架的保護延長其壽命。

3)以上述4)計算對開槽準確定位。

4)采用90 mm潛孔鉆機準確定位、2 m抵抗線、2.5 m孔距、4 m封口、單孔最大藥量28 kg試爆。

5)觀察爆破效果，及時總結安全情況，調整后繼續。

6)山包兩側兩個工作面同時開工。

7)淺孔爆破及二次破大塊進一步詳細安排(如圖3所示)。合理安排爆破的布孔與裝藥量(如圖4所示)，盡量減少淺孔爆破和二次爆破(如圖5～圖7所示)，條件允許可以選擇破碎錘進行二次破大塊。

圖3 橫向梯段薄層剝離法控制爆破平面布置示意圖

圖4 縱向小臺階法控制爆破縱斷面布置示意圖

圖5 縱向小臺階法控制爆破炮孔平面布置示意圖

圖6 縱向小臺階法控制爆破炮孔橫斷面布置示意圖

圖7 縱向梯段逐層流水作業法控制爆破示意圖

8)單孔裝藥量計算。

a.邊坡光面爆破或預裂爆破。

其中，Q為單孔裝藥量，kg;q為線裝藥密度，kg/m;L為預裂或光爆孔深度，m。

b.主爆孔、臨邊孔。

其中，Q為單孔裝藥量，kg;k為巖石單位耗藥量，kg/m3;w為前排孔底板抵抗線，m;b為排距，m;a為孔距，m;H為梯段高度，m。

9)爆破器材。

a.炸藥:2號巖石硝銨或銨銻炸藥;2號巖石抗水炸藥或乳化炸藥。b.導爆管毫秒雷管:1，3，5，7，9段5 m 腳線，1段7 m 腳線少量。c.瞬發電雷管。d.導爆索。e.起爆器(充電式)2臺。

爆破器材的數量根據爆破設計參數及裝藥量由現場技術人員計算確定。

10)裝藥結構。無水時使用2號巖石硝銨炸藥或2號巖石銨銻炸藥。有積水時使用2號巖石抗水炸藥或乳化炸藥。

邊坡光爆孔或預裂孔采用導爆索串聯間隔分散裝藥，即軸向不耦合裝藥。

由于控制爆破耗藥較小，主爆孔和臨邊孔較深時，為使炸藥爆破能均勻發生作用，提高破碎效率，也應采用分段間隔裝藥，60 cm～80 cm深的炮孔集中裝藥于孔底，80 cm～150 cm深的炮孔分二層裝藥，150 cm～200 cm深的炮孔分三層裝藥，藥包之間用一根導爆索串聯，底部反裝1發相應段別導爆管毫秒雷管，若不用導爆索串聯時，每層需裝1發同段毫秒雷管，并將引線拉出孔外，藥包間應充填泥土、空氣間隔器。

所有炮孔裝藥完成后均應用炮泥堵塞，堵塞長度不小于1.3W。

11)起爆方法及網絡。邊坡光爆孔因裝有導爆索，起爆時可在孔底反向裝1發一段的導爆管毫秒雷管與其他孔一并蔟聯起爆，也可將所有導爆索頭拉出孔口，用一根主導爆索串聯，在頭上綁1發一段導爆管毫秒雷管與其他孔蔟聯起爆。

其他孔因孔底均裝有相應段別的導爆管毫秒雷管，只需將導爆管引出孔口，分區蔟聯，并在每蔟綁2發一段毫秒雷管傳爆，再將所有傳爆雷管集中，綁1發雷管引爆。

由于既有道路旁爆破時間和安全控制嚴格，為防止點炮后發生意外情況不便處理，最好采用電雷管引爆。