臨近鐵路既有線石方爆破的安全控制

（中鐵十七局集團第四工程有限公司，重慶 401121）

臨近鐵路既有線石方爆破的安全控制

賈偉龍

（中鐵十七局集團第四工程有限公司，重慶 401121）

隨著我國鐵路運輸量的不斷增大，對鐵路運輸能力的要求也越來越高，常通過對既有鐵路線路進行改造，采取增建二線的方法來提高鐵路運量。然而，在增建二線時會面臨很多臨近既有線施工的安全問題，本文以寧西二線NX2標段為例，介紹在不影響既有線行車、設備及人員安全的前提下，進行緊鄰既有線高邊坡路塹爆破施工。

鐵路線路；臨近；爆破；施工；安全控制

1 概述

寧西二線（鄭州局管段）NX2標段，起訖里程K248+289.5～K326+843.8全長78.55km。全標段均屬低山丘陵地區，地形起伏較大，新增二線與既有線之間的線間距為4.0 m～69m，最大挖深24m，總爆破開挖方量134.1萬m3。寧西鐵路每天開行列車34對，行車密度大，屬復雜環境下的石方爆破。本標段路塹巖石為泥巖夾砂巖、礫巖夾泥巖、片巖等，屬于軟石和次堅石，地下水量小。

2 爆破方案設計

2.1 爆破方案

本文重點介紹線間距＜5米，開挖寬度＜6米的地段爆破施工，結合以往類似工程的實踐經驗，總體原則上采用機械、淺孔相結合的方法開挖主體石方。開挖深度小于1.0m的石方，采用機械開挖，開挖深度大于1.0m小于3m的石方，采用淺孔爆破的方式開挖。確定爆破方案如下：

采用預留隔墻臺階爆破法。自上而下分臺階進行開挖，預留巖墻采用淺眼臺階式弱松動爆破方法，臺階高度2.5m，巖墻頂寬不小于1.5m，底寬不小于3m，爆后用挖掘機將破裂的巖塊挖離坡面后，再用機械處理。主爆區采用淺孔松動爆破，臺階高度2.5m。（見圖1、圖2）

2.2 爆破參數的選取

（1）主控制爆區淺孔爆破參數

炮孔平面布置成梅花型或長方形布孔，鉆孔孔徑Φ=42mm，垂直鉆孔，使用管狀乳化炸藥，計算得到淺眼臺階控制爆破參數列于表1。

（2）預留巖墻爆區淺孔爆破參數

巖墻爆區隨主爆區同時下降，其基本參數為：鉆孔孔徑d=42mm，垂直鉆孔，臺階高度H=2.5m，超鉆h=0.5m，鉆孔深度L＝3.0m，巖墻頂寬1.5m，沿巖墻中心縱向鉆一排孔，抵抗線W＝0.75m，孔距a＝1.0m。

（3）主爆區淺孔藥量設計

取填塞長度L1＝1.0～1.8m，裝藥長度L2＝0.4～2.8m，單孔裝藥量Q1＝0.36～2.52kg，炸藥單耗為0.35～0.4kg/ m3。

圖1 預留巖墻主爆破方案意圖

圖2 巖墻拆除爆破鉆孔裝藥布置示意圖

（4）預留巖墻淺孔藥量設計

取填塞長度L1＝1.8m，裝藥長度L2＝1.2m，單孔裝藥量Q1＝1.08kg，炸藥單耗為0.2kg/m3。

表1 淺孔臺階控制爆破參數

表2 安全爆破距離和最大裝藥量關系

2.3 裝藥結構

淺眼臺階控制爆破采用管狀乳化炸藥做主爆炸藥，整卷下裝，起爆雷管置于炮孔底部。使用鉆屑或黃粘土堵塞。

2.4 起爆模式

采用微差起爆方法，同時視作業面情況、環境條件和開挖深度分別采用斜線形、直線形等起爆模式。

2.5 起爆網絡

主炮孔采用毫秒微差起爆方法，排間自外向內順序起爆，排間微差時間為50ms。采用電與非電混合式起爆網路，即孔內和主體網路連接均使用導爆管雷管，最終由電雷管引爆。

2.6 爆破施工工藝流程

清表層→標高測量→計算孔網→裝藥量設計→布孔→鉆孔→驗孔→做驗孔標簽→重新核算單孔裝藥量→做裝藥量標簽→提報爆破器材計劃→裝藥→填塞→連線→檢查孔網連線→申請封鎖點→防護→警戒→起爆→爆后檢查→撤除警戒。

3 爆破振動安全距離計算和控制措施

3.1 爆破振動安全距離計算

為保證爆破時周圍建筑物設施的安全，根據《爆破安全規程》，對爆破振動進行安全距離計算，校核爆破設計的裝藥量，控制一次起爆最大藥量，減弱振動效應，確保爆區四周居民、建筑物和設施的安全。對于一般的建筑物我國規定的允許地面振動速度為3cm/s，按《爆破安全規程》V=3cm/s，V=10cm/s分別計算，裝藥量和安全距離計算結果見表2。施工過程中根據爆區與既有建筑物的距離來確定一次最大起爆藥量。

3.2 爆破振動控制措施

為了降低爆破振動，可考慮以下措施：

（1）根據爆破區域的實際環境情況采用諸如微差爆破、預裂爆破、緩沖爆破等積極的爆破減振技術。

（2）選擇合理起爆間隔時間，控制最大單響藥量，避免采用壓碴爆破方式進行多排孔爆破。

（3）確定合理的起爆方向和起爆順序，盡可能使爆破最小抵抗線側向保護目標。

（4）正常爆破施工前利用幾次小規模的爆破試驗，尋找爆破振動的衰減規律，并確定出振動衰減公式中的有關參數，由此可根據被保護物的振動安全要求，確定最大允許單響藥量或最小安全距離，指導爆破施工。

4 爆破安全防護措施

寧西二線NX2標段石方開挖均在既有路塹邊坡附近作業，且既有線列車運行較密集，施工困難，安全風險大。施工時，對既有線防護采用剛性和柔性防護相結合的方式，確保既有線的行車安全。

4.1 防滾石措施

（1）既有邊坡受到以前開挖爆破的影響，具有一定的損傷范圍，為了防止邊坡開裂產生滾石，危及既有線的安全，故在既有邊坡上覆蓋布魯克網。將錨桿打在預留巖墻上，然后固定上布魯克網。

（2）安排兩層攔石排架。上層攔石排架采用植入鋼管式搭設。鋼管排架搭設方法：在路塹一級平臺臺階上架設鋼管排架，鋼管采用ф50mm無縫鋼管，豎向鋼管間距1.0m，橫向鋼管間距1.0m，縱橫鋼管交叉采用扣件聯接，在鋼管靠線路的內側滿鋪竹夾板封閉，竹夾板用8號鐵絲綁扎牢固，形成攔石柵欄，豎向鋼管植入巖層厚度不小于1m，必要時用混凝土澆注，整個排架每隔1.5m加設一根斜撐，以保證排架的穩定性，詳見圖3。下層攔石排架的搭設要求與上層相同，但要搭設在軌道旁的水溝外側表面上。4.2防飛石措施。

裝藥前應認真校核各個炮孔的最小抵抗線，如有變化，必須修正裝藥量，不準超量裝藥。保證堵塞質量，不但要保證堵塞長度，而且保證堵塞密度，堵塞物中避免夾雜碎石。在爆破體上覆蓋彈性防護材料，主要有大布魯克網、小布魯克網、汽車輪胎（或廢舊輸送帶）做的炮被等。大布魯克網規格為200mm×200mm，小布魯克網規格為20mm×20mm。

防護方法：布魯克網安裝前，如原設計邊坡有漿砌片石防護，則先人工拆除坡面漿砌片石，在二級排架底部稍上部位先打一排豎直錨桿，同時在爆破范圍外的邊坡上打一排地錨桿，錨桿的錨固深度為5m，直徑為22mm，間距為2.5m～3.5m，然后將大布魯克網固定在錨桿上拉緊。大布魯克網直接覆蓋于被爆山體之上，小布魯克網以及“炮被” 直接固定在大網上。小網在覆蓋時其相鄰兩邊緣要疊加20～30cm，以免產生漏石。待形成一定的工作面以后，將大布魯克網三面加以固定，只留出碴作業面方向，在工作面用木支撐將網適當撐起，人在里邊作業，裝藥連線完畢后，拿走木支

撐，形成一個幾乎封閉的防護體系。

圖4 接觸網支柱防護示意圖

網片面積比實際爆破范圍略大（四周各超出1.5m為宜）。砂袋用編織袋裝砂、或土，每袋重量以裝滿全袋總容量的70%～80%即可，防止爆破飛石亂沖，確保行車安全及作業人員安全。

4.3 接觸網支柱的防護措施

對接觸網支柱采用鋼管加砂包或竹跳板的形式防護，以防滾石砸壓支柱。在接觸網支柱臨近爆區一側的左右兩邊各埋設一根I20工字鋼，工字鋼間距1m，埋深1m，工字鋼上每隔0.5m橫向綁扎ф50mm的無縫鋼管，鋼管外側碼設砂包或布設竹跳板，見圖4。

4.4 既有線的防護

必要時，用竹夾板對鋼軌枕木進行覆蓋，以防個別飛石對鋼軌枕木局部進行破壞。同時，為了防止爆破時的揚塵、碎屑等污染道床，采用彩條布對線路道碴進行覆蓋。

結語

在整個爆破施工過程中，確保了既有線、電氣化接觸網的安全，保證了行車安全暢通，受到了建設單位的肯定和好評。且爆破后巖石破碎，清碴方便，減少了二次解小的工作量，爆破開挖的邊坡坡度、擴塹寬度和塹底標高均符合設計要求。

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[2]楊相海，張杰，余學義．強制放頂爆破參數研究[J]．西安科技大學學報，2010（03）．

[3]肖志強．既有線近距大型爆破安全作業與防護[J]．科技資訊，2010（35）．

[4]顧毅成．對應用爆破振動計算公式的幾點討論[J]．爆破，2009，26（04）．

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