石質路塹邊坡光面爆破技術

劉國亮

(山西路橋第二工程有限公司，山西臨汾 041000)

根據吉河高速ZB1合同段LJ12分部石質路塹開挖施工情況，不斷摸索和總結出石質路塹邊坡光面爆破技術。我標段共有挖石方3 800 000 m3，最大挖深高度為110 m，該段路基10%為軟石，90%為次堅石地質。根據現場觀察，該堅石節理發育較亂，又夾有部分砂巖，開挖采用光面預裂爆破進行開挖。該段石質路塹開挖被總監辦樹為標準化施工示范點，同時在項目現場進行首件工程公示，制定石質路塹開挖作業標準，為整個吉河高速石質路塹開挖施工質量進行把關。

1 工藝流程

石質路塹邊坡施工工藝見圖1。

圖1 工藝流程圖

2 操作要點

2.1 布孔鉆眼

布孔要堅持大孔距小排距原則，并與設計最小抵抗線成正比?？蓡闻叛?，也可多排眼布孔?？孜辉O計參數表如表1所示，邊坡孔位布置圖見圖2。采用90 mm鉆孔為:

孔距a=D/n(D為炮眼直徑，n=6～10，巖石堅硬取大值);

排距 b=(0.8～0.9)×D ×KS(KS取25～45)。

表1 孔位設計參數表

光面層厚(光爆孔抵抗線):W=a/m(m=0.5 ～1.0，軟巖為0.5 ～0.8、硬巖0.8 ～1.0)。

炮孔長度 L及超深 h:L=H/sinα+h;h為超挖深度，取 H(0.05 ～0.1)，H 為臺階高度。

超挖深度的作用是為了降低裝藥中心有利于底盤的阻力，使爆出的底板比較平整。

根據巖石性質變化，隨時調整孔距和排距。

圖2 邊坡孔位布置圖

2.2 裝藥指數

根據最小抵抗線計算裝藥量，炸藥爆炸是球面等量向外擴張。爆轟波只沿著最小抵抗線方向釋放，因此裝藥量要根據最小抵抗線準確計算。裝藥數量參數表見表2。裝藥密度 Q=1/4 000πd2(ρ0/m2)。其中，ρ0為炸藥密度，g/cm3;m 為不耦合裝藥系數，為炮眼直徑與裝藥直徑的比值。炮孔堵塞長度:Ld=20D～25D;q為單位體積耗藥量，kg/m3，路塹上部取 0.25 ～0.32，下部取0.3～0.39。根據爆破巖石層理結構，隨時調整裝藥指數。

表2 裝藥數量參數表

2.3 裝藥結構

露天深孔臺階爆破中，常用的裝藥結構有:1)連續裝藥結構;2)分段裝藥結構;3)孔底間隔裝藥結構;4)混合裝藥結構。根據巖體性質90 mm孔采用孔底間隔裝藥結構。裝藥結構:采用間隔一定距離的藥串結構，即縱向空氣間隔裝藥。在孔口2 m左右不裝藥，進行堵塞。堵塞段以下1 m～2 m處線裝藥密度為設計的1/2。藥卷參數見表3，邊坡光爆裝藥及起爆示意圖見圖3。

表3 藥卷參數表

圖3 邊坡光爆裝藥及起爆示意圖

孔底間隔裝藥結構特點:1)提高了炮孔內藥面高度，減少了孔口部位爆后大塊度;2)降低了爆炸沖擊波的峰值壓力，減少了炮孔周圍巖石的過粉碎;3)巖石受到空氣沖擊波的作用后，還受到爆破氣體所形成的壓力波和來自孔底的反射波作用，當這種二次應力波的壓力波超過巖石的極限破裂強度時，巖石的微裂隙將得到進一步的擴展;4)延長了應力波在炮孔內的作用時間，沖擊波作用于孔底后，又返回到空氣間隔中，進行多次沖擊作用，使應力場得到增強，也延長了應力波在巖石中作用時間的3倍～5倍，可使爆轟波在孔內充分利用，既節約了炸藥，又提高了爆破功效。

3 注意事項

1)采用人工裝藥，上部用炮泥進行堵塞，堵塞長度按(0.75～1.0)W進行控制，如炮孔有水無法吹干時，采用防水炸藥或其他防水措施。2)鉆眼前需要對邊坡巖層的產狀、地形和周圍的環境進行詳盡的調查，并進行必要的試驗，確保方案的可行性。3)對臺階面邊沿的炮孔，最小抵抗線不得小于鉆爆設計規定的值，以防最小抵抗線方向出現飛石，炮眼深度不能小于抵抗線。選擇炮眼位置時，避免穿過巖石的層理與裂縫，以免起爆時氣體沿縫隙漏出。4)裝藥時，定量定位，防止卡孔;回填堵塞材料選取有一定濕度的黏土，為防止卡孔，可分多次回填，邊回填邊用木制炮棍搗實，禁止使用鐵棍搗固。5)對地形的斜坡或平地，有計劃地進行改造，使前次爆破為后次爆破創造兩個或多個臨空面。

4 質量控制措施

1)路塹開挖邊坡允許偏差和檢驗指標見表4。

表4 路塹開挖邊坡允許偏差和檢驗指標

2)路塹邊坡不得有松石，路基邊線直順，曲線圓滑。

3)坡面應平整且穩定無隱患，中硬質巖石邊坡不平整處最大間隙不應超過15 cm。檢驗數量:沿線路縱向每100 m檢驗5處。

4)高邊坡進行穩定性監測，在地質變化段采用爆破開挖時，嚴格控制爆破用藥量。