高邊坡路塹光面預裂爆破施工技術

摘要：光面預裂爆破是隨著深孔爆破技術與鉆孔機械日益完善而發展起來的。由于本段工程山體巖層十分分明，路塹設計坡度與巖層自然坡度基本一致，通過與設計院溝通確定如采用巖層自然坡度將對邊坡穩定更有利，故本次爆破采用在山體下部進行預裂爆破，依靠爆破震力將既有巖層間的粘接力減弱從而形成軟弱面后，上部山體沿軟弱面自由滑下，從而形成光滑平整的邊坡面。

關鍵詞：光面預裂爆破 個別飛石距離 安全警戒

1 工程概況

本次需要爆破的地點為石太鐵路客運專線DIK22+

010～DIK22+048段線路左側山體，本段原為一處采石場，經過多年不規則采石后，留有一處高度為66m、寬40米、長50m的山體，由于該山體距設計線路左線中心距離僅為40m，且山體較高，為防止山體掉落危石對鐵路運營后的行車安全造成影響，需對其進行爆破施工移除。經測量，本段爆破石方共為22萬方。本座山體巖石以石灰巖為主，厚度及分布不均，厚5～8m；鮞狀灰巖：青灰色，弱風化，中厚～巨厚層狀，鮞粒結構。節理裂隙發育，局部夾薄層泥質條帶灰巖，山體山體自然坡度42～48度，巖層傾斜方向與路塹邊坡方向一致。爆破區北側150m處有一處民用倉庫，東側500m處有一處村莊，因此爆破施工中的安全控制十分重要。

2 爆破方案

經中鐵六局集團石家莊鐵路建設有限公司項目部在多次方案比選后，決定采用光面預裂爆破，由于山體太高，且山體巖層的自然坡度與設計路塹邊坡基本一致，為有效控制飛石距離及爆破面的平整度，首先在下方山體預裂爆破，在爆破震動作用下，山體巖層間的粘接力減弱從而形成軟弱面，而上部山體在重力作用下沿該軟弱面滑落，爆破后如果山體順利滑落，將所有粒徑大于一米的大塊進行二次改小，甚至三次改小后進行人工出碴。根據山體巖層分布情況，計劃分七次大爆破以完成山體爆破施工。

3 應急預案

如山體受爆破震動后巖層間的粘接力仍大于山體自身重力而導致山體無法順利滑落，則啟動應急預案，即采用自上而下逐層爆破。從山后修簡易便道通向山頂，對施工材料、物資進行人員運送（因地勢太陡，修機械能上去的便道工程量太大）。從山頂標高往下30m采用淺孔爆破，即7655手提式鉆孔機鉆孔每層鉆孔深度為3m，梅花布孔方式。采用管裝2#巖石銨梯箱炸藥，每立方用藥量控制在0.35kg，飛石控制在80m內。如果現場有障礙物要增加炮眼，飛石控制在50m以內。所有大塊進行二次改小，甚至三次改小后進行人工出碴。下半部分36m采用80mm潛孔鉆鉆眼，孔深為10m。每一層也是一次打完炮眼，一次引爆。出完碴后進行下一層施工下半部分可以考慮機械出碴，汽車外運。

4 爆破設計

4.1 主體爆破 根據現場情況，爆破主體采用光面預裂爆破，沿山體正面采用梅花型布孔方式布三排炮孔，孔與孔橫距為1.2m，縱距1.5m，用80mm潛孔鉆鉆眼，第一排炮孔垂直山體巖面鉆入孔深為6m，第二排炮孔與第一排炮孔成30度角鉆入，孔深8米。

4.2 大塊石及孤石爆破 ①鉆孔法。在大塊石料的適當部位鉆孔，其深度為大塊石料厚度的一半，按要求裝藥填塞好后進行爆破，使大塊孤石被解體成許多能夠運輸的小塊。②外覆法（裸體爆破）。觀察孤石的形狀，將藥倉置于其凹陷部位，然后用粘土等覆蓋好后進行爆破，使大塊孤石被解體成符合要求的碎石。③聚能穴藥倉爆破法。該方法用帶有聚能穴的特制藥倉進行大塊石料的外覆蓋爆破，使用時應將聚能穴對著大塊石。

4.3 裝藥結構及起爆網絡 當炮眼底部有少量水時可采用乳化炸藥，其余采用2#巖石硝銨炸藥，上下各裝一發非電毫秒雷管，雷管插入硝銨炸藥中制成起爆體。如雨季施工或地下水發育、孔內積水較深時，為保證爆破效果，在水位以下部分，改換乳化炸藥。

本工程采用非電毫秒導爆管網絡，毫秒微差控制爆破技術。應用排間微差技術，能控制飛石方向，降低大塊率及改善爆堆堆積形狀。

堵塞材料只能用土或鉆孔的巖屑，禁用石塊；裝藥和堵塞時要保護好起爆雷管。

在爆破作業過程中，應保證堵塞長度和堵塞質量，控制最小抵抗線方向，控制個別飛石距離飛散。

5 施工工藝流程及方法

5.1 爆破施工工藝流程 爆破設計→爆破方案審查→施工準備→布孔→施鉆→裝藥、堵塞→爆破警戒→聯線起爆→瞎炮檢查→（是→引爆瞎炮，否→解除警戒）→挖運清底。

5.2 施工方法 采用淺孔爆破（<3m）和深孔爆破配合作業，淺孔采用YT-28風動鑿巖機，人工裝藥，非電毫秒塑料導爆管作為主要引爆系統，主要用于為深孔施工形成作業平臺和大塊巖石的二次爆破。深孔爆破鉆孔采用液壓潛孔鉆機鉆孔，非電毫秒塑料導爆管引爆的毫秒微差擠壓爆破，主要用于梯段微差爆破。出碴采用液壓挖掘機挖、裝，自卸汽車運輸，通過場內施工便道運輸到指定地點。爆破后，巖石粒徑在1m以內，直接用挖掘機或裝載機裝運至相應場區；粒徑大于1m的大塊采用根據巖塊的形狀采用合適的方法進行二次爆破。

①裝藥應符合下列規定：同一電爆網絡上必須使用同廠、同牌號、同批的電雷管；裝藥前，非裝藥人員應撤離裝藥地點；裝藥區內禁止煙火；裝藥完畢，應檢查并記錄裝炮個數、地點；裝藥應在所有炮眼打成以后進行。

②爆破警戒與信號。爆破作業應安排在白天，并在規定的時間內進行爆破。爆破工作開始前，必須確定危險區的邊界，并設置明顯的標志。地面爆破應在危險區的邊界設置崗哨，使所有通路經常處于監視之下。每個崗哨應處于相鄰崗哨視線范圍之內。爆破前必須同時發出音響和視覺信號，使危險區內的人員都能清楚地聽到和看到。應使全體職工和附近居民，事先知道警戒范圍、警戒標志和聲響信號的意義，以及發出信號的方法和時間。第一次信號——預告信號。所有與爆破無關人員應立即撤到危險區以外，或撤至指定的安全地點。向通往危險區的各路口派出警戒人員。第二次信號——起爆信號。確認人員、設備全部撤離危險區，具備安全起爆條件時，方準發出起爆信號。根據這個信號準許爆破員起爆。第三次信號——解除警戒信號。未發出解除警戒信號前，崗哨應堅守崗位。除爆破工作領導人批準的檢查人員以外，不準任何人進入危險區。經檢查確認安全后，方準發出解除警戒信號。

③起爆應符合下列規定：同一施工地段有若干工點同時爆破時，必須統一指揮，在全部警戒和防護工作未完成之前，嚴禁任何一處起爆；炮眼裝藥完畢到起爆不宜超過10min；敷設電爆網絡時，必須由最遠的裝藥炮眼向起爆指揮點進行，并應在敷設前先將網絡的指揮點一端短路；電源與起爆網絡的連接或起爆機搖柄的安裝，必須在開關切斷后準備起爆時進行；起爆兩炮以上時，應指派三人在不同方位記數聽炮，并相互核對響炮數。炮已全部響完，可于最后一響的5min后發出解除警戒信號，并全面檢查對公路、鐵路交通無影響。必須在確認安全后，方可撤回全部警戒人員。

④爆破后安全檢查和處理。爆破后，爆破員必須按規定的等待時間進入爆破地點。爆破員如果發現有盲炮等現象，應及時處理，未處理前在現場設立危險警戒或標志。只有確認爆破地點安全后，經當班爆破班長同意后，方準人員進入爆破地點。每次爆破后，爆破員應認真填寫爆破記錄。

⑤處理瞎炮應符合下列規定：發現瞎炮或懷疑有瞎炮，應立即報告并及時處理，瞎炮處理人員應由原裝藥人當場處理，處理瞎炮時，不得撤除警戒；遇特殊情況，經施工負責人準許后，可在下次放炮或休息時處理；瞎炮位置應設明顯標志，其周圍5m內禁止人員通行；炮眼中的爆破線路、導爆索等檢查完好時可將引線或電線重新接通，再行起爆；應在取出堵塞后重新起爆藥包；不得在殘眼中繼續打眼；可在距瞎炮不小于0.6m處打一平行炮眼進行誘爆。

6 爆破安全驗算

6.1 個別飛石距離 藥包抵抗線方向的個別飛石距離可按下式計算：Rf=20KAn2W

式中KA——本工程取KA=1.0；W——最小折抗線的最大值；n——爆破作用指數，本爆破n=1.0。

6.2 爆破振動速度檢算 根據《爆破安全規程》（GB6722-86）的有關規定，最大同時起爆藥量的計算公式：Qmax=R3（V/K）3/α

式中K、α——場地系數和衰減指數，本爆破工程取K=150，α=1.7，根據實際爆破振動速度值進行調整；

R——爆破中心至建筑物的距離（m）；Qmax——分段起爆最大藥量（kg）；V——被保護建筑物的地面振動速度（cm/s），本爆破工程地面質點的振動速度控制為：對于附近居民住宅的允許振速為V=3cm/s。

把K=150、α=1.7、V=3cm/s代入公式，可以計算出，就民房而言，不同距離處的Qmax的允許值，見下表：

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7 安全措施

7.1 爆破安全措施 ①爆破前要對爆破地點周圍半徑200m以內的范圍內進行戒嚴，設置爆破警示標志，設喇叭進行廣播，通知爆破地點附近的人，并設專人戒嚴；②進場人員必須經過相關安全培訓，對爆破前進入現場的人員進行登記，所有人員要戴安全帽；③經現場調查確定本段的爆破時間應選在中午11點30分至12點和下午5點30點到6點這兩段行車和行人稀少的時段；④放炮前由工點負責人指派專人檢查符合要求后，并待防護和警戒工作一切就緒，方可發出點炮信號；⑤爆破后及對危石及時進行清理。

7.2 現場爆炸物品管理措施 ①嚴格遵守爆炸物品管理的各項規章制度和安全技術操作規程。②按當天現場爆破實際需要藥量，領取爆炸物品，剩余部分應在當班結束后立即交回存放點退庫。不許少報多領占為已有，更不許與監炮員等人合伙私拿、私存或倒賣爆炸物品。③領往作業現場的爆炸物品須妥善保管，不得亂堆亂放，不得挪作它用，不得轉借或送人。④現場應有安全標志。危險地區必須懸掛“危險”或者“禁止通行”、“嚴禁煙火”等標志，夜間設紅燈示警。

7.3 起爆前的防護工作 ①起爆應由值班人員監督和統一指揮；②警戒區周圍必須設警戒人員，警戒范圍：小藥量爆破應距離放炮地點200m以外，大爆破的最大用藥量應根據現場警戒距離經過計算確定；③警戒區內的人、畜應撤離，施工機具不能撤離的應有可靠的防護；④在有車通過的施工地段，確定爆破時間，應事先與有關運輸部門取得聯系。

7.4 控制爆破飛石的措施 ①合理確定爆破參數，特別注意最小抵抗線的實際長度和方向，避免出現大的施工誤差，一旦變化較大時，應對藥量進行修正。②炮孔避免設置在巖石軟弱夾層面，以免從這些薄弱面沖出飛石。③做好炮孔的堵塞，堵塞物中要避免加雜碎石。④采用不偶和裝藥方式，對控制飛石有利。⑤為必須在危險區內工作的人員設置掩體。⑥使人員和可移動被保護對象撤出影響區域。

7.5 險石排除的安全要求 起爆15分鐘后，首先派有經驗的安全員對山體進行檢查，仔細察看作業面上有無瞎泡，如有瞎炮，則應派專人排除后再進行除碴。對危險地段和區域應設立標志，必要時派專人觀察和維護秩序。

8 結束語

由于對爆破施工方案的不斷優化，改進并完善施工工藝，經過不斷地摸索，成功地進行了七次大爆破，滿足了爆破的安全、質量技術要求，并且爆破噪音較小，經過該項目部監測，飛石控制在80m以內，對附近建筑物無一損壞，爆破完成后邊坡平順整齊，通過本次山體爆破工程的施工，為以后的爆破施工積累了一定的經驗。

參考文獻：

[1]楊健武，羅根陸主編.鐵路工程施工技術手冊·路基[M].中國鐵道出版社，1992.

[2]杜永昌主編.高速與客運專線鐵路施工工藝手冊[M].科學技術文獻出版社，2006.

[3]陽天海，龍源，顧文彬，夏衛國.光面、預裂爆破參數選擇與質量措施研究[J].爆破，2000（01）.

作者簡介：劉蓓亞（1984-），女，河北欒城人，本科，助理工程師，研究方向：建筑工程。