頂管穿越石方爆破技術(shù)研究

張培杰，劉曉東

（中石化中原建設(shè)工程有限公司，河南濮陽457001）

頂管穿越石方爆破技術(shù)研究

張培杰，劉曉東

（中石化中原建設(shè)工程有限公司，河南濮陽457001）

根據(jù)不一樣的工程類型，分析了頂管穿越石方爆破的相關(guān)措施。

掘金爆破；類型；方法

引言

頂管開洞與平硐開挖從施工方面來看是較為相近的，通常平硐都存在于公路、鐵路、水道等交通通道的下方。頂管施工時通常是由一線施工人員在前方進(jìn)行平硐挖掘工作，接著三級鋼筋混凝土套管緊隨其后，以避免平硐塌陷，從而確保工程順利進(jìn)行和施工人員的安全。施工人員在進(jìn)行挖掘時碰到硬質(zhì)巖石的情況較多，加之硬質(zhì)巖石材質(zhì)堅硬，使用普通的機(jī)械或是人力都是難以挖開的，此時就需要進(jìn)行爆破，這種爆破模式就叫做掘進(jìn)爆破。常見的巖石分為三種，分別是滿硐石、半硐石以及孤石，平硐斷面通常而言都不大，其直徑范圍從1.2 m到2 m不等，而不管是哪一種巖石，都只可以使用水平鉆眼。在處理滿硐石時，按照平硐爆破方法展開施工；在處理半硐石時，則以巖石頂部當(dāng)作是卸爆面，展開微差爆破施工；最后在處理單一的孤石時，使用的方法為向下斜孔布眼，然后根據(jù)松動爆破技術(shù)實施裝藥處理，完成爆破。

1　常見巖石的爆破形式

1.1滿硐石的爆破

1.1.1布眼形式

因為硐石的截面不大，所以通常布設(shè)掏槽眼時圍繞其中心一點(diǎn)，呈等邊三角形排列；布設(shè)周邊孔方時則間隔一定距離布設(shè)一個孔方，確保距離均等。這樣的布眼方法能夠保證滿硐石被順利地爆破開來［1］。

1.1.2裝藥及網(wǎng)路

掏槽眼根據(jù)1 000～1 700 g/m3的重量進(jìn)行裝藥，邊孔則根據(jù)200～400 g/m3的重量進(jìn)行裝藥，具體重量的選擇視操作人員的經(jīng)驗和滿硐石的情況而定。在挑選雷管時使用的是非電導(dǎo)爆炸微差雷管，通常安置在掏槽眼上只需要一段雷管，而安置在周邊孔則需要3或5段雷管，用點(diǎn)雷管使用“束狀”的連接辦法來進(jìn)行起爆，這樣能確保滿硐石從中心到周邊全面爆破完成。

1.2半硐石的爆破

1.2.1布眼形式

呈豎直狀態(tài)由上至下進(jìn)行布眼，兩排或是三排眼皆可。從水平方向來看，每一排眼的間距保持在35～50 cm；從豎直水平來看，每排的間距保持在30～40 cm，具體間距視半硐石的大小而定。如果半硐石較大則需要布三排眼，偏小布兩排眼即可，最后布眼形式呈梅花狀排列以確保爆炸點(diǎn)呈均勻排布，從而有效地完成爆破［2］。

1.2.2裝藥及網(wǎng)絡(luò)

第一排眼根據(jù)200～400 g/m3的重量裝藥，同時選取1段雷管即可；第二排眼則需要選取350～500 g/m3裝藥，同時選取5段雷管，同樣是選擇點(diǎn)雷管，使用“束狀”連接法完成爆破，這種差異化的裝藥量和雷管類型選擇確保了半硐石能順利被爆破。

1.3孤石的爆破

在爆破孤石時使用的是斜向下打眼法，在裝藥時保證300 g/m3的重量即可，這種打眼法無需太多的火藥即可確保爆破成功。

2　確保爆破安全

在使用火藥時，需要嚴(yán)格根據(jù)火工品的管理辦法以及使用規(guī)范展開管理。在裝藥前，首要任務(wù)是清理炮眼內(nèi)的雜質(zhì)，避免這些雜質(zhì)影響火藥爆炸并使用干燥的木質(zhì)棍把藥緩緩地放置炮眼內(nèi)，禁止對藥沖撞或是搗實。其次是要嚴(yán)格控制爆破使用的火藥用量，避免過少而造成爆破失敗，也不能過多否則會由于強(qiáng)烈的爆破震動導(dǎo)致平硐破壞或是地面下陷。通常而言，每次的起爆藥量不超過900 g就不會對施工造成危害，可以確保安全。在裝藥后，一定要使電雷管腳線不和其他東西接觸，始終保持懸空，如果電雷管腳線、爆破母線和某些機(jī)械導(dǎo)電體接觸的話，可能會導(dǎo)致雷管導(dǎo)電提前引爆，造成嚴(yán)重的安全事故，因此必須要禁止電雷管腳線和導(dǎo)電體接觸［3］。

3　液壓千斤頂頂管過程

3.1液壓千斤頂頂管穿越施工原理

在穿越段的左右兩端安置管中心線，明晰頂管穿越的進(jìn)、出口位置，在一側(cè)挖掘一個較大的坑，確保穿越套管與頂管設(shè)備可以被安置在坑內(nèi)，同時留出施工人員可操作空間。在第一次爆破施工完成以后，讓操作人員進(jìn)行掏渣，清理出合適的空間后，確保套管前側(cè)的圓形空間能夠超出套管外徑，接著把套管安置進(jìn)穿越段。等到套管被安置進(jìn)穿越段后繼續(xù)施工，施工工序為打眼，然后爆破，接著掏渣，這樣循環(huán)往復(fù)之后，待到套管通過穿越段后停止施工。而在施工中所產(chǎn)生的清土、棄渣等雜質(zhì)塵土需使用小滑車從洞內(nèi)運(yùn)出倒在遠(yuǎn)離施工場所的地方。

3.2施工措施

1）在施工時需要確保機(jī)械設(shè)備正常使用，為了讓后靠背的受力保持一致，不會因為受力不均而導(dǎo)致錯位的現(xiàn)象發(fā)生，需要在液壓設(shè)備和后背接觸面插入厚度約3 cm的鋼板與枕木。鋼板是為了切實地頂著巖石面，枕木則是被安置在鋼板和后靠背的接觸面之間，這樣能夠發(fā)揮枕木的優(yōu)點(diǎn)，不容易損壞后背接觸面。

2）在砼套管不斷在穿越段前進(jìn)的過程中，施工人員始終進(jìn)行著打眼，然后爆破，接著掏渣的施工操作，在上述三步施工工序完成后繼續(xù)將頂管頂進(jìn)穿越段中，然后繼續(xù)上述的施工工序，如此不斷循環(huán)，直到頂管通過整個穿越段后停止施工。在施工過程中表現(xiàn)為邊爆破邊頂進(jìn)，可以理解為爆破—頂進(jìn)頂管，再到爆破—頂進(jìn)頂管的這樣一個過程［4］。

3）為了確保頂進(jìn)管的外端質(zhì)量，降低頂進(jìn)管所受到的阻力，施工人員可以制作特殊的頂管頭用于在巖石中開路。頂管頭類似于一個T字，其頂端部分偏長，豎直方向較短，同時頂進(jìn)管的前端位置更長，并且呈尖銳狀。尖銳前頭有肋板和下端相連，從而確保頂管頭的前端在巖石中前進(jìn)時不易折斷。最后將頂管頭安置在頂進(jìn)管的最前端，將其固定好后繼續(xù)頂進(jìn)頂管。

4）在頂管施工中，需要通過專業(yè)儀器來確定其位置，確保不會出現(xiàn)偏差。在施工時架設(shè)測量儀器來控制頂管的中心位移線。每當(dāng)頂管前進(jìn)40 cm左右時，就需要觀測頂管的相關(guān)數(shù)據(jù)，及時進(jìn)行檢測，如果發(fā)現(xiàn)頂管出現(xiàn)了位移，就需要及時糾正。

5）在頂管施工結(jié)束后，需要對軸線偏離、高程等數(shù)據(jù)展開測量，從而確定其頂管達(dá)到施工預(yù)期的要求。同時，因為不間斷爆破的因素，使得主體和水泥套管間肯定會有著較小的空隙，為了固定住套管，就需要在套管的東南西北四個方位鉆開四個注漿眼，通過注漿眼注入水泥從而填補(bǔ)空隙。最后當(dāng)工程驗收合格后，需要根據(jù)施工設(shè)計圖對平硐進(jìn)行回填，完成主管的穿越。

4　結(jié)語

在使用頂管穿越石方爆破技術(shù)時，首先需要針對不同的巖石類型采取不同的裝藥重量和布眼形式，以確保巖石被順利地爆破，在此過程中也需要注意爆破安全。在進(jìn)行頂管穿越時，需要邊爆破巖石邊頂進(jìn)頂管，同時還要避免頂管的位移。最后在施工結(jié)束后需要進(jìn)行驗收，以確保工程質(zhì)量合格。

［1］韓永明.淺談公路工程施工中的石方爆破［J］.科技信息（學(xué)術(shù)研究），2008（23）:244-245.

［2］李俊楨，劉宏剛，白立剛.山東教育電視臺旁石方爆破的安全控制［J］.爆破，2006，23（2）:57-59.

［3］黃澤民，付天杰.復(fù)雜環(huán)境下石方爆破施工監(jiān)理的控制管理［J］.鐵道建筑，2003（9）:66-67.

［4］安銀萍.公路石方爆破施工技術(shù)［J］.山西建筑，2011，37（22）:168-169.

（編輯：王紅霖）

Pipe Jacking Through the Stone Blasting Technology Research

Zhang Peijie，Liu Xiaodong
（Sinopec Zhongyuan Construction Engineering Co.，Ltd.，Puyang Henan 457001）

According to different project types，this paper analyzes the rock blasting through the top tube measures.

nuggets blasting；types；methods

TU74

A

2095-0748（2016）13-0049-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.13.17

工程技術(shù)

2016-05-12

張培杰（1988—），女，河南許昌人，本科，助理工程師，研究方向：長輸管道施工。