鄰近既有線路基控制爆破施工技術(shù)

(中鐵二十三局集團第四工程有限公司， 四川 成都 610000)

引言

隨著人們生活水平的不斷提高，面對持續(xù)增加的出行需求，鐵路工程量越來越大，而基于成本和效率的考慮，舊線改造和復(fù)線施工被廣泛運用在實際工程中。路基控制爆破是增建二線施工的重要步驟，為避免爆破后產(chǎn)生飛石、滾石，影響行車安全，需要加強爆破設(shè)計，確保現(xiàn)場安全可控。

1.工程概況

YDK408+293.85～YDK408+380段路基位于官莊～秀山區(qū)間，長度86.15米，處于路基挖方段。地形起伏較大，地勢較陡，地面高程340m～350m，最大開挖高度21m。該路塹局部基巖零星出露地質(zhì)主要為＜25-1＞ W2弱風(fēng)化頁巖與＜27-1＞W(wǎng)2弱風(fēng)化灰?guī)r，線路中線與既有線最小線間距 100m。新線在既有線右側(cè)，線間距100-123m。

2.爆破設(shè)計

2.1 整體方案

根據(jù)山體位置及現(xiàn)場情況，山體表層的覆蓋土層采用機械開挖，＜25-1＞ W2弱風(fēng)化頁巖與＜27-1＞W(wǎng)2弱風(fēng)化灰?guī)r采用控爆施工為主，爆破施工采用深孔松動控制爆破為主，考慮覆蓋炮被防護(hù)。

根據(jù)營業(yè)線爆破安全保護(hù)區(qū)內(nèi)（200m以內(nèi)）的露天爆破均為Ⅲ級施工，天窗點內(nèi)爆破，爆破設(shè)計時重點驗算爆破飛石距離，飛石距離以不到達(dá)鄰近既有線水溝外側(cè)為主要控制基準(zhǔn)；同時考慮到爆破振動對既有運營線結(jié)構(gòu)物和設(shè)備的影響，被保護(hù)對象質(zhì)點安全振動速度確定為2.5cm/s。本段路塹控爆飛石按最大50m距離控制（增建二線與既有線路中心間距為100-123m）。

2.2 臺階選定

對于石方施工的三個臨空面，應(yīng)采用橫向臺階開挖法，利用臨空面方向來的拓展來調(diào)整最低抵抗線方向。為順利清碴和平行施工，臺階寬度應(yīng)該與整個路基待挖寬度保持一致，長度設(shè)置為2.5～5m，高度設(shè)置為1.8～3.5m，3～4個臺階為一組一并實施爆破。對于深長石方路基，爆破深度達(dá)到一定值時，為確保后續(xù)施工繼續(xù)進(jìn)行，可引入大型設(shè)備予以清碴處理，爆破方式調(diào)整為分層爆破，梯段高度H以3m-6m為宜。

2.3 炮孔參數(shù)選擇及炮孔分布

炮孔排距b設(shè)置為分層梯高H的二分之一，即b=H/2，炮孔間距a=1.1b。 既有線一側(cè)設(shè)邊炮孔，邊坡開挖處設(shè)光爆孔，中間為主炮孔，邊炮孔布置4個孔。 主炮孔周圍布置3個孔，邊炮孔布置4個孔，主炮孔與邊炮孔均為垂直鉆孔，三孔分布如圖1所示。

2.4 單位耗藥量設(shè)計

單位耗藥量可以用公式q=a H b k計算。式中，q為單孔用藥量，a為間距，H為梯段高度，b為排距，k為炸藥單耗。根據(jù)各工作位置的巖石種類和地質(zhì)結(jié)構(gòu)，a的取值范圍在2.0～2.5m，b的取值范圍在1.5～2.0m，k取值范圍在0.5～0.55kg/m3，堵塞長度≥b。主炮孔為間隔裝藥結(jié)構(gòu)，經(jīng)計算，主炮孔q值一般取0.26～0.39kg/m3之間，光爆孔和邊炮孔所需藥量分別是主炮孔的0.9和0.8倍。

2.5 起爆網(wǎng)路

對于整體巖層，起爆順序是先中間后兩端，形成數(shù)個臨空面，同列炮孔裝同一段毫秒雷管，如圖1所示，中間一排炮孔設(shè)置第3段毫秒雷管，從內(nèi)向外依次是第5段、第7段毫秒雷管。對節(jié)理發(fā)育的巖層采用另一種起爆網(wǎng)路，如圖2所示，每列炮孔設(shè)置同段毫秒雷管，先中間后兩側(cè)起爆。對分層梯段爆破可選擇同臺階主炮孔排與排利用孔內(nèi)微差，先主炮孔起爆，然后兩側(cè)光爆孔和邊炮孔緊隨引爆，臺階之間利用孔外微差，自下而上逐臺階起爆。

圖1：同列同段孔外等間隔網(wǎng)絡(luò)

圖2：同列同段列間微差起爆網(wǎng)絡(luò)

3.爆破施工

3.1 試爆

為確保預(yù)裂效果，應(yīng)該在正式爆破前采取小范圍的試爆，在確定既有設(shè)定間距和裝藥位置基礎(chǔ)上，按設(shè)計采用的參數(shù)進(jìn)行試爆，在工程建設(shè)過程中如遇巖石結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境改變也要實施試爆，依據(jù)試爆效果進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。

3.2 施工測量及布眼

為保證石質(zhì)路塹邊坡平整，應(yīng)首先清除地表塵土，利用中線控制樁推出路塹坡頂樁，測量精確定線，標(biāo)出孔眼所在位置及高程，以利于固定鉆孔位置，確保每層底面高程始終維持在相同水平位置上。

3.3 鉆孔

作為爆破工藝流程中的核心之一，其主要工作有現(xiàn)場清理、設(shè)備檢查、鉆孔施工三個步驟。場地清理環(huán)節(jié)中，應(yīng)保持地層表面整潔，派專人進(jìn)行雜物清理，以避免表層積水。鉆孔前要進(jìn)行潤濕和清掃，并提前做好地板鋪設(shè)，形成鉆孔平臺并設(shè)置支架，通過水平儀測量使支架保持水平，將鉆孔機設(shè)置在鉆孔平臺指定位置上，使鉆機平臺、鉆桿與爆破孔的中心點保持在一條直線上。在設(shè)備檢查環(huán)節(jié)，要對包括鉆具、鉆桿在內(nèi)的各個零部件實施全方位檢查，防止鉆具、鉆桿松動、扭曲，每個位置接頭固定好，同心度符合要求。當(dāng)完成溫度控制、開展試機、試鉆，且全面完成供水、供電系統(tǒng)調(diào)制后，方可開始鉆孔施工，已鉆好孔口應(yīng)遮蓋防水材料，避免進(jìn)水。

3.4 裝藥及堵塞

炸藥采用散裝銨梯炸藥或Ф70mm卷裝乳化炸藥連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，按方案用量自下而上裝填密實，每個炮孔裝2發(fā)高段別非電毫秒雷管，將2發(fā)雷管裝入起爆藥包后，放入裝藥段的中部。

炮孔堵塞時，應(yīng)滿足堵塞長度和質(zhì)量。按方案采用黃土或鉆孔巖粉搗實堵滿。嚴(yán)禁炮孔堵塞石塊，以免產(chǎn)生飛石。對于有水的炮孔，先處理水，再進(jìn)行堵塞。

3.5 起爆網(wǎng)路聯(lián)結(jié)及覆蓋

雷管的段別必須精確設(shè)置，孔外串聯(lián)雷管應(yīng)設(shè)置清晰的標(biāo)識，連線自上而下逐一臺階連接，由技術(shù)人員負(fù)責(zé)核實起爆網(wǎng)路聯(lián)結(jié)準(zhǔn)確性，用鐵絲綁扎穩(wěn)固炮被，且用編織袋裝土覆蓋在炮被上，覆蓋時注意不要將起爆線路刮斷。

3.6 爆破

起爆網(wǎng)路設(shè)置完成后，做好人員撤離和安全警戒，現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人在接到鐵路局封鎖施工命令后通知爆破員起爆，同時在既有線對應(yīng)位置做好振速監(jiān)測。起爆結(jié)束后爆破員檢查“盲炮”，注意做好安全防護(hù)，避免“盲炮”突然爆破造成人員傷亡。各設(shè)備管理單位監(jiān)管員檢查既有設(shè)備正常無誤后方可解除封鎖，開通線路。

4.結(jié)束語

綜上所述，鄰近既有線路基控制爆破的關(guān)鍵在于確保既有線路正常運營的情況下進(jìn)行各項爆破準(zhǔn)備，而脫離了既有線路行車安全一切將無從談起，處理技術(shù)難度大，技術(shù)要求高，專業(yè)性較強，對爆破人員提出了更高的要求。因此，要根據(jù)巖層特點和開發(fā)條件，采取合適的方法和科學(xué)的技術(shù)，嚴(yán)格遵守安全標(biāo)準(zhǔn)，使爆破施工順利完成。

[1]陶曉峰.鐵路既有線施工控制爆破施工技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2011年4期.

[2]張松濤.鄰近營業(yè)線路塹控制爆破防護(hù)方案[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011年29期

[3]黃忠恩.鐵路既有線擴塹石方控制爆破施工技術(shù)[J].現(xiàn)代企業(yè)文化，2008年12期

[4]宋鵬峰.既有線增復(fù)線擴能改造中高路塹控制爆破施工及防護(hù)技術(shù)[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2010年3期

[5]爆破安全規(guī)程GB6722-2014