高速鐵路路基擴塹取石爆破施工技術研究及運用

黃想祿

Research and Application of Construction Technology for High Speed Railway Subgrade

Cutting Expansion and Stone Removal

摘要：充分利用高速鐵路正線及周邊資源，采取路基擴塹取石方法，為標段路基填筑提供料源，既節省施工成本，又能高效的組織施工生產，但是在施工生產中面臨著一定的困難，如何能確保擴塹取石施工、路基填料加工與路基填筑施工同步；如何能保證架梁機能順利通過擴塹取土段路基，同時保證路基填料的供應不受影響；如何協調、規劃運輸路線，與爆破施工干擾產生最小的影響，加快施工進度，這是我們研究的主要內容。

Abstract： To take full advantage of the high-speed railway frontline and its surrounding resources and take the method of subgrade cutting expansion and stone removal can provide the material source for the roadbed filling of the tender section， save the construction cost and organize the construction and production with high efficiency， but it faces a certain difficulties in the construction and production. This paper studies how to ensure the synchronization of the subgrade cutting expansion and stone removal construction， roadbed filling material processing and subgrade filling construction， how to guarantee the beam machine through the subgrade cutting expansion and stone removal section and ensure that the subgrade filler supply is not affected， and how to coordinate and plan the transportation routes，minimize the impact of blasting construction and speed up construction progress.

關鍵詞：高速鐵路；路基擴塹取石；爆破施工

Key words： high-speed railway；subgrade cutting expansion and stone removal；blasting construction

中圖分類號：U213.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）15-0166-02

1 工程概況

合安鐵路站前工程HAZQ-3標段，施工起訖里程DK65+542.06～DK95+717.01，本標段全部位于合肥市廬江縣，全長30.175km。爆破區域位于DK75+000～DK75+220段，長約220m，寬約300m，最深處達50m，爆破總方量約為100萬方。爆區周邊環境較復雜，安全風險較大，周邊民房較多，其南邊距離69m為民房，東南邊距離30m為民房，東北邊79m為民房。

2 擴塹取石路基爆破施工的特點

擴塹取石爆破出的石方經拌和站加工成路基填料，優先填筑先架段路基，如何能實現路基填筑、加工、爆破平衡，組織現場施工；

挖方段路塹位于鐵路先架段正線，優先打通運梁通道至關重要，需確保架梁機順利通過，同時要保障路基填料的正常供應，為架梁鋪路。

3 爆破施工方案考慮的因素

因爆破挖方段距離民房較近，路基填料在施工高峰期需求較大，導致日爆破方量較大，在爆破設計時應考慮到爆破施工安全、震動頻率可控、爆破高效等因素。控制爆破飛石，減小施工風險，加強震動監測，減小對民房的損害，同時提高爆破效率，減小二次爆破數量。

4 爆破施工方案

因本工程爆破石料要用于加工成路基所填AB組填料，爆破出的碎石粒徑符合機械挖運及加工的要求，故主爆區采用深孔臺階強松動控制爆破，邊坡采用光面爆破。

由于本段路塹爆破的石方為我標段路基AB組填料的主要來源且位于先架段方向，根據整體施組進度要求，將整體施工區域分為兩個區域。第一區域為線路正線部位，分四層進行施工；第二區域為線路右側擴塹部分，分七層進行施工。前期要以第一區域為主，重在拉通正線路基部分，打通架梁通道，本區域共劃分為四層進行爆破，在線路大小里程各設立獨立工作面進行施工，同時第二區域開辟工作面同步進行，上面三層與架梁通道同步實施完成；架梁通道貫通后爆破施工擴塹取土區域后四層。

4.1 主爆區深孔臺階強松動控制爆破

為了減小爆破震動對周圍環境、設備設施的影響，施工中在主爆區域采用梅花形布孔，逐孔微差起爆方式。

除邊坡以外的爆區均采用梅花樁式布孔，孔距及排距都設計為3m。如圖1。

4.2 邊坡控制爆破方案

為保證邊坡的穩定，不產生超挖或者欠挖，一般邊坡采用光面爆破。采用密集鉆孔，小藥量進行爆破。

由于邊坡的坡率較緩，使用預裂爆破很難控制鉆孔的角度、深度，為了減小爆破震動對已成型的邊坡及邊坡巖層的影響，施工中在邊坡區域采用垂直炮孔梅花形布孔，逐孔微差起爆方式，孔距為a=2m，排距b=2m。見圖2。

邊坡區域鉆孔不設超深，鉆孔前先對孔位進行精確的測量，將每個孔位的深度標在孔位中心樁上，鉆孔時嚴格控制孔深，保證孔底距離邊坡線30cm，隨時測量，嚴禁超深，裝藥形式。

4.3 爆破飛石控制

爆破個別飛石計算參考有關資料按下式計算：

RF=20Kn2W

式中：RF-個別碎塊飛散的距離，m；

K-與地形地質氣候及藥包埋深有關的安全系數，取：K=1.5；

n-爆破作用指數，取n=0.65；

w-最小抵抗線，W=4m。

經計算，爆破飛石安全距離RF=50.7m。由上述計算可知，本次爆破的個別飛石對爆區周圍建筑物、人員等無影響。

同時在爆區周邊有建筑物或房屋時，為了安全著想，根據現場情況采用以下措施：

①確保炸藥孔堵塞長度和堵塞質量；

②盡量避免最小抵抗線方向、炮孔方向朝向重要保護物；

③安排人員警戒，疏散200m范圍內的人員及車輛等；爆破施工時，嚴格控制單孔裝藥量及裝藥高度，保證炮孔堵塞質量。

5 物流組織方案

在線路右側500m處建一座500噸/小時的AB料及碎石加工廠，同時在加工場與爆破區之間沿山腳和山體分別修建運輸通道，爆破后立即組織將爆破石方運至AB料加工碎石廠進行加工，加工成AB料后運輸至路基段落進行填筑。

在AB料加工廠與爆破區之間運輸通道以架梁通道貫通前后分為兩個階段：

第一階段（架梁通道貫通前）：修建兩條主要運輸通道，第一條主通道為沿山體至架梁通道爆破區域第一層（擴塹爆破區域第四層），負責架梁通道區域小里程作業面及擴塹區域第一、二、三、四層石渣運輸；第二條為沿爆破區域大里程山腳修建至正線大里程方向，負責架梁通道區域大里程方向石渣運輸。各層小通道沿山體隨著開挖層不同逐步降坡，以滿足運輸需要。

第二階段（架梁通道貫通后）：以沿爆破區域大里程山腳下通道為主通道，擴塹區域剩余第五、六、七層小里程方向沿架梁通道正線右側平臺作為通道進行運輸，擴塹區域剩余第五、六、七層大里程方向從架梁通道修建馬道進行運輸。

6 爆破石方與路基填筑施工平衡

在DK75+400線路右側建一座占地180畝的AB料加工場，其中原料存放區占地30畝，可存放10萬方原料、AB料成品存放區占地75畝，可存放成品AB料25萬方。廬江西站預留的維修工區可利用45畝用于存放成品AB料15萬方。原料及成品料存放場地可滿足施工需要。

AB料加工廠內設產能為500噸/小時的加工設備，每日可生產10000噸，約6500方，按照施工計劃路基填筑高峰期方量為21.5萬方/月，為確保AB料生產、填筑與石方爆破方量平衡，我項目根據爆破方案嚴控每次裝藥量及炮孔數量，確保每次爆破方量。同時在路基填筑前，提前安排路基爆破施工，為路基填筑存儲填料。

7 總結采取的措施及需改進的地方

通過在施工過程中對爆破方案的優化，根據地質條件調整單孔的炸藥量，按照爆破施工順序依次爆破，合理優化運輸路徑，確保爆破石方粒徑及控制飛石，加快施工進度，減小安全風險，同時委托第三方對臨近民房震動進行監測，減小財產損失及確保人身安全。

8 達到的工期及經濟效果

通過路基擴塹取石爆破施工技術的運用，合理優化爆破方案，加快了爆破挖方段的施工進度，為架梁機順利通過創造條件，同時也為全線的路基填料提供保障，填料質量可控，運輸便利，較外購填料經濟，能節約成本約1000萬。

9 結束語

通過對爆破區域的劃分，對藥量的控制，能準確控制爆破方量，確定爆破面積，減少對附近居民及建筑物的影響，同時也能快速打通運梁通道，為項目架梁機通過創造條件；對石方運輸通道進行了規劃，減少了爆破與運輸之間的干擾，為快速施工提供了條件；通過爆破石方加工成路基AB組填料，對路基的填筑質量有所保障，同時節省了施工成本。

參考文獻：

[1]GA991-2012，爆破作業項目管理要求[S].

[2]爆破施工技術及安全規程[S].

[3]GB6722-2014，爆破安全規程[S].

[4]中華人民共和國安全生產法.

[5]中華人民共和國消防法.