淺談公路路基石方爆破施工技術(shù)

呂 凱

(廣西翔路建設(shè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530029)

0 引言

蒙山至金田公路(蒙山至平南大鵬段)項(xiàng)目起于蒙山縣城南，接國道G321，路線向西南，終于平南縣國安鄉(xiāng)，接已建成梧柳高速的國安經(jīng)大鵬至垌心連線。路線全長約71.929 km，按二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。全線處于廣西中東部的大瑤山東南麓和郁江沖積平原的過渡地帶，主要為山嶺重丘地形。全線路基土石方開挖630.634萬m3，其中石方259.632萬m3，石方主要集中在K15+920～K19+800沿河路段，軟石50.2萬m3，次堅(jiān)石26.1萬m3，巖性為灰?guī)r。爆破的大部分區(qū)域300 m內(nèi)無村莊和建筑物，無地下管線和地上高壓線。在K16+820～960爆破施工區(qū)域外60 m為文圩小型水電站，在爆破施工時(shí)必須采取相應(yīng)的措施，確保水電站的安全。由于爆破區(qū)域都在原公路邊，爆破前必須專人做好兩端公路臨時(shí)封閉進(jìn)行安全警戒工作。

1 施工前準(zhǔn)備

1.1 安全交底

以“安全第一”原則，必須遵守《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2014)，做好進(jìn)場施工人員安全教育培訓(xùn)與“三級(jí)”安全技術(shù)交底，明確施工過程中應(yīng)注意的安全問題及安全隱患，提高作業(yè)人員的安全意識(shí)。

1.2 技術(shù)交底

成立現(xiàn)場施工管理機(jī)構(gòu)，做好設(shè)計(jì)圖紙審核及現(xiàn)場核對(duì)工作，結(jié)合投入施工的實(shí)際力量和對(duì)施工現(xiàn)場的深入了解，編制施工組織設(shè)計(jì)，并向各施工隊(duì)進(jìn)行技術(shù)交底。

1.3 施工設(shè)備進(jìn)場

石方爆破工程所需施工機(jī)械設(shè)備、儀器等進(jìn)場到位。

1.4 炸藥供應(yīng)及人員培訓(xùn)

炸藥按需從爆破公司購買，由爆破公司全程監(jiān)控，剩余炸藥及時(shí)歸庫，要求爆破人員持證上崗，并按要求定時(shí)對(duì)相關(guān)爆破人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。

2 石方爆破施工

2.1 爆破方案的選擇

石方爆破方案應(yīng)以深孔爆破為主，淺孔爆破為輔。結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙的斷面和巖性情況，石方爆破自上而下分層進(jìn)行。設(shè)石方開挖山體的原地面與路基的設(shè)計(jì)標(biāo)高的高差為H，按高差擬采用以下爆破方法：

(1)當(dāng)H<5 m時(shí)，采用淺孔爆破法，孔徑為42 mm；

(2)當(dāng)H≥5 m時(shí)，采用深孔爆破法，孔徑為90 mm。

2.2 淺孔爆破方案

當(dāng)開挖深度<5 m時(shí)，采用淺孔爆破。

2.2.1 布孔原則

為提高爆破效果，必須確定各臺(tái)階要素：抵抗線均勻，大塊率小，臺(tái)階穩(wěn)定性好，爆堆形態(tài)好，殘留根底少。宜采用傾斜炮孔進(jìn)行爆破。淺孔爆破布孔及方式如圖1～2所示。

圖1 布孔方式示意圖

2.2.2 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)(圖3)

孔徑：D=38 mm

臺(tái)階高度：H=2.0 m

炮孔深度：L=2.3 m

孔距：a=1.2 m

最小抵抗線或排距：W=b=1.2 m

單耗藥量：q=0.42 kg/m3

單孔藥量：QL=1.2 kg

填塞長度：LT=0.95 m

超鉆深度：h1=0.3 m

毫秒延期時(shí)間：Δt=25～50 ms

圖3 石方臺(tái)階爆破示意圖

開挖深度h<2 m時(shí)，開挖深度與淺孔爆破深度相符。具體爆破參數(shù)見下頁表1。

表1 淺孔爆破參數(shù)匯總表

2.2.3 爆破安全設(shè)計(jì)

爆破危害主要有爆破飛石、空氣沖擊波、爆破地震等。擬爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)按2 cm/s進(jìn)行控制。

集中藥包爆炸時(shí)，對(duì)人員的安全距離為：

(1)

炸藥分散炮孔內(nèi)爆炸，空氣沖擊波安全距離小于計(jì)算值爆破時(shí)，安全警戒距離應(yīng)大于100～150 m。

2.3 深孔爆破方案

開挖深度>5 m時(shí)，宜采用深孔爆破，可根據(jù)開挖深度進(jìn)行爆破參數(shù)設(shè)計(jì)，當(dāng)開挖深度>12 m，深孔臺(tái)階高6～8 m；可按照現(xiàn)場的實(shí)際情況確定鉆孔深度。

2.3.1臺(tái)階布置

臺(tái)階高度為6～8 m時(shí)，應(yīng)遵循自上而下方式進(jìn)行爆破。可根據(jù)不同的剝離厚度設(shè)置對(duì)應(yīng)臺(tái)階數(shù)量。

根據(jù)巖性情況，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)行確定布孔方式、鉆孔方向、鉆孔深度、裝藥長度、起爆方法、起爆順序、炸藥消耗量等參數(shù)。

2.3.2 分層高度6 m爆破參數(shù)

臺(tái)階高度6 m爆破設(shè)計(jì)選用的參數(shù)見表2。

2.3.3 分層高度8 m爆破參數(shù)

臺(tái)階高度8 m爆破設(shè)計(jì)選用的參數(shù)見表3。

2.3.4 深孔爆破法技術(shù)參數(shù)

(1)單位耗藥量

為高效率的爆破，參考類似爆破工程單位耗藥量，深孔爆破單位耗藥量設(shè)為0.35 kg/m3，在現(xiàn)場爆破施工中要根據(jù)巖性以及節(jié)理發(fā)育狀況逐步調(diào)整和完善爆破單位耗藥量。

(2)孔徑及孔深

鉆孔孔徑選用φ76 mm，孔深根據(jù)爆破現(xiàn)場臺(tái)階高度確定，臺(tái)階高度最高擬定為12 m，誤差在0.5～1.0 m之間。

(3)抵抗線

爆破工程鉆孔φ76 mm的抵抗線控制設(shè)置在2.5～3.0 m之間。

表2 臺(tái)階高度6 m爆破參數(shù)說明表

表3 臺(tái)階高度8 m爆破參數(shù)說明表

(4)單孔的爆破面積、孔距及排距

臺(tái)階高度8 m左右的單孔負(fù)擔(dān)爆破面積一般控制在8 m2左右。如巖體易于爆破的可相應(yīng)增大取值。

孔排距：鉆孔φ76 mm的排距取2.5 m；孔距取3 m。

(5)單孔裝藥量的計(jì)算

單孔裝藥量按公式進(jìn)行計(jì)算：

Q=qaWH

(2)

式中：

q——單位耗藥量，kg/m3；

a——孔距，m；

H——臺(tái)階高度，m；

W——底盤抵抗線，m。

2.3.5 布孔、裝藥和堵塞方式

布孔、裝藥和堵塞方式分別是：布孔方式采用梅花型，垂直向下或傾斜鉆孔；采用連續(xù)裝藥方式；宜采用黏土堵塞并用炮棍輕搗壓實(shí)；有水的炮孔，先排水再裝藥。爆孔布置及裝藥如圖4～5所示。

圖4 “梅花型”布孔平面示意圖

圖5 爆孔布置及裝填圖

2.4 爆破流程

爆破流程：爆破區(qū)管線調(diào)查→炮位設(shè)計(jì)及審批→配備專業(yè)爆破作業(yè)人員→清除爆破區(qū)表面雜物→鉆孔→爆破器材檢查與試驗(yàn)→炮孔檢查與廢碴清除→裝藥并安裝引爆器材→設(shè)置安全崗及安全警戒→撤離施爆安全區(qū)的人畜→起爆→排險(xiǎn)→處理盲炮→解除警戒→測定爆破效果。

3 安全措施

以“安全第一，預(yù)防為主”的安全生產(chǎn)方針指導(dǎo)爆破施工。

3.1 安全爆破距離

《爆破安全規(guī)程》規(guī)定：石方爆破區(qū)域人員機(jī)械安全警戒距離均取最小抵抗線方向≥300 m，其它方向≥200 m(見圖6)。

3.2 裝藥量與安全距離

裝藥量Q與安全距離R之間的計(jì)算結(jié)果如表4所示：

表4 裝藥量Q與安全距離R之間計(jì)算表

圖6 警戒范圍及警戒點(diǎn)示意圖

根據(jù)安全距離與裝藥量的關(guān)系，K16+820～960外60 m水電站的裝藥量控制在24 kg以內(nèi)，臺(tái)階高度也須控制在9 m以內(nèi)，采用逐孔延時(shí)微差爆破，確保爆破震動(dòng)不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成影響。

3.3 安全邊界及信號(hào)指揮

爆破前必須在爆破安全區(qū)域邊界外設(shè)置安全警示標(biāo)志及崗哨，使爆破區(qū)域處于監(jiān)視狀態(tài)，崗哨隨時(shí)將安全狀況用對(duì)講機(jī)向指揮員報(bào)告安全情況。爆破信號(hào)分為預(yù)告信號(hào)、起爆信號(hào)、解除警戒信號(hào)三階段進(jìn)行。

4 結(jié)語

公路路基石方爆破施工工程存在的安全隱患主要有飛石、震動(dòng)、噪聲等，特別是飛石對(duì)過往人員、車輛的危害為爆破施工的安全監(jiān)視重點(diǎn)，因此，爆破前對(duì)施工路段進(jìn)行封閉，路口前后安排人員進(jìn)行交通管制，暫停人員、車輛通行。根據(jù)具體爆破開工段確定封閉區(qū)域，爆破完成，清理啞炮和危石后，現(xiàn)場人員及時(shí)清理和疏通現(xiàn)場，在確保安全的情況下，再行開放交通。