新建高速公路山體下方有村莊時的爆破安全防護技術

梁學

文章以巴馬至平果高速公路K82+400段路基爆破工程為依托，研究高處山體下方有村莊的安全爆破防護技術，提出高速公路附近有村莊時爆破施工的安全防護控制措施。

高處山體;村莊;爆破技術;安全防護

U416.1+13A110393

0 引言

爆破施工是高速公路建設中常見的一道工序，當施工過程中遇到巖石時，需要采用爆破施工法，將巖石破碎或震裂后挖除，并將破碎后的巖石運輸到路基上填筑或加工成碎石。如果爆破山體下方有村莊時，飛石或滾石會對周圍民房造成影響，需要研究合適的爆破技術和安全的防護措施，以確保施工安全。

1 工程概況及爆破環境

依托工程為天峨（黔桂界）至北海高速公路（巴馬至平果段）K82+100～K82+420路段，爆破點位于平果市四塘鎮岜旗村琴花屯西南側附近山體，爆區長度為320 m，山體最大高度為100 m，爆破方量約為100萬m3。路基主線為南北走向。東北面山坡下最近點約120 m有村莊民房。山體上部區域高于征地施工紅線上方30 m，頂部寬度為4.5 m，長度約為70 m，為石灰巖，裂隙很發育，頂部浮石較多，山體上部南面為垂直面、北面傾斜度約為40°，紅線區域的厚度約為35 m。本爆破工程有以下幾個難點：（1）安全要求高，爆破的飛石、滾石和振動不能危害到山體下方的民房;（2）工期要求短，工期緊湊，需在18個月內完成;（3）質量要求高，要求邊坡平順、面滑。

2 爆破設計原則[1]

對爆破環境進行實地勘測后，主要技術控制為采用爆破定向落石方式，在靠近民房的一側預留4 m的抵抗線，使石方的臨空面始終避開民房的方向。為了安全起見，在山坡下方設一道防護溝和一道被動防護網，作為兩道安全屏障。

2.1 爆破參數設計

針對山頂部浮石較多、滾石危害較易發生以及周邊有保護目標民房的情況，針對征地紅線以上部分，使用弱爆破和中深孔爆破，不同鉆孔深度下的爆破參數值如下頁表1所示。

2.2 起爆方式及爆破網路

設計使用二號巖石乳化炸藥、數碼電子雷管，采用數碼電子雷管起爆網路，逐孔起爆，毫秒延期，每發雷管并聯接入母線，形成整個起爆網路。

起爆網路設計為工業數碼電子雷管起爆網路，采用并聯方式聯網，組網完成后，使用數碼電子雷管專用起爆器進行起爆，采取微差起爆控制技術，每個孔裝12發雷管[2]。針對本次爆破特點，擬采用毫秒延期、逐孔起爆的延期方法，逐孔延期時間為50 ms，逐排延期時間為100 ms（具體根據爆破效果逐步優化）。

2.3 安全防護設計

在征地紅線處設置第一道防護溝，溝深為2 m，寬度為4 m，堆土高度為2 m，擋土高度共4 m，作為擋滾石溝。此外，在山腳部分民房上方設置被動防護網。

3 爆破試驗

爆破方案選定后，要在現場進行爆破試驗，其目的是驗證既定爆破參數的合理性。爆破試驗選擇在山體的西南面一個自然形成的平臺處，其地質與山頂相類似，按照既定的參數爆破，爆破效果良好，無飛石塊，在民房附近使用測振儀進行測振，振動值最大值為1.2 cm/s，低于允許振動最大值2.5 cm/s。

4 現場爆破施工

在施工前，首先要開挖防護溝和安裝被動防護網。防護溝的選址可以在山體下征地紅線處，使用挖掘機開挖一道底寬為4 m，擋土高度為4 m的防護溝，開挖完畢進行驗收。每次爆破后，要及時清理落在防護溝的石塊，保證擋土高度。安裝被動防護網可以由專業的施工隊施工，采購合格的被動安全網進行安裝。被動安全網安裝的位置應設在距離民房10 m的地方。被動防護網安裝完畢進行驗收，驗收合格后方可爆破施工。

K82+400段路基爆破開挖方式為從山體的西南面使用機械開挖配合弱爆破法從山腳開一條4 m寬的山路至山頂，作為炸材和機械設備運輸通道。整座山體爆破開挖自西南面向東北面逐層往下，爆破時主要控制點是東北面的巖石面，防止有爆破滾石落下。爆破前，使用挖掘機和液壓炮機對山頂表面松動巖石進行清理，清理完成后，才進行爆破開挖。

征地紅線以上山頂部分爆破時，要防止石塊因爆破臨空面落到民房一側，或因爆破時振動石塊開裂孤石滾落民房一側。山頂部分應采用機械方法開挖，配合使用覆蓋防護方法，防止產生飛石，開挖時保證巖石臨空面避開民房。將爆破區按照安全等級進行分區。根據爆破現場環境，一級爆破區距離民房一側坡面4 m，此處為高風險區，不能直接使用爆破法，可使用預裂法和采用機械破除配合弱爆破法，弱爆破法應加強覆蓋防護，使用炮被覆蓋炮孔或炮位處。二級爆破區距離民房一側坡面4～10 m，采用中深孔爆破法，在布孔時，由現場施工人員使用皮尺丈量定位，炮孔深度為6 m，裝直徑為70 mm的乳化炸藥12 kg。三級爆破區距離民房一側坡面10～30 m，采用深孔爆破法，炮孔深度為8～9 m，裝直徑為70 mm的乳化炸藥36 kg。四級爆破區距離民房一側坡面30 m以上，采用常規深孔爆破法，炮孔深度為10～12 m，裝直徑為70 mm的乳化炸藥48～60 kg。炮孔朝向抵抗線，爆破設計要求進行一炮一設計。

征地紅線以下部分采用深孔爆破法，預留2～3 m的保護層，爆破清運完成后通過光面刷坡形成合格邊坡。使用光面爆破法，達到坡面平順光滑的效果，整個邊坡巖石爆破從上到下按順序分臺階循環進行。

5 爆破效果分析

5.1 爆破飛石分析

為了減少飛石產生的影響，淺孔爆破時，應適當減少炸藥的使用量，用沙袋或炮被覆蓋炮孔，使爆破時不產生飛石。深孔爆破時，炮孔填充超過4 m時，不產生飛石。

5.2 爆破滾石分析

除了留有4 m的抵抗線之外，爆破的臨空面在民房的對側，落石的朝向始終避開民房。在靠近民房一側使用弱爆破法和機械挖除法，不產生滾石，即使有極個別的滾石，下方有防護溝及被動防護網阻攔，不會對民房產生影響。

5.3 爆破振動分析

鉆孔的深度與藥量掌握精準，爆破振動非常小，對民房影響極小，現場使用測振儀檢測振動最大值在1.2 cm/s，控制在2.5 cm/s以下。

6 結語

在山體下方民房處進行爆破施工，使臨空面始終避開民房，靠近民房的一側預留4 m的抵抗線。在山坡下方設一道防護溝和一道被動防護網，既保證了民房不受影響，又保證了施工進度。

[1]賈朋賓，王鶴鳴.鄰近居民區石方爆破技術的探討[J].南水北調與水利科技，2007，5（Z1）：51-53，56.

[2]郭孝平.高速公路石方大爆破施工[J].西部探礦工程，2004，6（6）：98-99，101.