控制爆破在清除夾巖工程高陡邊坡危巖體中的應用

馬娜娜

（浙江惠川水利工程技術有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

高陡邊坡上的危巖體爆破清除，是一項比較復雜的技術[1]。爆破過程中可能引發危巖體失穩及滾石災害，會對周圍環境安全帶來威脅。因此，選擇合理的控制爆破施工方案至關重要。

1 工程概況

夾巖大壩右岸Ⅱ號危巖體位于壩址上游法拉沖溝右側，緊鄰壩址趾板，分布高程1339.92～1401.59m，面積2295m2，體積約5.8 萬m3，危巖體后緣已形成了一條寬3～8m，深10～15m 的拉裂縫。

Ⅱ號危巖體高聳孤立，且施工道路只能到達危巖體底部，反鏟挖掘機、履帶鉆等大型機械無法運輸至危巖體頂部，只能從裂縫底部修建人行登山便道并借助安全繩攀登到達頂部，因此只能采取以人工為主的施工方案。

該危巖體穩定性差，施工中的擾動、爆破可能引發危巖體失穩定，施工難度大。且危巖體下部為升魚機軌道及料場交通洞施工支洞進口，對下部的施工安全威脅大。

2 爆破方案

（1）總體施工方案為“平面分區、立面分層”，平面上自北向南分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4 個分區，每區寬度在20m 左右。立面上從EL1355.02m 到EL1392.58m 分為6 層，每層厚度6.0m，每層平面與最后基巖面平行，向法拉沖溝方向傾斜，最底一層高度7.56m，采用柔性墊層爆破。危巖體分層分塊如圖1 所示。

圖1 危巖體分層分塊

（2）Ⅱ號危巖體所處地形陡峭，布置施工便道到達危巖體頂部困難，經過方案討論研究，布置一條臨時道路到達危巖體底部，然后修建人行登山便道（需借助安全繩攀登）至Ⅱ號危巖體頂部平臺。

（3）Ⅱ號危巖體采用YQ100B 潛孔鉆鉆孔控制爆破開挖施工，孔徑90mm，藥卷直徑70mm，單位耗藥量取0.35kg/m3。開挖過程中不斷優化爆破鉆孔方向，并盡量將臨空面設置在危巖體上游側（法拉沖溝側），從而盡可能的減少爆破石渣滾向料場交通洞施工支洞洞口方向。梯段高度按分層高度控制，中部梯段孔孔深超深0.5～0.8m，最底層不超深。采用排間分段微差起爆法，塑料導爆管非電起爆系統引爆，最大段單響裝藥量控制30kg 以內。

（4）最后一層采用孔底設柔性墊層一次爆除法施工。鉆孔采用潛孔鉆鉆孔，孔底鉆到建基面設計高程，裝藥時孔底加設柔性材料墊層（鋸末、竹筒）20cm，柔性材料上裝乳化藥卷，連續裝藥，用爆索配合非電雷管排間延遲起爆，一次爆到建基面，施工中嚴格控制鉆孔孔底精度[2]。

（5）開挖施工嚴格遵循自上而下，逐級處理的原則，下一高程區域的施工須在上一高程治理完成后才能進行，禁止上下高程平行作業。

（6）危巖體的小藥量控制爆破和較大范圍的危巖體開挖均進行專門的爆破試驗，通過現場試驗優化開挖方案和爆破參數，盡量減小爆破損傷，并根據開挖坡面揭露的巖體條件及爆破監測資料，現場及時調整爆破參數，確保邊坡巖體穩定及安全。

（7）嚴格控制炸藥單耗及裝藥量，合理布置孔網參數，調整裝藥結構，確保堵塞質量，使爆破效果完全達到要求，不讓過多的炸藥能量釋放。起爆采用微差起爆，確保控制準確，防止沖炮。

3 危巖體頂部處理

頂部處理包括樹木砍伐、覆蓋層清理、大塊孤石鑿除等施工項目，其處理的內容包括樹木、雜草、表層土、大塊孤石、小塊碎石、全風化巖體等。總體采用人工清除、自上而下進行。

4 爆破參數

危巖體清除采用梯段控制爆破分層開挖，臨空面設置在危巖體上游側（法拉沖大溝側），爆破過程中根據開挖坡面揭露的巖體條件及爆破監測資料，現場及時調整爆破參數，確保邊坡巖體穩定及安全。

梯段控制爆破參數：①孔徑D=90mm。②孔距為2.5m。③排距為2.5m，梅花型布置。④梯段高度。第一層至第五層為6.0m，最底一層為7.6m。⑤鉆孔角度為75°～90°。⑥堵塞長度為2.5～3.0m。⑦炸藥單耗為0.35kg/m3。⑧起爆網絡為塑料導爆管毫秒微差復式起爆網絡。⑨起爆方式為一字型起爆。

5 爆破作業要點

5.1 布孔與鉆孔

首先按設計的孔距、排距布孔。對臺階面邊緣的孔，要特別注意抵抗線不要過小，以防抵抗線方向出現飛石。對于由于上次放炮遺留的炮根，必須在爆破前處理干凈，以防影響爆破效果。

鉆孔時要根據設計要求，確保孔位、方向、傾斜角和孔深。每孔鉆完后，首先將巖石粉吹干凈，然后從孔中把鉆桿提升到孔口上，這時不要移動鉆機，由技術人員及時對孔深進行檢驗，如達不到設計深度要求，及時補鉆。經驗收合格的孔，必須及時用材料將孔口堵塞，防止堵孔。

5.2 裝藥與堵塞

（1）裝藥前驗孔。裝藥之前，①測量孔深，對于深度達不到要求或超深的孔均要進行處理，深度不夠時，多是由于孔內浮渣過厚導致，應使用高壓風進行吹孔，達到要求后，方可裝藥，對于深度超深的孔，應用鉆孔石屑進行回填處理。②有無塌孔，有塌孔的孔位一般均是由于孔口巖石不好，或上一層次爆破對底部影響較深所致而在鉆孔后導致在裝藥前發生塌孔現象，故由于塌孔而發生堵塞時，堵塞段均位于孔口附近，易于處理，處理可用人工使用炮桿直接處理的方式。

由于炸藥一般密度較小，對于孔內有水的炮孔，采用高壓風將積水吹出，吹完后，及時組織裝藥。

（2）裝藥作業。裝藥作業是整個爆破控制除鉆孔外的另一個重要環節，很多爆破效果不好的一個關鍵原因是裝藥未達到設計要求，尤其采用人工裝藥時，嚴格按設計裝藥量及裝藥結構進行施工，重點是保證藥卷裝至炮孔底部。

（3）炮孔堵塞。控制爆破炮孔堵塞材料一般直接采用鉆孔碎屑進行炮孔堵塞，其效果也可達到設計要求。堵塞時為防止卡孔，要分多次回填，邊回填邊搗固，搗固時要保護好孔中的傳爆設施。

炮孔堵塞長度是控制飛石的重要因素，也時控制大塊率的一個重要因素，過小容易產生飛石，過大則在爆破面上部易產生大塊。其最終合理長度需綜合確定。

5.3 網路連接與安全警戒

當使用導爆管非電起爆系統進行孔內外控制微差起爆時，連線時切忌腳踩磕碰。為保障網路準爆。放炮之前，人員及機械撤離到安全區，要設置安全警戒哨[3]。

5.4 爆破安全檢查

爆破之后，暫不要立即解除警戒，而要到現場查看，如發現啞炮，及時處理。

6 危巖體后側山體防護

2#危巖體后側山體采用GAR1 型主動防護網，其結構型式為內層鍍鋅鐵絲網+外層鍍鋅鋼絲網，內層和外層采用同一固定型式：鋼繩錨桿+橫向支撐繩+縱向支撐繩。

2#危巖體后側山體頂部巖體突出，下部坡面形成較大范圍的倒坡。在倒坡起始處沿安全繩垂落方向布置加強錨桿，采用雙16mm 鋼絞線，L=2.0m，入巖1.8m，M25 水泥砂漿固定。加強錨桿布置示意圖如圖2 所示。

圖2 加強錨桿布置示意圖

7 安全防護措施

（1）在危巖體頂部處理作業時，施工前鉆孔埋設φ28 地錨，錨桿長度為2.5m，埋設深度為1.5m，確保作業人員均配置保險繩。

（2）危巖體頂部作業時每班安排專職安全員，負責作業人員安全措施檢查、作業過程中安全監督及監測危巖體周邊邊坡。爆破時設置安全警戒區域，安排安全員專職警戒[4]。

（3）爆破作業前在Ⅱ號危巖體下方臨近料場交通洞施工支洞洞口位置處設置雙層防護排架，阻擋爆破飛石及掉落巖體。

（4）爆破施工前在法拉沖溝底部修筑擋渣壩，擋渣壩采用PC400 反鏟挖掘機修筑，斷面為梯形，上寬2.0m，高2.0m，上、下面坡比1：1，總長度125.0m。

8 安全監測

危巖體在處理工程中需做好安全監測工作，安全監測由控制點監測和巡視檢查組成。

8.1 控制點監測

控制點監測主要對象為危巖體后方邊坡的垂直及水平位移監測。主體爆破施工前在危巖體后方邊坡上布置3～5 個垂直位移兼水平位移觀測點。

監測點布置在爆破影響范圍外的堅硬地基上，可采用不銹鋼標頭制作，標頭帶有“十”字絲。監測點形成后嚴格按照監測頻率進行監測。

當開挖過程中出現邊坡滑動跡象時，則立即暫停施工，并通知監理人。必要時按監理人的指示采取有效措施進行防護。

8.2 巡視檢查

巡視檢查主要工作內容是檢查危巖體后方邊坡、危巖體山體是否出現裂縫和滑坡等變形情況。

一般情況下，當結構物出現較大變形或傾覆等較嚴重的事故前，會出現一些征兆，巡視檢查主要就是檢查邊坡及周邊環境是否出現這些異常情況，及時對發現的薄弱地段加以特別關注和采取進一步處理措施[5]。

檢查時若發現邊坡有滑移崩塌征兆或其他異常跡象，及時分析原因并采取有效措施。

8.3 監測頻率

根據安全監測要求，本工程的安全監測頻率如表1所示。在監測過程中，可根據實測數據的發展變化情況或監理、設計、業主等的要求，對監測頻率進行合理調整。

表1 安全監測頻率

根據現場實際的位移情況，采取針對性的處理措施，確保施工安全。

9 爆破效果與分析

由于Ⅱ號危巖體所處的特殊復雜環境，清除采取分塊分層處理，不斷優化選擇合適的爆破鉆孔方向，嚴格控制炸藥單耗及裝藥量，合理布置孔網參數，調整裝藥結構，確保堵塞質量，所有爆破孔裝藥完畢后采取覆蓋措施，保證正確的起爆順序，整個爆破過程中沒有沖炮、飛石發生，危巖體沒有發生位移。同時設置的防護措施確保爆破碎石沒有對周邊環境造成危害。

10 結語

通過采取控制爆破開挖方案，Ⅱ號危巖體爆破碎石向臨空面方向滾落，沿預期的路徑集渣并裝車，做到安全施工，成功進行了高陡邊坡危巖體的控制爆破。此次危巖體的控制爆破施工方法安全、高效，為以后類似工程施工積累了經驗，提供了借鑒。