陡峭石质路堑爆破施工控制

刘志辉

在铁路网规划建设中往往要通过山区，大量石方路堑施工必须采用爆破方案。在爆破施工中，如何最大限度地降低爆破对边坡以及附近居民房屋的损伤，提高石方爆破质量、爆破安全和爆破进度，关键在于爆破技术的选择和施工方案的确定，现就新建通化—灌水铁路工程爆破技术做以下介绍。

1 工程概况

新建通化—灌水铁路位于吉林省南部，沿线地貌以中低山为主以及丘陵地貌，地形陡峻，冲沟发育。在大雅河流域可见大量的悬崖峭壁地貌以及岩堆现象，景观奇特。其中一段为DK 76+ 647～DK 76+740长 93m的深挖高边坡石质路堑，路堑陡峭。右侧距离路堑20m为201国道，距离路堑150m为居民区，爆破施工必须保证石方爆破质量及爆破安全。

2 爆破方案

由于该段路堑较陡、较深，且挖方量较为集中，根据现场实际和现有土石方施工机械设备状况，充分利用先进技术提高工效，决定主爆破采用松动爆破。同时为保证边坡质量，控制路堑边坡的超欠挖，决定在路堑边线处加钻预裂炮孔，实施预裂爆破来控制边坡的超欠挖，提高边坡的稳定性。依据工程特点，结合进度要求和资源配置等因素，采取按台阶纵向分层开挖的施工方案。爆破施工中采用深孔松动爆破结合预裂爆破和缓冲控制爆破工艺。

2.1 地形、地质情况

此段爆破区长度只有 93m，但总挖方量达 60 000m3，开挖宽度 30m，左侧最大挖深40m，山体顺线路方向为左高、右低的形状，其纵向自然坡度为 45°～65°，横向山体坡度为 30°～80°。左侧边坡坡率从上至下为1∶1.5，1∶1.2，1∶1.2，1∶0.25，每 10m或12m台阶高度设置 2 m宽的碎落台。路堑右侧无边坡，要求全部爆破。此段路堑表面以下1.1m范围内为细角砾土，以下3m范围岩层为强风化页岩，属泥质页岩，新鲜的呈瓦灰色，风化后转为黄绿色。强风化岩层下为弱风化页岩，砂质结构，局部裂隙发育，微层理发育清晰，地层厚度大于50m(见图1)。

2.2 预裂爆破

所谓预裂爆破，就是首先起爆布置在设计轮廓线上的预裂爆破孔药包，形成一条沿设计轮廓线贯穿的裂缝，再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖部位的爆破，保证不需开挖的岩体免遭破坏。同时考虑该段工程现场实际情况，预裂爆破不仅能够严格按照设计坡面进行爆破，分裂开的爆破体与原“母体”完全脱离，以后施工不再影响“母体”安全，而且对爆破区建筑物造成的地震波和飞石亦能够得到有效控制。

2.3 爆破地震安全间隔

为了保证爆破区两侧民房安全，凭据爆破安全规程划定对爆破地震安全间隔进行验算。通常砖石修建物地面的质点安全振动速率为3 cm/s。爆破安全距离根据式(1)计算:

其中，R为爆破地震安全距离;Q为炸药量，取最大一段的药量500 kg;V为地震安全速度，取3 cm/s;m为药量指数，取1/3; K，a分别为与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数，K取100，a取1.5。

计算结果为 83m，现场测定爆破中心距民房最小的水平间隔为150m，验算效果评价，爆破对民房并无影响。

3 主要施工工艺的控制

施爆区周边范围调查→配备专业施爆人员→用机械或人工清除施爆区覆盖层→全站仪测定边坡开挖线→布孔→钻孔→爆破器材检查与试验→炮孔检查与废渣清除→装药并安装引爆器材→布置安全岗和施爆区安全员→炮孔堵塞→撤离施爆区强地震波影响区内的人畜→起爆→清除瞎炮→解除警戒。

3.1 开挖方式

根据现场坡势，挖掘机预先开通上山便道并清除施爆区覆盖层，采用纵向分层台阶法，台阶高度为6m，开挖顺序为先第Ⅰ梯段，依次为第Ⅱ、第Ⅲ梯段，台阶平台尺寸现场机械情况及人员决定，线路右侧掘进为左侧横向梯段创造临空面。各台阶边坡第 1排采用深孔预裂爆破，预裂孔在主孔之间，2排 3排采用缓冲控制爆破。

3.2 炮孔布置

布孔前应先扫除爆破体外貌积土和破碎层，依据施工丈量确定的边坡线，从边坡预裂孔开始标定，路堑左侧的设计边坡线布置一排预裂炮孔。钻孔机械采用履带式潜孔钻机，预裂孔直径为100mm，炮孔间距为2.0m，炮孔深3.0m～12m，炮孔角度与设计边坡线一致。然后进行其他孔位的布置，其他炮孔采用梅花形布置。

3.3 钻孔

钻孔前，按设计位置在爆破体上准确标定炮眼位置，并认真检查机具能否正常运转，如有故障应及时修理或调换，以免卡钻、堵孔，钻到设计孔深后，检查成孔质量。在钻孔过程中，应严格控制钻孔的偏向、角度和深度。钻孔完成后，实时清理孔口的浮碴，清孔直接采用胶管向孔内吹气，吹净后，应检查炮孔有无堵孔、卡孔现象，以及炮孔的间距、眼深、倾斜度是否与计划吻合，如果可能影响爆破效果或危及安全生产，应重新钻孔。先行钻好的炮孔，用编织袋将孔口塞紧，防止杂物堵塞炮孔。

3.4 装药

装药前检查炮孔位置、深度是否满足要求，同时将孔中的岩粉、泥浆清除，在潮湿的孔中装乳化炸药。安放药卷时用竹杆将药卷顺次送入炮孔并轻轻压紧，装药时细心施工，防止挤压和撞击，造成雷管爆炸。炸药按每孔的计划药量分好，边装药边丈量，以确保装药密度符合要求。为确保能完全起爆，起爆体应置于炮孔底部并反向装药。

3.5 堵塞

堵塞物用粘土和细砂拌和，其粒度不大于 30 mm，含水量15%～20%(一般以手握紧能使之成型，放手后不散开，且手上不沾水迹为准)。预裂孔堵塞时首先用纸将孔堵塞，然后再堵塞素土，但必须人工将导爆索拉紧以防脱落或炮杆折断，从而把开挖区与保护区分离开，达到“预裂”效果，主孔药卷布置后应立即进行堵塞，首先塞入纸团或塑料泡沫，以控制堵塞段长度(预裂孔口预留1m～1.5m，主爆孔口预留2m～2.5m)，然后用木炮棍分层压紧捣实，每层以10 cm左右为宜，堵塞中应注意掩护好导爆索。

3.6 覆盖

它是控制飞石的重要手段，施工中采用两层草袋覆盖，先在草袋内装入砂土，覆盖后将排间的草袋用绳子连成一片，草袋覆盖时要注意掩护好起爆网络。

3.7 起爆

起爆前应布置安全岗和施爆区安全员，撤离施爆区强地震波影响区内的人畜，因该段紧邻 201国道，需安排专职人员封闭道路，待起爆后确认无瞎炮及其他不安全隐患后方可解除警戒。

4 爆破效果与结论

从现场实际爆破情况来看，爆破完全按设计起爆顺序起爆，无“冲炮”现象发生，爆碴块度松碎均匀，适合机械装运，满足填方粒径要求。爆破后，在对周围建筑物进行检查时，未发现飞石与振动损伤现象发生。爆破开挖后坡面较为顺直、美观，达到了减小振动、稳定边坡、控制块度、提高边坡质量的目的。

可见施工中采用深孔松动爆破结合预裂爆破和缓冲控制爆破工艺，达到了预期的效果，既保证了路堑边坡坡度，又避免了对周边居民点造成的安全隐患。深孔松动爆破结合预裂爆破和缓冲控制爆破工艺满足进度、安全、质量的要求，在类似路堑爆破施工中可供借鉴。

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