光面爆破法在石质路基边坡施工中的应用

李 娟

（山西临汾市交通运输局，山西 临汾 041000）

在公路路基石方爆破开挖中，采用常规爆破经常会出现边坡多挖、欠挖、塌方现象，很难形成标准的路基边坡面和符合规范的碎落台，为此，要花费大量的人力、物力，甚至停工进行最终边坡的修整，给工程的正常施工造成了较大的干扰与损失。

为了避免上述情况的发生，并使石方边坡爆破获得良好的坡面成型效果和施工安全。我们结合不同施工工艺（浅法爆破和中深孔爆破法），采用路基边坡光面爆破施工方法，先后在山西省多条公路建设项目中予以了应用，成功解决了路基边坡爆破坡面超欠挖的质量通病，并提高了路基边坡的稳固性，工程进度指标得到了极大地提高，其路基边坡爆破施工工艺效果明显领先于其他标段。现参考国内其他单位的施工经验，结合我们的爆破施工实践，进一步将施工工艺总结如下。

2 该工艺的特点及适用范围

2.1 特点

在深挖路堑施工中，采用中深孔爆破为主，浅孔爆破为辅的边坡光面爆破施工指导思想，可以大大提高施工效率及施工安全性，与单纯的浅孔排炮或普通中深孔爆破法相比，能有效地控制炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持边坡围岩体的稳定。同时又能减少超欠挖现象，提高工程质量和施工进度。具体特点如下：

（1）可以使路基边坡岩体不产生或少产生炮振裂缝，尽可能保持原岩体的完整性，从而增大岩体自身的承载能力和稳定性，在松散岩层中更能显示这一特点。

（2）在裂缝发育的岩层中，可以有效地避免裂隙扩大和产生新的裂缝，提高岩体的稳定性，为快速施工提供了有利条件。

（3）路基边坡随着开挖施工的进行随之形成，成型快、成型好，可完全满足设计要求，增加了边坡的观赏效果。

（4）由于坡面成型规整，保持了岩体本身的完整性，可以根据现场实际适当降低边坡的维护等级和维护工作量。

2.2 适用范围

该方法适用于深挖大方量石方路基多级边坡开挖工程，特别是在高等级公路路基边坡施工中可广泛应用。

3 工艺原理

光面爆破是一种控制岩体开挖轮廓的爆破技术，是通过在开挖轮廓线上钻凿一排一定间距、相互平行的较密集的炮孔，在孔内采取间隔装药或不耦合装药，主开挖区爆破后再起爆。当开挖轮廓线上的炮孔间距、数量、装药结构合适时，开挖面各炮孔间将形成相互贯通的裂隙，并最终形成一个较为光滑、完整的裂隙释放，从而抑制其他方向裂隙的产生和发展，保持了岩石的完整性，其关键的环节是光面爆破中孔间距、装药结构及起爆方式等工艺的确定。

4 施工要点

4.1 光面爆破设计

在待开挖体上采用凿岩机具钻凿竖向直孔、倾斜炮孔，炮孔分主爆孔（一般为直径或斜孔）和光爆孔（一般为斜孔）两种，各孔成矩形或梅花形排列。人工装填炸药，非电毫秒导爆管起爆系统起爆，对开挖路基由上到下分层纵向台阶（台阶设置同路基边坡台阶设计）进行开挖。当开挖高度小于5 m时，采用浅孔爆破法开挖，开挖高度大于5 m时，采用中深孔爆破法开挖。光爆孔就是在设计边坡线上设置一排炮孔，其倾角、深度、间排距以及装药结构、装药量、起爆等都有别于主炮孔，有严格和特殊的要求。

4.1.1 孔径的选择

目前，公路工程路基爆破开挖施工中常用的凿岩机械为YT24轻型凿岩机和直径90 mm型潜孔钻机，因此，我们在光面爆破时采用同样的机械设备。钻孔孔径深处为90mm，浅处为40mm。

4.1.2 孔间距选择

D=（10-14）d

式中：d：孔径。

则D浅=400～500 mm，D深=900～1 200 mm

在实际施工中，根据岩石情况具体选择，硬岩取小值，软岩取大值，破碎岩石取小值。

4.1.3 最小抵抗线

在已知孔径间距D的情况下，按D/W=0.8取最小抵抗线值。则W浅=500～700 mm，W深=1 125～1 500 mm。

4.2 装药

（1）浅孔光面爆破使用￠25 mm2#岩石炸药；深孔光面爆破使用￠32 mm2#岩石炸药。

（2）装药线密度。根据工程经验取q浅=0.04～0.08 kg/m，q深=0.3～0.75 kg/m，在实际爆破施工中，需要根据岩体及初次爆破情况进行优化。

（3）装药。采用不耦合装药结构，底部药量适当加大；孔内全长布置导爆索，将炸药卷及导爆索用胶布均匀捆绑在长竹片上，再小心放入光爆孔内。

（4）孔口段堵塞。我们通过观察爆破现场发现，孔口段填塞高度对光面爆破效果也有较大影响。填塞高度过大或过小都会造成不良后果。当填塞高度较小时，由于抵抗线较小，台阶将产生严重后冲破坏，上部平台宽度较小，造成超挖，达不到设计的安全平台。若填塞高度过大，则炸药对台阶上部破坏减弱，留下帽檐，在逆倾斜层理岩石中爆破更为严重。

通过多次试验，根据岩石的具体条件，孔口段1～1.7 m不装药，用黄泥进行堵塞。当岩层台阶坡面逆倾斜时，取小值。

4.3 起爆网路

爆破区域覆盖一层橡皮编织网，覆盖区边缘必须超过起爆区域边缘的0.8倍最小抵抗线。将一排光爆孔引出的导爆索连接到一条主导爆索上，再接入整个爆破网路，并使光爆孔比邻近主炮孔迟发50～100 ms。

5 质量与安全控制

（1）钻孔应做到孔位准确、方位倾角准确、孔底平整。开眼位置偏差≤5 cm，钻孔倾角误差≤1°，深度误差≤20 cm。

（2）按设计装药线密度、装药结构严格控制装药。

（3）爆破后观察是否符合半孔率≥50%，超挖率≤5%，不出现欠挖的要求。

采用光面爆破技术可以大大减少人工作业的工作量，改善作业环境，提高作业的安全性，但是毕竟爆破开挖作业是一项高危工作，在作业中仍应积极加强安全生产管理。钻孔作业环境较差，应加强职工安全意识培训。爆破作业应严格按照有关规定操作；进行爆破作业应根据环境情况对孔口、薄弱地带以及裸露在外的导爆索采取必要的防护及覆盖措施，可采用沙袋、竹篱笆、胶带覆盖或搭设防护墙等。

6 结束语

采用光面爆破技术施工，可以完全满足公路路基边坡设计对边坡率、平整度、碎落台规格等的要求，只是由于钻孔量的加大而提高了凿岩爆破费用，增加了量单项施工成本。但是由于采用了光面爆破技术的稳固性，这样可以适当降低边坡支护等级，从而降低工程整体投入。

总之，实践证明，光面爆破技术的应用可以提高工程的成本，降低企业的经济效益，使其产生明显的社会经济效益，安全效果也比较好。