浅谈公路路基石方爆破施工技术

吕 凯

(广西翔路建设有限责任公司，广西 南宁 530029)

0 引言

蒙山至金田公路(蒙山至平南大鹏段)项目起于蒙山县城南，接国道G321，路线向西南，终于平南县国安乡，接已建成梧柳高速的国安经大鹏至垌心连线。路线全长约71.929 km，按二级公路标准建设。全线处于广西中东部的大瑶山东南麓和郁江冲积平原的过渡地带，主要为山岭重丘地形。全线路基土石方开挖630.634万m3，其中石方259.632万m3，石方主要集中在K15+920～K19+800沿河路段，软石50.2万m3，次坚石26.1万m3，岩性为灰岩。爆破的大部分区域300 m内无村庄和建筑物，无地下管线和地上高压线。在K16+820～960爆破施工区域外60 m为文圩小型水电站，在爆破施工时必须采取相应的措施，确保水电站的安全。由于爆破区域都在原公路边，爆破前必须专人做好两端公路临时封闭进行安全警戒工作。

1 施工前准备

1.1 安全交底

以“安全第一”原则，必须遵守《爆破安全规程》(GB6722-2014)，做好进场施工人员安全教育培训与“三级”安全技术交底，明确施工过程中应注意的安全问题及安全隐患，提高作业人员的安全意识。

1.2 技术交底

成立现场施工管理机构，做好设计图纸审核及现场核对工作，结合投入施工的实际力量和对施工现场的深入了解，编制施工组织设计，并向各施工队进行技术交底。

1.3 施工设备进场

石方爆破工程所需施工机械设备、仪器等进场到位。

1.4 炸药供应及人员培训

炸药按需从爆破公司购买，由爆破公司全程监控，剩余炸药及时归库，要求爆破人员持证上岗，并按要求定时对相关爆破人员进行专业培训。

2 石方爆破施工

2.1 爆破方案的选择

石方爆破方案应以深孔爆破为主，浅孔爆破为辅。结合设计图纸的断面和岩性情况，石方爆破自上而下分层进行。设石方开挖山体的原地面与路基的设计标高的高差为H，按高差拟采用以下爆破方法：

(1)当H<5 m时，采用浅孔爆破法，孔径为42 mm；

(2)当H≥5 m时，采用深孔爆破法，孔径为90 mm。

2.2 浅孔爆破方案

当开挖深度<5 m时，采用浅孔爆破。

2.2.1 布孔原则

为提高爆破效果，必须确定各台阶要素：抵抗线均匀，大块率小，台阶稳定性好，爆堆形态好，残留根底少。宜采用倾斜炮孔进行爆破。浅孔爆破布孔及方式如图1～2所示。

图1 布孔方式示意图

2.2.2 爆破参数设计(图3)

孔径：D=38 mm

台阶高度：H=2.0 m

炮孔深度：L=2.3 m

孔距：a=1.2 m

最小抵抗线或排距：W=b=1.2 m

单耗药量：q=0.42 kg/m3

单孔药量：QL=1.2 kg

填塞长度：LT=0.95 m

超钻深度：h1=0.3 m

毫秒延期时间：Δt=25～50 ms

图3 石方台阶爆破示意图

开挖深度h<2 m时，开挖深度与浅孔爆破深度相符。具体爆破参数见下页表1。

表1 浅孔爆破参数汇总表

2.2.3 爆破安全设计

爆破危害主要有爆破飞石、空气冲击波、爆破地震等。拟爆破振动安全允许标准按2 cm/s进行控制。

集中药包爆炸时，对人员的安全距离为：

(1)

炸药分散炮孔内爆炸，空气冲击波安全距离小于计算值爆破时，安全警戒距离应大于100～150 m。

2.3 深孔爆破方案

开挖深度>5 m时，宜采用深孔爆破，可根据开挖深度进行爆破参数设计，当开挖深度>12 m，深孔台阶高6～8 m；可按照现场的实际情况确定钻孔深度。

2.3.1台阶布置

台阶高度为6～8 m时，应遵循自上而下方式进行爆破。可根据不同的剥离厚度设置对应台阶数量。

根据岩性情况，结合现场实际进行确定布孔方式、钻孔方向、钻孔深度、装药长度、起爆方法、起爆顺序、炸药消耗量等参数。

2.3.2 分层高度6 m爆破参数

台阶高度6 m爆破设计选用的参数见表2。

2.3.3 分层高度8 m爆破参数

台阶高度8 m爆破设计选用的参数见表3。

2.3.4 深孔爆破法技术参数

(1)单位耗药量

为高效率的爆破，参考类似爆破工程单位耗药量，深孔爆破单位耗药量设为0.35 kg/m3，在现场爆破施工中要根据岩性以及节理发育状况逐步调整和完善爆破单位耗药量。

(2)孔径及孔深

钻孔孔径选用φ76 mm，孔深根据爆破现场台阶高度确定，台阶高度最高拟定为12 m，误差在0.5～1.0 m之间。

(3)抵抗线

爆破工程钻孔φ76 mm的抵抗线控制设置在2.5～3.0 m之间。

表2 台阶高度6 m爆破参数说明表

表3 台阶高度8 m爆破参数说明表

(4)单孔的爆破面积、孔距及排距

台阶高度8 m左右的单孔负担爆破面积一般控制在8 m2左右。如岩体易于爆破的可相应增大取值。

孔排距：钻孔φ76 mm的排距取2.5 m；孔距取3 m。

(5)单孔装药量的计算

单孔装药量按公式进行计算：

Q=qaWH

(2)

式中：

q——单位耗药量，kg/m3；

a——孔距，m；

H——台阶高度，m；

W——底盘抵抗线，m。

2.3.5 布孔、装药和堵塞方式

布孔、装药和堵塞方式分别是：布孔方式采用梅花型，垂直向下或倾斜钻孔；采用连续装药方式；宜采用黏土堵塞并用炮棍轻捣压实；有水的炮孔，先排水再装药。爆孔布置及装药如图4～5所示。

图4 “梅花型”布孔平面示意图

图5 爆孔布置及装填图

2.4 爆破流程

爆破流程：爆破区管线调查→炮位设计及审批→配备专业爆破作业人员→清除爆破区表面杂物→钻孔→爆破器材检查与试验→炮孔检查与废碴清除→装药并安装引爆器材→设置安全岗及安全警戒→撤离施爆安全区的人畜→起爆→排险→处理盲炮→解除警戒→测定爆破效果。

3 安全措施

以“安全第一，预防为主”的安全生产方针指导爆破施工。

3.1 安全爆破距离

《爆破安全规程》规定：石方爆破区域人员机械安全警戒距离均取最小抵抗线方向≥300 m，其它方向≥200 m(见图6)。

3.2 装药量与安全距离

装药量Q与安全距离R之间的计算结果如表4所示：

表4 装药量Q与安全距离R之间计算表

图6 警戒范围及警戒点示意图

根据安全距离与装药量的关系，K16+820～960外60 m水电站的装药量控制在24 kg以内，台阶高度也须控制在9 m以内，采用逐孔延时微差爆破，确保爆破震动不会对周边环境造成影响。

3.3 安全边界及信号指挥

爆破前必须在爆破安全区域边界外设置安全警示标志及岗哨，使爆破区域处于监视状态，岗哨随时将安全状况用对讲机向指挥员报告安全情况。爆破信号分为预告信号、起爆信号、解除警戒信号三阶段进行。

4 结语

公路路基石方爆破施工工程存在的安全隐患主要有飞石、震动、噪声等，特别是飞石对过往人员、车辆的危害为爆破施工的安全监视重点，因此，爆破前对施工路段进行封闭，路口前后安排人员进行交通管制，暂停人员、车辆通行。根据具体爆破开工段确定封闭区域，爆破完成，清理哑炮和危石后，现场人员及时清理和疏通现场，在确保安全的情况下，再行开放交通。