谈在建铁路线周边控制性爆破施工的控制

陈 荣 刘 鹏

(广西电力工程建设有限公司，广西 南宁 530003)

1 工程概况

贵州黔北现代物流新城项目纵三路设计全长3 238.57 m，线型与在建的渝贵快速铁路相邻平行走向，里程桩号区域1(K0+160～K0+520)、区域2(K0+940～K1+400,K1+620～K1+940,K2+180～K2+560)、区域3(K2+880～K2+940,K3+160～K3+200)段路基地质勘查93%为普坚石，工程量约19万m3。距离区域2东南面30 m为铁路石坎顶隧道(长200 m)，西南面150 m为同心变电站(220 kV)，暂未投入使用，当地村民住房及一条公路；区域1、区域3东面30 m为黔渝高速铁路，其他方向为荒山，周边环境示意图见图1。

2 施工控制难点

因渝贵快速铁路全线为桥隧连接，根据铁路设施保护相关法律法规,铁路沿线100 m内禁止爆破，在石方施工中如果采用普通爆破作业会危及铁路桥梁、隧道等结构物安全，因工期紧迫，采用机械破碎施工远不能满足工期要求。经过现场勘查分析及专家论证，将该路段全线石方开挖区域划分3个爆破区，确定采用控制性爆破技术，满足工程质量安全和工期要求。

3 爆破总体设计方案

爆破区域采取浅孔台阶控制爆破和机械破碎相结合的施工方案进行施工。实施浅孔爆破采用手持式钻机(φ36 mm)及潜孔钻(φ90 mm)进行钻孔，控制台阶高度在3 m～5 m，每天分4次～5次爆破，采用逐孔起爆技术，确保将盲炮几率降到最低，本工程总炸药用量为50 t，雷管用量为50 000发。

3.1 爆破参数设计

1)浅孔台阶控制爆破参数:距保护物24 m～40 m，见表1。

表1 浅孔台阶控制爆破参数统计表

孔径D=36 mm；台阶高H=3.0 m～5.0 m；最小抵抗线W=1.0 m～1.5 m；孔距a=1.0 m～1.5 m；排距b=1.0 m～1.5 m；钻孔超深h=0 m；炮孔长度L=3.0 m～5.0 m，垂直钻孔；填塞长度L=1.8 m～2.5 m；单位炸药消耗量，根据工程类比、现场试爆q取0.25 kg/m3；单孔装药量Q取750 g～2 800 g。单次起爆总装药量Q总=48 kg。每天分4次～5次爆破，计划每天炸药最大用量约300 kg，平均200 kg。

2)深孔台阶爆破参数:距保护物40 m以上，见表2。

表2 深孔爆破参数统计表

孔径D=90 mm；台阶高H=4.0 m；最小抵抗线W=2.5 m～3.5 m；孔距a=3.0 m～4.0 m；排距b=3.0 m～4.0 m；钻孔超深h=1.0 m～2.0 m；炮孔长度L=5.0 m，垂直钻孔；填塞长度L=2.0 m～2.5 m；单位炸药消耗量，根据工程类比、现场试爆q取0.25 kg/m3；单孔装药量Q取10 kg～12 kg。

3.2 装药结构

采用连续装药结构，梅花形布孔方式,见图2,图3。

3.3 起爆网路设计及爆破器材选择

爆破采用逐孔起爆技术，孔内装11段非电雷管，地面管使用3段非电雷管延时，蛇形连接，用激发针起爆。爆破器材选用2号岩石乳化炸药，药卷φ32 mm，φ70 mm型，3段非电导爆管雷管、11段非电导爆管雷管，见图4。

3.4 安全防护设计

1)爆破振动。

根据《爆破安全规程》要求，R=(K/V)1/a·Q1/3，K取180，a取1.6，对于φ36 mm孔，最大单响药量Q=3 000 g，V取2.0 cm/s，计算得R=24 m；即距离爆破区域24 m内不能进行爆破作业，采用机械破碎方法施工，故按照设计方案施工，不会对周边建筑物造成影响；对于φ90 mm孔，最大单响药量Q=12.0 kg，V取2.0 cm/s，计算得R=38.2 m，即距离爆破区域40 m以上采用大孔径浅孔爆破，不会对周边建筑物造成影响。

2)爆破飞石(按硐室爆破计算)。

根据《爆破安全规程》要求，Rf=20n2KfW，爆破为松动爆破;n取0.8;W为最小抵抗线,1.5 m;Kf为安全系数，取1.5，计算得Rf=29 m。此计算为无覆盖飞石距离，采用双层或三层以上炮皮叠加覆盖，将飞石控制在10 m以内，保证飞石不会对渝贵快速铁路造成损坏。

3)空气冲击波。

根据上式，其中，K，α均为经验系数。露天毫秒爆破，K取1.48，α取1.55；按照爆破一次爆破总装药量48 kg，距离黔渝高速铁路30 m计算ΔP=0.056 Pa；远小于1级破坏等级，玻璃偶尔开裂或振落的要求(2 000 Pa即0.002 MPa)。故空气冲击波对周边民房、快铁及隧道的影响可忽略不计。

4 爆破施工组织

4.1 爆破施工主要流程

包括布孔、钻孔→装药→堵塞→网络连接与检查→警戒及起爆作业→爆后检查→石碴装运作业。

4.2 主要安全防护措施

1)浅孔爆破易受地质条件的影响，如遇炮孔周边地质条件不好时，减量装药或者不装药，装药时，必须考虑抵抗线因素减少药量，但减少的药量不能超过设计药量的20%。

2)距离黔渝高速铁路24 m内严禁爆破作业，必要时在爆破区域和黔渝高速铁路之间加挂竹排，可以有效预防飞石对高黔渝高速铁路造成影响。爆破临空面背对铁路，爆破临空面朝向西面，避开铁路，保证飞石向西，避免对被保护物造成损伤。

3)爆破警戒时，对周边小路实施临时交通管制，浅孔爆破在距离爆破区域300 m处设置管制岗哨，警戒前必须将此位置的车辆、人员撤离至300 m安全区域以外，因爆破区域环境复杂，应按照实际情况设置警戒点，对周边民房内外人员车辆进行疏散，将爆破风险降至最低。

4)发现瞎炮立即报告并及时处理，经检查确认炮孔的起爆线路完整时可重新起爆。

5 结语

1)采用浅孔台阶控制爆破和机械破碎相结合的施工方法，有效地控制爆破冲击波、震动、噪声和飞石对铁路及隧道的影响，操作简单，该段路基石方开挖安全顺利完成，总工期用了31 d,对比采用全机械破碎方式开挖，工期提前了12 d，施工成本降低8%,同时为渝贵快速铁路的正式通车提供质量及安全保障，取得了良好的经济效益。

2)控制性爆破结合机械破碎方式开挖的方案设计及施工过程具有一定的代表性，适用于开挖岩石地基、立体交叉作业、拆除建筑物基础等，其施工经验可为特定条件下同类工程施工提供借鉴。