高速公路石方路堑爆破开挖工法探讨

甘坤

摘要：石方路堑爆破开挖能够缩短施工工期，施工效率较高，良好应用于当前高速公路施工之中，具有廣阔的发展前景。文章围绕某高速公路工程实例，阐明了石方路堑爆破开挖的施工准备工作情况，提出了科学合理的施工方法，以推进高速公路石方路堑爆破开挖作业的顺利开展。[JP]

关键词：高速公路;石方路堑;爆破开挖工法

0 引言

高速公路是重要的社会基础设施，是交通事业中的重要组成部分。随着经济发展水平的提升，高速公路项目建设趋近于偏远山区，这部分多是山区高等级公路，容易受到地质和地形条件的限制，需要增加设置多个隧道工程、桥梁工程和深挖高填路基工程等，由此增加大量的石方工程量。爆破方法是开发石方工程的重要手段，这一作业环节会受到地质条件、地形以及爆破技术力量的影响，影响着达到快速、全面、优质施工的效果。在当前的高速公路施工过程中，采用科学合理的爆破方法，是有效保证公路石方路堑施工质量的重要前提。

1 工程实例分析

某高速公路北侧山体下方是较为密集的住宅区，而东侧丘陵下方村庄道路与公路横穿，交叉里程较大，且较为靠近爆破山体，需要注意合理避开居住人群区域，科学合理开展爆破开挖工作。本次工程要在K12+390～K13+250段长度为850 m的范围内开展石方路堑爆破开挖作业，实际需要开挖的石方达到22万m3，需要在10个月的工期内完成。按照《工程岩体分级标准》（GB50218-94）的要求，可以划分本次工程开挖岩石的等级，便于爆破开挖活动顺利开展。

2 施工准备

在高速公路石方路堑爆破开挖作业实施之前，需要做好全面充分的准备工作，这样能够保证爆破作业取得良好实效，促使岩体达到松动和破碎的效果，减少安全事故的发生几率[1]。在具体施工准备工作中，需要科学编制好爆破施工方案，设置好试验炮施工方案，总结试验炮爆破开挖的经验，结合现实作业要求，合理调整好爆破的参数，在得到准确数据之后，才可以开展大方量、长路段的爆破开挖施工。

2.1 确定试验炮的位置与参数

在试验炮爆破作业的支持下，能够明确高速公路石方路堑的地质条件。施工人员需要针对具体爆破参数加以验证，结合高速公路的实际地质条件和爆破效果，适当修正好爆破参数，从技术数据方面支持大方量爆破工作，还可以提供较为准确的现场管理经验。在本次工程施工作业进行中，合理选择试验炮的位置，要确保试验炮周围没有电力、电信设备，且没有居住人口，并拥有广阔的视野。

2.2 爆破前的操作

（1）彻底清除爆破开挖范围内的植被、覆盖层和浮渣等杂物，确保钻机能够直接到达工作面;

（2）做好边坡测量放样工作[2]，从既定设计方案出发，完成断面开挖工作，针对路槽的开口宽度加以准确计算，并放出开口线，通过使用白灰线清楚标示，支持布孔活动顺利开展;

（3）布孔活动进行中，以纵向台阶布置好辅助孔，而设计钻孔的方向需要平行于边坡，在主要的爆破孔布孔要沿着其路线进行;

（4）委托当地公安部门同意运送和管理好爆破器材。

2.3 人员和设备方面的准备

在高速公路爆破开挖石方路堑的过程中，要确保每次爆破现场都配备1名技术负责人、1名专职安全员和数名爆破工人。在准备施工设备时，要注重配置好2台12 m3空压机、2台50 kW发电机组以及15个风钻[3]。

3 施工方法

结合现阶段高速公路石方路堑实施的爆破开挖实践经验，本文在考虑岩性条件和地形条件的基础上，提出了较为科学可行的施工方法，支持工程作业活动的稳步实施。

3.1 考虑施工岩性条件

本次工程作业中遵照隧道围岩的分级方法，针对开挖工程的岩石等级加以合理划分。

（1）坚硬岩石路堑方面。实施爆破开挖作业，需要坚硬岩石路堑的岩石等级处在Ⅰ～Ⅱ级别范围内，应重点关注保护边坡作业，控制好支护内容，尽可能减少支护环节。而在利用开采石料时，要控制好爆破块度，同时还要注重掌控好爆破产生的影响[4]。为保证爆破效果，需要积极使用深孔梯段实施爆破活动，在预裂爆破基础上增加缓冲孔，发挥综合控制爆破技术的优势和作用。具体施工情况如图1所示。

按照常规深孔梯段爆破的要求，设计好实际爆破参数，排距要控制在2.5～3.5 m范围内，孔距要控制在3.0～3.5 m之间，而孔深则需要达到10 m以上，最深不能超过15 m。在整个起爆网路中，通过毫秒微差V形起爆可以起到良好效果。

（2）软岩路堑爆破方面。针对于中风化到强风化的路堑，即岩石坚硬级别处在Ⅲ～Ⅳ之间，这部分爆破作业实施中，没有取得良好的预裂爆破效果，而主爆孔会较大程度上影响到边坡的超欠挖和稳定性[5]。在设计爆破方案的过程中，通过中深孔毫秒分段微差爆破方式处理好主爆破区。而在边坡附近需要做好保护层的预留工作，采用手风钻浅孔和光面爆破方法，可以达到爆破目的。实际设置的炮孔位置断面情况如图2所示。

在实际设置保护层厚度时，需要将主爆孔底部和侧向距边坡线距离确定好，本次施工中将其设置为3.0 m，这是由主爆孔的直径所决定的。主爆孔直径处在70～100 mm范围内，实际可以产生的破裂范围为2.4～3.0 m。爆破开挖保护层的参数分别为：排距和孔距都处在1.0～1.5 m范围内，孔深则需要控制在2.0 m以内[6]。

3.2 考虑施工地形地貌条件

为促进高速公路石方路堑爆破开挖作业顺利开展并取得良好实效，需要全面考虑到公路项目的具体地形地貌条件。

（1）注重双侧边界条件。在开挖作业中，需要细致分析和研究双侧边界条件，这是指施工环境处在垭口地形中，路堑两侧边坡以中间槽为开挖起点。为确保开挖效果，需要使用中间抽槽的方式，向着两侧实施扩挖作业，而在临近边坡的部分，需要积极使用光面爆破技术或者预裂技术手段，这样能够促进爆破的临空面得以增加，进而增强边坡的稳定性。在双侧边界条件下实施爆破开挖活动，具体施工情况图如图3所示。

（2）单侧边界条件。在爆破开挖作业进行中，面对单侧边界路堑的施工情况，需要注重加强保护措施。在开挖方法方面，主要选择一些更为保障主爆区效果的类型，并能够从临近边坡轮廓线方面入手[7]。从开挖区域岩性和周边环境条件出发，确定好主爆区的炮孔参数，按照倾斜或者垂直的方式设置好炮孔形式。而在边坡附近需要注重合理性选择好相应的爆破区，确保作业活动谨慎开展。使用光面爆破技术或者预裂爆破方法，同样可以起到积极效果。在开挖区域上方要分别设置好需要谨慎爆破作业区和主爆孔位置，而在底部需要设置好缓冲孔，并布置好垂直孔或者倾斜孔的位置，爆破方法则主要应用在边坡一侧[8]。

4 结语

在高速公路石方路堑爆破开挖作业进行中，不仅要做好充分全面施工的准备工作，还要使用科学合理的施工方法，包含考虑施工岩性条件和考量地形地质条件这两个方面，并积极采用一系列科学合理的安全技术措施。首先，要考虑到爆破飞石的影响，这是爆破工程中最为常见的危害，会受到多种因素的影响，而最主要的引发因素是没有严密堵塞好炮口或者前排抵抗线产生变化。为保证施工安全，需要全面考察并掌握施工地形地质条件、爆破材料，并确定好爆破环节的实施步骤，严格按照既定方案进行。其次，还要考量爆破振动带来的影响，准确计算好振动频率和速度，避免影响周围居住人群。

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[8]杨福荣，芦 军，杨 湘，等.多种勘探测试方法在隧道水文地质勘察中的应用研究——以云南省宜良至石林高速公路山冲箐隧道为例[C].2018年全国工程地质学术年会论文集，2018.

作者简介：甘 坤（1983—），工程师，主要从事高速公路施工管理。