市政道路挖方石质边坡施工技术

智绪金，彭学军，李开封，汤 宇，凌 涛

（中铁五局集团第一工程有限责任公司，湖南 长沙 410017）

1 工程概况

贵阳市东纵线延伸段三标线路全长2.718Km，线路起点东纵线延伸段里程K2+550位于石关村，经上枧村至终点已建京东路，终点里程K5+267.878位于何官村。该项目K2+800～K3+080最大开挖深度为32.6m，K4+080～K5+267.878最大开挖深度为29.5m。地质情况均为中风化岩体，为较软岩～较硬岩，基岩节理裂隙发育情况为发育～较发育，岩体破碎程度为破碎～较破碎。

2 施工重难点

该标段拟建道路全施工段共有2个挖方段，K2+800～K3+080段挖方段位于石关村境内，村内设有幼儿园、小学、寺庙、菜场、小工业作坊等。村内人口众多、房屋密集，且开挖线以内京寒线50#铁塔和通信铁塔迁改进度晚于路基开挖时间，挖方段开挖边线周边与房屋最近距离为6m，最远距离为114m。K4+080～K5+267.878段道路途经上枧村、警犬基地、吉利2#地块、上枧村安置小区、爱登堡电梯厂房、吉利5#地。红线内高压线塔京寒线45#迁改进度滞后于路基开挖时间，故传统的路基开挖方式在该项目中难以实施。

3 施工方案比选

3.1 路基开挖总体方案比选

根据爆破施工现场的环境条件，按照《爆破安全规程》（GB 6722—2014）对爆破作业环境划分的相关规定，可确定在该区域进行爆破作业时，不应简单采用常规不安全的普通爆破施工方法，否则爆破产生的有害效应可能影响到周围建筑物、电力设施、相邻道路上过往车辆及人员的安全。因此，该工程石方开挖施工方案应全部采用机械冷凿或使整个石方爆破开挖区域内均按照城镇复杂环境条件全部采用控制爆破的施工方法。

根据该工程开挖施工范围岩石分布情况，场内施工条件和爆区外部环境现状等实际情况，结合工期要求，可因地适宜地把整个施工区域划分为多个施工区段。针对各区段周边环境地形等条件，分别采用机械冷凿、深孔和浅孔爆破相结合，同时保证填塞段大于最小抵抗线W的微差控制爆破施工方法。临近爆区边缘若存在重要设施、地面上有高压输电线，应划定保护范围采取机械、人工等非爆破开挖方式，同时对边坡开挖时考虑到住房区域附近不能使用“导爆索”作业的要求，相应地段只能采用机械冷凿开挖作业，以确保边坡的稳定和施工质量。

本着降低爆破施工风险节约施工造价的原则，确定在该标段石质边坡采用“机械冷凿+城镇控制爆破+普通爆破”方案。在保护区域距离为50m范围以内，采取城镇控制爆破与机械冷凿相结合的施工方法施工。在结构物、高压铁塔、通讯铁塔周围20m范围内采用机械冷凿开挖，20～50m采用城镇控制爆破，50m以外采用普通爆破。

3.2 方案分析

开挖方案比选从经济性与安全性及施工进度方面考虑，汇总比较如表1所示。

4 施工工艺

4.1 机械冷凿开挖施工技术

路基开挖分为土方和石方两部分，土方采用挖掘机挖运，石方采用破碎头配合挖掘机开挖。在开挖过程中遵循“纵向分段、竖向分层”的施工原则，从高至低开挖。为防止边坡石块滑落至施工运输平台，对施工平台上的人及机械造成安全危害，施工期间对施工平台进行工字钢钢架防护，保证人员及机械的安全。路基横向开挖顺序如图1所示。具体施工顺序：先开挖图中标1的部分，为石料运输挖建施工平台；再从上至下开挖图中标2的部分；然后开挖图中标3的部分，为石料运输开出第二级施工平台；从上至下开挖图中标4的部分；依次循环至图中标6的部分直至施工完成，再进行（K4+800～K5+120）段左侧抗滑桩的施工。纵向分为机械开挖区、石料弃渣区、石料装运区，形成台阶性开挖顺序，逐级进行，分段距离不超过25m，每级边坡开挖时横向布置动态临时排水沟，运输平台两侧布置主排水沟，清运石渣运往填方区作为路基填料。待抗滑桩施工完成后对图中标7和标8的部分进行施工。

表1 石方开挖施工方案综合比选汇总表

图1 路基横向开挖顺序图

4.2 爆破施工技术

充分利用施工道路周边原有道路和已开挖出的道路，以就近方便原则开辟连接各开挖工作面的临时便道，单路堑开挖段可利用道路半幅作为施工便道。确定总的施工顺序如下：在各划定的区段内从距保护对象最远处开始，由上至下分区分层台阶式钻爆开挖，机械开挖运输紧跟，到达边坡处爆破与支护分层交替作业。爆破开挖总体要求从上至下分层分台阶施工，台阶根据设计每级边坡高度确定，之后可在爆区西侧或东面开挖边界线位置沿南向北先爆破开挖出工作台阶，按设计爆破开挖推进方向实施台阶控制爆破施工。根据该工程设计的开挖深度（每级坡高4～8m），该方案对城镇控爆区的台阶开挖高度控制在4m以下，一般以3m作为一个分层台阶，采取浅眼微差控制爆破施工。普通控制爆破区台阶开挖高度控制在4～10m，按一个台阶采取中深孔定向控制爆破法施工。爆破抛石方向以背离被保护对象方向为主（可在路基中段没有房屋或其他保护对象位置横向爆破拉槽，形成爆破台阶坡面），可多开2～3个拉槽区，使整条路划分成多个路堑施工单元，同时在多个单元两端面钻爆开挖，以提高工效。每次实施爆破时，必须对爆破体采取多层胶帘网防护覆盖措施。深孔钻孔采用φ70mm的简易式或履带式潜孔钻机钻孔，浅眼采用φ40mm的手风钻钻孔。垂直或倾斜钻孔方式均可，倾斜方向按边坡方向确定。每次爆破装药前，必须根据该计算公式计算出允许的最大单响装药量，从而选择合理的爆破方式、爆破参数以及确定每次爆破的延时时间和雷管分段数目，并结合《爆破安全规程》（GB 6722—2014）关于爆破工程分级管理的规定，确定具体爆破部位的爆破规模（一次起爆的总药量）。不同安全距离的爆破分区范围核定的爆破规模结果如表2所示。

施工中，应根据上表要求严格按该设计的技术参数布孔、装药、联网和起爆，同时必须对爆区采用综合防护措施，严格控制对建筑物和周围设施的影响。与周边保护对象间距低于20m的范围，不得采取爆破方式，改用机械破碎方式。

表2 分区范围核定的爆破规模

5 改进措施

（1）市政石质边坡施工前应详细调查线路周边环境，具体摸清线路周边居民区、厂房、学校、高压电线及地下管线设施等情况以确定保护范围，为以后进一步确定具体施工方案提供有利依据。（2）施工前应详细了解石质边坡岩石类别情况，为进一步确定选施工工艺参数提供基础数据，如岩体等级确定破碎机型号的大小、爆破用药量等。（3）开挖前期防护工作务必做扎实，采用各种拦、截、堵方式防止滚石侵入受保护范围内。（4）机械开挖要特别做好作业面的分配及清运设备的组合，破碎后的作业面及时进行收堆清理，预防机械作业磕碰产生滚石。（5）爆破施工要严格控制一次起爆药量及爆破分区施工顺序，做好安全防护覆盖，起爆时临时断交，保证既有高速运营不受影响。（6）质量控制方面，特别要注重开挖边坡坡率控制，逐级用小型破碎锤进行修正，确保边坡的平顺。在岩质破碎的段落要小心处理，刷坡时要将松动的浮石清理放在第一位，边坡的平顺度放在次要位置，但不能陡于设计坡比。

6 结束语

目前，东纵线三标项目石质边坡路段已经施工完毕，施工进度、安全、质量均满足要求。采用“机械冷凿+城镇控制爆破+普通爆破”施工方法可以为同类型项目提供参考价值，并能有效提升项目生产效率、提高挖方边坡质量、缩短工期、降低建造成本。