某工程道路边坡控制爆破实践与研究

郝 健，吴克刚

（1.78131部队，四川 成都 610011；2.国防科技大学军事基础教育学院，湖南 长沙 410072）

边坡控制爆破是边坡开挖过程中维护边坡稳定的重要技术措施，其基本方法有光面爆破和预裂爆破。边坡预裂爆破与光面爆破在炮孔布置、装药结构、爆破参数等方面相似，都是通过控制能量释放，有效控制破裂方向和破坏范围，使边坡达到稳定、平整的设计要求。两者不同点在于预裂爆破是预裂孔先爆，主爆孔后爆，因此预裂爆破只有一个自由面。边坡预裂爆破广泛用于坚硬和完整的岩体中，适用于铁路、公路、水利、矿山等石方边坡开挖工程。本文以某工程道路边坡开挖实践为基础，对高边坡预裂爆破技术进行了研究探讨。

1 工程概况

某工程道路边坡所处地区为角砾状玄武岩，呈单斜产出，倾向NE，倾角60°～70°，岩体倾向与坡体大体一致，工区内未发现大的断裂与褶皱，但局部节理、裂隙发育，破碎带见石英脉及石英团块穿插、充填。岩石坚固系数f约为10～12。边坡基本稳定，最大高度约35m，长约85m，面积3200m2。工程建设需新建3.5m宽道路顺坡脚穿过，需开挖路堑并保持边坡稳定。

2 施工方案

根据工程实际情况拟采取爆破剥离措施，分层开挖构筑路基边坡，计划开挖台阶高度15m，最终边坡角65°，台阶分层安全平台宽4m。为避免开挖过程中发生地质灾害，重点关注开挖完成后边坡的稳定问题，拟采取边坡预裂爆破开挖，加密孔距、分段不耦合装药、先期起爆等措施，减少爆破对边坡的震动及破坏。

2.1 布孔方式

为使抵抗线均匀、大块率和残留根底少、爆堆形态较好、爆后台阶稳定，提高爆装效率，主爆孔采用垂直炮孔，矩形布置；预裂孔采用倾斜炮孔，布孔范围向主爆区两侧各延伸5m。布孔方式如图1所示。

图1 断面布孔方式示意图

2.1.1 主爆孔参数

采用岩石孔化炸药爆破，主爆孔参数如表1 所示，根据地形和钻孔位置做局部调整。

表1 主爆孔布孔方式参数表

2.1.2 预裂孔参数

路堑边坡开挖一方面要求爆破开挖的边界尽量与设计的轮廓线相符合，不出现超挖或欠挖，同时要求开挖边界上的岩体能尽量保持完整无损。根据工程实际情况，采取平行于设计边坡线钻预裂孔，爆破参数如下：

（1）孔径（d）：根据现场作业机械，取∅=90mm；

（2）钻孔长度（L）：L=H/sinα+L0，其中H取15m；α取65°，L0取1.5m，L=18m；

（3）孔距（a）：在未获取岩石力学指标情况下，孔距按a=12d取1m；

（4）填塞长度：预裂爆破填塞长度不小于1.5m；

（5）线装药密度（QL）：根据经验平均线装药密度取0.2～0.4kg/m。

2.2 装药结构

孔内采用分段装药、间隔装药和不耦合装药结构，药量沿孔长间隔分布，为了克服炮孔岩石的夹制作用，孔底部装药量应适当加大，顶部减弱装药段L1=0.2L，线装药密度约为正常装药段的0.5倍；中部正常装药段L2=0.5L；底部加强装药段L3=0.2L，线装药密度约为正常装药段的2.5 倍。将药卷（∅32mm）按每隔20cm 距离绑扎在导爆索上形成一个炸药串，再将该炸药串固定在竹片上放入炮孔中，使其尽量处于炮孔的中心，并于孔口将导爆索进行相接。在预裂孔顶端保留约1.8m的不装药段，并用少量纤维袋沿炮孔四周填入孔中填实，然后用砂子或粘土堵塞。

3 起爆网络

采用导爆管复式起爆网路，采用一次分段延期起爆法，预裂孔和主爆破孔用毫秒延期雷管同次分段起爆，预裂孔先于主爆孔100～200ms 起爆。主爆破孔采用孔外微差，排间顺序起爆，排间微差时间50ms，减弱爆破对保留岩体的破坏，并形成平整的边坡轮廓面。

4 爆后效果

爆后基本形成设计坡率，边坡稳定，预裂面较平整，半壁孔率约为52%，爆后半孔壁面上没有肉眼可见的爆振裂缝，岩石块度适宜机械装载。爆后无根底，岩石的破碎质量较好，块度小于600mm，满足挖装设备高效率装运的要求。

5 结论与建议

（1）将精细化爆破理念贯彻应用到边坡预裂爆破全程，通过优化炮孔布置、装药结构、起爆时间及其它爆破参数，可较好地达到预期的爆破效果，保持边坡稳定、坡面平整。

（2）预裂孔加密孔距，采用分段装药、间隔装药和不耦合装药，有效控制能量分布，达到较高的半壁孔率。

（3）采用一次分段延期起爆法，控制爆破能量释放，提高爆破能量利用率，降低爆破有害效应。