劉果翠

路基石方開挖、隧道石方開挖等是越來越多的高速公路施工的重中之重,為保證安全、保質(zhì)、保量來完成施工任務(wù),現(xiàn)對(duì)石方開挖的幾種施工工藝淺析如下:

對(duì)于風(fēng)化層和松軟巖部位,先用大馬力推土機(jī)松動(dòng),無法松動(dòng)地段,實(shí)施淺孔爆破或深孔毫秒微差控制爆破。單邊坡路塹采用縱斷面開挖,以增加開挖工作面;雙邊坡路塹采用橫斷面分層開挖。風(fēng)化層和松軟巖地段邊坡采用人工清刷,次堅(jiān)石、堅(jiān)石地段的邊坡實(shí)施光面爆破。現(xiàn)對(duì)淺孔爆破、深孔毫秒微差控制爆破、光面爆破相結(jié)合的施工方案進(jìn)行淺析。

1 淺孔爆破

淺孔爆破炮孔深度不超過5 m,炮孔直徑不超過50 mm,主要用于少量石方的破碎、深孔爆破鉆孔平臺(tái)的平整清理、大塊石的二次破碎及孤石爆破、清理石質(zhì)邊坡及處理危石等,成孔采用以壓縮空氣為動(dòng)力的風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)。施工時(shí)根據(jù)需要采用拉槽式淺孔爆破、臺(tái)階式淺孔爆破,其原理同深孔爆破,詳見深孔爆破敘述。

2 深孔毫秒微差控制爆破

根據(jù)石方開挖施工經(jīng)驗(yàn),計(jì)劃采用潛孔鉆成孔進(jìn)行深孔控制爆破施工。深孔毫秒微差控制爆破是用微差爆破器材,把一次爆破分成若干段,每段之間以毫秒計(jì)算時(shí)差進(jìn)行爆破,具有以下優(yōu)點(diǎn):巖石破碎后粒徑均勻,大粒徑率降低,能提高挖裝機(jī)械的工作效率;爆破形狀整齊,減小后沖作用;增加了每延米孔的爆破方量,減少了爆破巖石的單位耗藥量,從而降低了爆破成本;減輕爆破地震效應(yīng),擴(kuò)大爆破規(guī)模。

在深孔控制爆破施工,首先對(duì)場地布局分段平整,規(guī)范布孔操作和孔位選址,嚴(yán)格控制裝藥量,注意裝藥和填塞質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)連接和起爆工序,選擇施工間歇作為放炮時(shí)間,避免作業(yè)干擾,提高工作效率。

施工時(shí),雙邊坡路槽計(jì)劃采用多排孔微差爆破順序掏槽連接法,即在炮孔中選擇一排作為掏槽中心,依次向兩側(cè)進(jìn)行微差分段,這種連接法能利用先起爆的掏槽來改變以后幾段爆破排的投擲方向,使爆破距離減小,對(duì)減輕爆破后清理工作具有一定意義,起爆由導(dǎo)爆索、繼爆管網(wǎng)路控制。當(dāng)在單邊坡路基段開挖時(shí),計(jì)劃從臨空面向邊坡方向微差分段爆破。

爆破參數(shù)的確立:1)鉆孔梯段高度 H:鉆孔梯段高度按路槽開挖連坡分臺(tái)高度設(shè)置,一般下層取定8 m,最上層根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)施獨(dú)立分層或同次下層一起施工;2)炮孔間距(a)、排距(b):選擇a=b=2 m;3)鉆孔方式:鉆孔方向單邊坡路基開挖采用斜孔,角度為邊坡的坡度,雙邊坡路塹時(shí)采用正孔(α=0),炮孔采取梅花形布置;靠近兩側(cè)邊坡時(shí)改為斜孔;4)鉆孔超鉆深度 h′:h′=(0.10～0.15)H,可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整;5)炮孔深度h:h=H/sinα+h′(直孔時(shí) α=0);6)裝藥量:單孔裝藥量 Q=qabH;7)爆破石方的單位耗藥量:按照現(xiàn)場巖層情況進(jìn)行調(diào)整,一般取(0.35～1.0)kg/m3;8)減弱裝藥深孔爆破:深孔爆破中靠邊最近的一排炮孔采用減弱裝藥爆破方法,此種爆破作用在于采用比前方正常爆破小的爆破參數(shù),形成一緩沖保護(hù)層,將深孔爆破對(duì)邊坡的影響降低。減弱裝藥爆破采用的孔網(wǎng)參數(shù)為:孔距 a=1.5 m;排距 b=1.0 m;單孔裝藥量 Q′=q′abH;在此處單位耗藥量q′取0.5 kg/m3即可;9)裝藥方式:對(duì)于大梯段炮孔采用間隔裝藥方式,即在鉆孔中把炸藥分成數(shù)段,使爆炸能量在巖石中比較均勻分布;對(duì)于小梯段炮孔,采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu),炸藥從孔底裝起,一起裝到設(shè)計(jì)藥量為止,鉆孔完后要封好孔口,防止雨水把巖粉沖入孔內(nèi)。為防止底部潮濕有水,底部用0.5 m防水乳化炸藥爆破;10)起爆網(wǎng)絡(luò):a.采用非電復(fù)式起爆網(wǎng)絡(luò),“同段別、等微差”起爆網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是:使用雷管段別少,現(xiàn)場施工操作簡便,有利于改善爆破碎塊度,將爆破震動(dòng)降低到最低限度。b.具體實(shí)施方法。分層爆破開挖:根據(jù)實(shí)施情況采用由上而下、自左向右分層分臺(tái)階爆破的方法,以保證各工序間實(shí)行流水作業(yè)。鉆孔與炮孔驗(yàn)收:嚴(yán)格按照鉆孔設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鉆孔,在裝藥之前,首先檢查炮孔位置、方向、深度是否符合要求,孔內(nèi)是否有殘?jiān)?、積水和堵孔,發(fā)現(xiàn)不符合要求的應(yīng)及時(shí)處理,以免影響爆破效果。起爆藥包的制作:在現(xiàn)場工作時(shí),將導(dǎo)爆管按孔深和孔外所需的長度剪斷,然后與雷管進(jìn)行組裝,把組裝后帶導(dǎo)爆管的雷管插入藥包中,并用膠布纏緊,將藥卷與插好管的藥卷捆綁在一起放入孔底。裝藥和堵塞:裝藥包括裝藥結(jié)構(gòu)和裝藥方法,裝藥結(jié)構(gòu)包括連續(xù)裝藥和間隔裝藥,連續(xù)裝藥由于孔的上部不裝藥容易產(chǎn)生大塊,間隔裝藥可以使爆破能量在巖石上均勻分布,深孔控制爆破采用兩間隔裝藥,中間不裝藥部位長1 m～2 m。網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)和起爆:完成上述工序后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連續(xù),人員撤離危險(xiǎn)區(qū)后進(jìn)行爆破。

3 光面爆破施工方案

光面爆破是主體爆破之后,利用布設(shè)在設(shè)計(jì)開挖輪廓線上的光爆炮孔,準(zhǔn)確地將預(yù)留的光爆層從保留巖體上切下來,形成平整的開挖坡面。

主要參數(shù)的選定:

最小抵抗線 W=a/0.6。

炮孔間距 a=Q=(8～12)d,其中,d為鉆孔直徑。

單孔裝藥量,用線裝藥度 Qx表示即:

Qx=q×a×w,其中,q為松動(dòng)爆破單耗藥量。

在光爆孔裝藥時(shí),使用小直徑的藥卷,沿鉆孔深度間斷綁在傳爆線上,藥卷置放于近正常裝藥方向的一邊,炮孔要全部堵塞,堅(jiān)硬完整巖石可只堵孔口處660 mm～990 mm,起爆采用國產(chǎn)導(dǎo)爆管同時(shí)起爆。

4 石方開挖過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)

1)石方開挖嚴(yán)格控制爆破,采用深孔毫秒微差控制爆破,并配以光面爆破,杜絕對(duì)山體的擾動(dòng)。

2)當(dāng)自上而下開挖好一級(jí)邊坡以后,應(yīng)立即根據(jù)設(shè)計(jì)要求,進(jìn)行錨桿及其他的防護(hù)施工,防止開挖后邊坡的崩塌與滑落,之后進(jìn)行下一級(jí)邊坡開挖施工,對(duì)土層或軟石采用機(jī)械直接開挖。

3)在石方開挖時(shí),還需兼顧本合同段土石方調(diào)運(yùn),因此需嚴(yán)格按計(jì)劃進(jìn)行路塹開挖。

4)軟石邊坡應(yīng)采用人工刷坡,在離邊坡2 m時(shí),不能采用松動(dòng)爆破和臺(tái)炮,影響邊坡穩(wěn)定。

5 結(jié)語

通過以上三種控制爆破技術(shù)的淺析以及施工中的合理應(yīng)用,保證了工程進(jìn)度、質(zhì)量、安全,從而解決了施工難度大的問題。