李 峰

(中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司，山西 太原 030032)

緊鄰火車站敏感區(qū)域大方量石方控制爆破技術(shù)

李 峰

(中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司，山西 太原 030032)

在緊鄰重慶火車北站敏感區(qū)域大方量石方爆破工程中，根據(jù)爆點(diǎn)距保護(hù)物之間的不同距離將爆破區(qū)域劃分為普通爆區(qū)、控制爆區(qū)和敏感爆區(qū)，并確定了每個(gè)爆區(qū)的爆破要求和控制要點(diǎn)。根據(jù)每個(gè)爆區(qū)的自身特點(diǎn)，選取了不同的爆破方案和控制措施。通過采用科學(xué)的爆破分區(qū)、合理的爆破方案以及有效的安全控制措施，在一年內(nèi)成功爆破硬質(zhì)砂巖320萬m3，未出現(xiàn)任何影響列車運(yùn)營安全的事故，保證了施工工期，該工程的成功實(shí)施可為今后同類條件下的爆破施工提供良好的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

火車站 敏感區(qū)域 爆破分區(qū) 深孔爆破

1 工程概況

重慶火車北站是重慶鐵路樞紐的重要組成部分，位于重慶市區(qū)嘉陵江北岸的龍頭寺。重慶北站目前隸屬成都鐵路局，現(xiàn)為特等站，車站有兩層候車大廳，共有站臺(tái)4個(gè)，站臺(tái)風(fēng)雨棚采用大跨度無柱風(fēng)雨棚，線路13條，均為無砟軌道。重慶北站目前途經(jīng)線路為渝懷線、渝遂線、襄渝線。每天開通的客運(yùn)列車為82趟，且成渝線上的動(dòng)車全部到達(dá)重慶北站或由北站開出，旅客客流量巨大，車站的承運(yùn)任務(wù)繁忙。由于重慶鐵路樞紐發(fā)展的需要，現(xiàn)對(duì)重慶北站進(jìn)行了重新規(guī)劃，規(guī)劃中的渝懷復(fù)線、蘭渝線、滬渝蓉高鐵也將經(jīng)過此站，因此，需要對(duì)站場加寬擴(kuò)大。

站場加寬區(qū)域長1 000 m，寬280 m，高24 m，該區(qū)域內(nèi)以Ⅱ級(jí)硬質(zhì)砂巖為主，需要爆破開挖，總爆破方量達(dá)320萬m3。爆區(qū)一側(cè)接入山體，另一側(cè)為早期開挖的既有邊坡，坡度為1∶0.75，有噴漿護(hù)面，該側(cè)山坡與重慶北站既有鐵路線緊鄰，如圖1所示，坡腳與鐵路線之間的最近距離僅5 m。根據(jù)鉆孔勘察資料，待爆巖體以砂巖為主，含長石、石英，巖質(zhì)堅(jiān)硬，水平產(chǎn)狀，薄至中厚層，微風(fēng)化，部分巖體整體結(jié)構(gòu)好，節(jié)理裂隙不發(fā)育，部分巖體節(jié)理裂隙發(fā)育。

2 工程難點(diǎn)

圖1 爆區(qū)緊鄰既有鐵路線一側(cè)照片

該工程為重慶北站站場擴(kuò)建工程，由于重慶北站車流人流密集，致使該爆破工程十分敏感，成都鐵路局、重慶建設(shè)指揮部、中鐵十二局、渝利鐵路項(xiàng)目部、重慶北站以及監(jiān)理單位都十分關(guān)注該爆破工程。該工程土石方量大，巖石堅(jiān)硬，地質(zhì)條件變化大，局部區(qū)域巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，爆破飛石控制難度大。爆區(qū)一側(cè)緊鄰既有線，邊坡高度大，坡度陡，環(huán)境十分復(fù)雜，對(duì)爆破安全要求極高，只能在鐵路天窗時(shí)間爆破。既有邊坡遭受過前期爆破的擾動(dòng)，具有一定的損傷范圍，且有噴漿護(hù)面，不容易觀察巖體的節(jié)理裂隙情況，再次施爆時(shí)，容易出現(xiàn)滾石侵線情況。工程需要在一年的時(shí)間內(nèi)完成爆破開挖量。爆區(qū)緊鄰重慶北站站場，爆破時(shí)需對(duì)振動(dòng)和飛石進(jìn)行嚴(yán)格控制，特別是北站方向不允許出現(xiàn)任何爆破飛石，以滿足安全環(huán)保要求。

3 爆破方案

3.1 爆破區(qū)域劃分

本工程中需要重點(diǎn)保護(hù)的結(jié)構(gòu)物為重慶北站及其所有附屬設(shè)施，距離爆區(qū)最近的結(jié)構(gòu)物是13道線路外側(cè)的接觸網(wǎng)。由于爆區(qū)面積較大，每部分與保護(hù)物之間的距離是不同的，因此，按照爆破區(qū)域與接觸網(wǎng)之間的距離由遠(yuǎn)及近對(duì)其進(jìn)行了劃分，即距接觸網(wǎng)100 m以外的區(qū)域劃分為普通爆區(qū)，距接觸網(wǎng)25 m至100 m之間的區(qū)域劃分為控制爆區(qū)，據(jù)接觸網(wǎng)25 m以內(nèi)的區(qū)域劃分為敏感爆區(qū)，如圖2所示。

圖2 爆破分區(qū)示意

對(duì)整個(gè)爆破區(qū)域進(jìn)行有效劃分后，確定了每個(gè)區(qū)域的爆破要求和控制目標(biāo)。對(duì)于普通爆區(qū)，要求爆后巖石破碎，便于鏟裝挖運(yùn)，爆破效率高，盡量縮短施工工期，同時(shí)保證爆破振動(dòng)和爆破飛石滿足安全要求;對(duì)于控制爆區(qū)，要求爆后巖石較破碎，基本滿足鏟裝挖運(yùn)要求，嚴(yán)格控制爆破振動(dòng)和爆破飛石對(duì)重慶北站及既有鐵路的影響;對(duì)于敏感爆區(qū)，將保證重慶北站的安全放在首位，加強(qiáng)防護(hù)措施，嚴(yán)格控制爆破飛石、爆破滾石和爆破振動(dòng)，最靠近北站一側(cè)的巖體爆破松動(dòng)后，采用大功率的挖機(jī)和油炮錘將巖體充分破碎后再將其運(yùn)走。

3.2 爆破方案和技術(shù)參數(shù)

1)普通爆區(qū)

普通爆區(qū)采用加強(qiáng)松動(dòng)爆破方案，為加快鉆爆速度，采用的孔徑及孔網(wǎng)參數(shù)較大。其基本參數(shù):鉆孔孔徑為 100 mm，垂直鉆孔，臺(tái)階高度為 12 m，超鉆1.5 m，鉆孔深度為13.5 m，前排鉆孔底板抵抗線為3.0 m，孔距為3.8 m，排距為3.3 m，采用梅花形或長方形布孔，單孔裝藥量為60 kg，裝藥高度為9.3 m，堵塞長度為4.2 m，炸藥單耗為0.4 kg/m3。

2)控制爆區(qū)

控制爆區(qū)采用松動(dòng)爆破方案，其基本參數(shù):鉆孔孔徑為90 mm，垂直鉆孔，臺(tái)階高度為12 m，超鉆1.5 m，鉆孔深度為13.5 m，前排鉆孔底板抵抗線為2.8 m，孔距為3.5 m，排距為3.2 m，采用梅花形或長方形布孔，單孔裝藥量為53 kg，裝藥高度為9.7 m，堵塞長度為3.8 m，炸藥單耗為0.35 kg/m3。

3)敏感爆區(qū)

敏感爆區(qū)采用預(yù)留巖墻深孔控制爆破方案。將敏感爆區(qū)再細(xì)分為內(nèi)部控制爆區(qū)和緊鄰既有線的外部巖墻，外部巖墻的頂部寬度為6～8 m。內(nèi)部爆區(qū)采用的爆破參數(shù)與上述控制爆區(qū)的參數(shù)相同。外部巖墻在爆破上層4 m巖體后，下部巖體分兩層爆破完成，下部兩層巖墻深孔控制爆破炮孔排數(shù)為3排，其基本參數(shù):鉆孔孔徑為76 mm，垂直鉆孔，臺(tái)階高度為10 m，超鉆1.5 m，鉆孔深度為11.5 m，前排鉆孔底板抵抗線為2.2 m，孔距為2.5 m，排距為2.2 m，采用梅花形或長方形布孔。最靠近既有線一排炮孔布置在距邊坡坡面4.5 m的位置，約為最小抵抗線的2倍。3排炮孔按不同方式裝藥，分別為前排孔按加強(qiáng)松動(dòng)爆破裝藥，裝散狀炸藥或乳化炸藥;第2排孔按松動(dòng)爆破裝藥，裝散狀炸藥或乳化炸藥，同時(shí)適當(dāng)增加填塞長度;靠邊坡孔應(yīng)根據(jù)邊坡坡度及鉆孔位置確定填塞長度，裝乳化炸藥卷，進(jìn)行不耦合裝藥。填塞長度根據(jù)保護(hù)物與坡面之間的距離、坡面巖石風(fēng)化及破碎程度和坡面坡度決定。一般應(yīng)保證裝藥頂部與坡面的水平距離不小于(1.5～2.0)W(W為抵抗線)。

4 安全控制措施

1)普通爆區(qū)

普通爆區(qū)距離重慶北站相對(duì)較遠(yuǎn)，需要控制的爆破危害效應(yīng)主要包括重慶北站處的爆破振動(dòng)應(yīng)滿足《爆破安全規(guī)程》(GB 6722—2003)中的要求，重慶北站方向不出現(xiàn)爆破飛石，為此，采取的控制措施為每次爆破的最小抵抗線平行于北站的方向，采用毫秒延時(shí)起爆網(wǎng)路控制爆破振動(dòng)，加大堵塞長度和保證堵塞質(zhì)量控制爆破飛石。

2)控制爆區(qū)

控制爆區(qū)離重慶北站相對(duì)較近，需要控制的危害效應(yīng)依然是重慶北站處的爆破振動(dòng)以及不出現(xiàn)爆破飛石。該爆區(qū)采取的控制措施為每次爆破的最小抵抗線平行于或背向北站的方向;采用毫秒延時(shí)起爆網(wǎng)路控制爆破振動(dòng)，并對(duì)北站的站房、軌道和候車廳等重要保護(hù)物進(jìn)行爆破振動(dòng)監(jiān)測，一旦出現(xiàn)超標(biāo)的情況，立即對(duì)爆破規(guī)模、起爆網(wǎng)路等進(jìn)行調(diào)整;加大堵塞長度和保證堵塞質(zhì)量，在靠近北站一側(cè)的坡頂上搭建一道被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，防護(hù)網(wǎng)為高10 m的布魯克網(wǎng)，并用炮被對(duì)炮孔進(jìn)行表面防護(hù)，以控制爆破飛石。

3)敏感爆區(qū)

敏感爆區(qū)與重慶北站的既有鐵路線緊鄰，需要控制的危害效應(yīng)不僅有爆破振動(dòng)和爆破飛石，還有邊坡處產(chǎn)生的滾石。為此采用的控制措施包括:每次爆破時(shí)最小抵抗線背向北站方向，并用全站儀仔細(xì)測量每個(gè)炮孔的最小抵抗線;派專門的技術(shù)人員控制鉆孔的角度和方向，保證裝藥和填塞的質(zhì)量，確保起爆網(wǎng)路的正確敷設(shè);封閉離爆區(qū)最近的第13道線路，設(shè)底寬1.8 m，高1.5 m攔石砂堤，以防開挖巖墻時(shí)，滾石砸壓軌道;在既有坡面上鋪設(shè)布魯克網(wǎng)，以防止爆破松動(dòng)孤石順坡滾落，發(fā)生侵線;布設(shè)兩層攔石排架;炮孔表面用炮被和砂包進(jìn)行覆蓋防護(hù);對(duì)接觸網(wǎng)支柱采用工字鋼墻進(jìn)行遮擋防護(hù);采用毫秒延時(shí)起爆網(wǎng)路，在站臺(tái)、接觸網(wǎng)支柱、站房和辦公室等被保護(hù)物處進(jìn)行爆破振動(dòng)監(jiān)測，同時(shí)將爆破振動(dòng)信息及時(shí)反饋，以指導(dǎo)爆破參數(shù)的合理選取與安全施工;爆后在巖墻開挖時(shí)，派專人進(jìn)行現(xiàn)場指揮和安全警戒，防止開挖時(shí)出現(xiàn)滾石。

5 結(jié)語

普通爆區(qū)的巖體爆破后，巖石破碎充分，塊度小，爆堆集中，便于鏟裝和挖運(yùn);控制爆區(qū)的巖體爆破后，巖石破碎較充分，絕大部分巖體均能直接裝車挖走，小部分大塊巖石經(jīng)破碎錘二次破碎后即可挖運(yùn);敏感爆區(qū)處的預(yù)留巖墻經(jīng)過爆破后，會(huì)出現(xiàn)較多的大塊，因此，需要配備大功率挖掘機(jī)和破碎錘，將大塊巖體移至遠(yuǎn)離既有線的區(qū)域?qū)嵤C(jī)械破碎。對(duì)整個(gè)施工過程總結(jié)體會(huì)如下:

1)通過采用分區(qū)，距離保護(hù)物不同區(qū)域采用不同的爆破技術(shù)和控制措施，既保證了爆破安全，又確保了施工工期，該方法科學(xué)合理。

2)在緊鄰重慶北站的復(fù)雜環(huán)境下，普通爆區(qū)采用加強(qiáng)松動(dòng)爆破，控制爆區(qū)采用松動(dòng)爆破，敏感爆區(qū)采用預(yù)留巖墻深孔控制爆破，一年內(nèi)成功爆破硬質(zhì)砂巖320萬m3，采用的爆破方法得當(dāng)，本項(xiàng)目的成功實(shí)施為今后同類條件下的爆破施工提供了良好的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

3)爆破過程中采用的對(duì)爆破振動(dòng)、爆破飛石和爆破滾石的防護(hù)措施起到了良好的防護(hù)作用，未出現(xiàn)任何影響列車運(yùn)營安全的事故，受到了業(yè)主的一致好評(píng)。

［1］中鐵十二局集團(tuán)渝利鐵路項(xiàng)目經(jīng)理部．重慶北站站場平整石方爆破施工方案與組織設(shè)計(jì)［R］．重慶:中鐵十二局集團(tuán)渝利鐵路項(xiàng)目經(jīng)理部，2010．

［2］王旭光．爆破手冊［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2010．

［3］張志毅，楊年華，劉慧，等．深圳蛇口工業(yè)區(qū)復(fù)雜環(huán)境大量石方爆破的安全控制技術(shù)［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2006:100-108．

［4］高文學(xué)，劉運(yùn)通．露天爆破技術(shù)［C］//熊代余，顧毅成．巖石爆破理論與技術(shù)新進(jìn)展．北京:冶金工業(yè)出版社，2002:78-80．

［5］于亞倫．工程爆破理論與技術(shù)［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2004:261-262．

TD235．37

B

10．3969/j．issn．1003-1995．2013．09．29

1003-1995(2013)09-0091-03

2013-02-15;

2013-06-20

李峰(1981— )，男，山西五臺(tái)人，工程師。

(責(zé)任審編 王 紅)