肖以杰

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司）

0 前言

工程地屬云南省昭通市鹽津縣中和鎮(zhèn)境內(nèi)，石方開(kāi)炸工程量集中，工程量大，垂直最大開(kāi)挖深度50余米。地面橫坡陡峭，右下側(cè)為上清河一級(jí)電站大壩及導(dǎo)流明渠，主要設(shè)施處于K82+320～K82+380右坡角處。路線右側(cè)60 m有10 kV高壓線和移動(dòng)通訊電纜通過(guò)。如何避免附近民用結(jié)構(gòu)物受到土石方開(kāi)挖影響及保證便道通行成為該段施工的關(guān)鍵。對(duì)該段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察、測(cè)量，為保證施工的安全及施工進(jìn)度，該段必須采取嚴(yán)格的控制爆破及防護(hù)措施。

1 高速公路土石方開(kāi)挖爆破方案的比較和確定

1.1 初步擬定方案

1.1.1 方案1：采用兩級(jí)防護(hù)及剝離爆破方法

一級(jí)：在路基邊沿右側(cè)設(shè)立鋼軌排架防護(hù)阻擋滾石；二級(jí)：電站站房及引水渠采用圓木覆蓋，防止?jié)L石砸壞被保護(hù)物；對(duì)石方開(kāi)挖采用手風(fēng)鉆鉆孔，小爆破由右及左方向逐層爆破開(kāi)挖，逐步向邊坡推進(jìn)。

1.1.2 方案2：采用三級(jí)防護(hù)，淺孔小臺(tái)階爆破

用方案1中提到的防護(hù)方法對(duì)保護(hù)物進(jìn)行防護(hù)，同時(shí)沿開(kāi)炸石方地面線加設(shè)鋼管排架覆蓋，由坡底至坡頂全防護(hù)，阻止?jié)L石向下沖擊路基右側(cè)的兩級(jí)防護(hù)。

利用從上至下開(kāi)挖方式，采用手風(fēng)鉆鉆孔，利用淺孔密炮方式進(jìn)行爆破。

以上方案重點(diǎn)提出對(duì)專用便道的保通問(wèn)題，時(shí)間必須2 d施工2 d通行，通行只能在鉆孔的時(shí)間內(nèi)。

1.1.3 方案3：采用三級(jí)防護(hù)深孔掏槽爆破

用方案2的防護(hù)方法；采用淺孔臺(tái)階爆破創(chuàng)造大于7 m的工作平臺(tái)，利用液壓鉆或潛孔鉆鉆孔，采取毫秒微差爆破方法，由上至下逐層開(kāi)挖。

1.2 三種方案的比較與選擇

從前期施工情況看，采用兩級(jí)防護(hù)對(duì)于底層開(kāi)挖有效，但靠左側(cè)邊坡將越來(lái)越高，滾石的勢(shì)能增大，原來(lái)的兩級(jí)防護(hù)將不能有效阻止?jié)L石對(duì)被保護(hù)物的損壞。采用三級(jí)防護(hù)后，將能大大削弱滾石的勢(shì)能。方案2采用淺孔臺(tái)階爆破，每天完成的工作量極少，安全雖可以有保障，但施工進(jìn)度緩慢，工期將無(wú)法保證。采用方案3能保證安全和進(jìn)度，但由于只有一個(gè)工作面，鉆機(jī)浪費(fèi)太大，工程成本較高。

2 土石方開(kāi)挖爆破防護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 一級(jí)防護(hù)

利用Φ120 cm以上圓木對(duì)引水渠和站房側(cè)面進(jìn)行覆蓋和遮擋，防止被飛石和滾石砸損。圓木架排在被保護(hù)物上方，利用抓釘和8#鐵絲加固連接。

（1）引水渠防護(hù)（見(jiàn)圖1）

圖1 引水渠防護(hù)

（2）站房防護(hù)（見(jiàn)圖2）

圖2 站房防護(hù)

（3）引水隧道口防護(hù)（見(jiàn)圖3）

圖3 引水隧道口防護(hù)

2.2 二級(jí)防護(hù)

沿路基右邊沿按3 m間隔架立鋼軌，從K82+320～K82+380 m，總計(jì)60 m，加設(shè)圓木（直徑大于12 cm）攔阻滾石，圓木用鐵絲固定在鋼軌內(nèi)側(cè)。

2.3 三級(jí)防護(hù)

沿開(kāi)挖地面線，架立鋼管排架，在巖體上用手風(fēng)鉆鉆1.5m深的孔，灌注10#砂漿，打入Φ18螺紋鋼筋，外部螺紋鋼筋應(yīng)作大于10 cm垂直彎起，鋼管固定在螺紋鋼筋垂直彎起上，排架采取豎向間距1 m，縱向間距1.5 m架設(shè)，然后在排架內(nèi)側(cè)加設(shè)竹跳板，竹跳板用Φ8鐵絲固定在鋼管排架上。

3 爆破設(shè)計(jì)

3.1 地震波控制及單響最大藥量

由于水渠、引水隧道、站房、大壩均屬鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地震波依據(jù)中華人民共和國(guó)《爆破安全規(guī)程》（GB6722－2003）的質(zhì)點(diǎn)最大允許速度（cm/s）控制，以最保守方式取5 cm/s。

其中：Q為最大單響藥量，kg；R為爆破點(diǎn)至被保護(hù)物的最小距離，m；V為質(zhì)點(diǎn)最大允許速度，取5 cm/s；K、α為巖性地質(zhì)參數(shù)，本路段以保守取法K取250，α取1.8。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，最近的被保護(hù)物離爆破點(diǎn)最小距離為19.4 m，按 20 m 計(jì)算，Q=160 kg。

3.2 深孔布置及裝藥

（1）淺孔處理臺(tái)階按常規(guī)施工方法，裝藥不能超過(guò)孔深1/2，嚴(yán)格控制飛石。

（2）從上邊坡設(shè)計(jì)線往右側(cè)，用手風(fēng)鉆鉆孔開(kāi)辟大于7m的工作平臺(tái)后進(jìn)行深孔布孔，沿邊坡按設(shè)計(jì)坡比鉆斜孔，其它鉆直孔，每孔孔深控制在10m，孔間距4m，排距3m。

（3）裝藥以堵塞大于3.5 m為宜，以控制飛石產(chǎn)生，外側(cè)孔堵塞按L1=b+H/i，進(jìn)行控制，其中H=3.5 m，i為實(shí)際地形坡比。

（4）裝藥結(jié)構(gòu)。L1是堵塞長(zhǎng)度，L1≥3.5 m，L2是裝藥長(zhǎng)度。

（5）起爆網(wǎng)絡(luò)。采用孔內(nèi)高段位，孔外低段位，用孔外毫秒微差控制地震波，以單孔10 m計(jì)，每孔L2=L－L1=10－3.5=6.5 m，用散裝銨銻油或乳化炸藥，按常規(guī)經(jīng)驗(yàn)：6 kg/m，即單孔藥量 q=6.5×6=39 kg，以最大單響藥量160 kg計(jì)算，160/39=4.1，即最多4個(gè)孔為一單響起爆。

（6）孔網(wǎng)設(shè)計(jì)?？變?nèi)采用10段非電雷管作起爆雷管，孔外利用1段非電串聯(lián)，3段和5段進(jìn)行毫秒微差，見(jiàn)圖4。

圖4 孔網(wǎng)設(shè)計(jì)

（7）外側(cè)剩余石方處理在每次深孔爆破完成后，極可能留下外側(cè)三角形根坎，采用手風(fēng)鉆弱爆破處理，創(chuàng)造下一個(gè)工作平臺(tái)。

4 特殊情況的應(yīng)對(duì)措施

4.1 不良地質(zhì)情況處理

本工程卡斯特地形溶洞較多，給爆破裝藥帶來(lái)許多麻煩，為此裝藥時(shí)遇到溶洞或夾縫可采取以下方式處理，見(jiàn)圖5。

圖5

在溶洞底部裝藥后，加入用10段和1段聯(lián)接的起爆雷管，其中1段作為起爆雷管應(yīng)置入溶洞下方的炸藥內(nèi)。溶洞上方孔可以加水泥口袋、草或堵塞紙袋封閉后堵塞50 cm左右，再裝炸藥至堵塞L1長(zhǎng)度位置，裝10段起爆雷管，然后堵塞，炮孔引出將有兩發(fā)或多發(fā)10段雷管，全部捆綁在孔外的聯(lián)接雷管上，進(jìn)入孔外孔網(wǎng)實(shí)施爆破。若有多個(gè)溶洞或裂縫用此方法類推解決。

4.2 鉆機(jī)選擇

按本工程地質(zhì)情況，臺(tái)階處理以開(kāi)山牌手風(fēng)鉆鉆孔，鉆孔直徑Φ40，深孔宜采用液壓鉆機(jī)鉆Φ90孔，控制延米6 kg炸藥?？晒┻x擇的鉆機(jī)有英格索蘭、湯普諾克和阿特拉斯鉆機(jī)，該幾種機(jī)型鉆孔速度快且較穩(wěn)定。

4.3 爆破出渣

（1）本工程采用縱向開(kāi)挖，頂部開(kāi)炸后，石渣用挖掘機(jī)縱向翻倒的方法，盡快創(chuàng)造下一個(gè)工作平臺(tái)。

（2）以本工程開(kāi)炸長(zhǎng)度，進(jìn)入到第三個(gè)臺(tái)階時(shí)，即下挖20 m時(shí)，可用松渣修便道供運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸。

5 安全注意事項(xiàng)

（1）爆破按照《爆破安全規(guī)程》有關(guān)要求，警戒距離在250 m以上，電雷管起爆。爆破后，安全員和炮工必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，安排清理懸石，確保安全后方能進(jìn)入下一道工序施工。應(yīng)經(jīng)常檢查防護(hù)狀況，有松動(dòng)或破壞時(shí)應(yīng)及時(shí)加固處理。

（2）個(gè)別飛石安全距離的確定。以保護(hù)物所在地質(zhì)點(diǎn)峰值振動(dòng)速度作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。

V=K（Q1/3/R）α

式中：V為地面質(zhì)點(diǎn)的峰值振動(dòng)速度，cm/s；R為觀測(cè)點(diǎn)到爆源中心的距離，m；Q為炸藥量，kg；K、α是與爆破條件、巖石特性有關(guān)的系數(shù)

Rf=20n2wkf

式中：Rf為個(gè)別飛散物對(duì)人員的安全允許距離，m；n為最大藥包的爆破作用指數(shù)；w為最大藥包的最小抵抗線，m；kf為安全系數(shù)。

［1］何漢鵬.城市地基石方工程控制爆破［J］.探礦工程（巖土鉆掘工程），1989，（4）.

［2］蔡路軍，馬建軍，葉洲元.高陡邊坡控爆減震技術(shù)的探討［A］.湖北省爆破學(xué)會(huì)第六屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集［C］.2001.

［3］劉高飛，李向國(guó).電氣化復(fù)線高路塹拓寬安全快速石方控爆技術(shù)［A］.第九屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅲ卷［C］.2000.