劉國亮

(山西路橋第二工程有限公司，山西臨汾 041000)

根據(jù)吉河高速ZB1合同段LJ12分部石質(zhì)路塹開挖施工情況，不斷摸索和總結(jié)出石質(zhì)路塹邊坡光面爆破技術(shù)。我標(biāo)段共有挖石方3 800 000 m3，最大挖深高度為110 m，該段路基10%為軟石，90%為次堅石地質(zhì)。根據(jù)現(xiàn)場觀察，該堅石節(jié)理發(fā)育較亂，又夾有部分砂巖，開挖采用光面預(yù)裂爆破進(jìn)行開挖。該段石質(zhì)路塹開挖被總監(jiān)辦樹為標(biāo)準(zhǔn)化施工示范點，同時在項目現(xiàn)場進(jìn)行首件工程公示，制定石質(zhì)路塹開挖作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為整個吉河高速石質(zhì)路塹開挖施工質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)。

1 工藝流程

石質(zhì)路塹邊坡施工工藝見圖1。

圖1 工藝流程圖

2 操作要點

2.1 布孔鉆眼

布孔要堅持大孔距小排距原則，并與設(shè)計最小抵抗線成正比?？蓡闻叛?，也可多排眼布孔?？孜辉O(shè)計參數(shù)表如表1所示，邊坡孔位布置圖見圖2。采用90 mm鉆孔為:

孔距a=D/n(D為炮眼直徑，n=6～10，巖石堅硬取大值);

排距 b=(0.8～0.9)×D ×KS(KS取25～45)。

表1 孔位設(shè)計參數(shù)表

光面層厚(光爆孔抵抗線):W=a/m(m=0.5 ～1.0，軟巖為0.5 ～0.8、硬巖0.8 ～1.0)。

炮孔長度 L及超深 h:L=H/sinα+h;h為超挖深度，取 H(0.05 ～0.1)，H 為臺階高度。

超挖深度的作用是為了降低裝藥中心有利于底盤的阻力，使爆出的底板比較平整。

根據(jù)巖石性質(zhì)變化，隨時調(diào)整孔距和排距。

圖2 邊坡孔位布置圖

2.2 裝藥指數(shù)

根據(jù)最小抵抗線計算裝藥量，炸藥爆炸是球面等量向外擴張。爆轟波只沿著最小抵抗線方向釋放，因此裝藥量要根據(jù)最小抵抗線準(zhǔn)確計算。裝藥數(shù)量參數(shù)表見表2。裝藥密度 Q=1/4 000πd2(ρ0/m2)。其中，ρ0為炸藥密度，g/cm3;m 為不耦合裝藥系數(shù)，為炮眼直徑與裝藥直徑的比值。炮孔堵塞長度:Ld=20D～25D;q為單位體積耗藥量，kg/m3，路塹上部取 0.25 ～0.32，下部取0.3～0.39。根據(jù)爆破巖石層理結(jié)構(gòu)，隨時調(diào)整裝藥指數(shù)。

表2 裝藥數(shù)量參數(shù)表

2.3 裝藥結(jié)構(gòu)

露天深孔臺階爆破中，常用的裝藥結(jié)構(gòu)有:1)連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu);2)分段裝藥結(jié)構(gòu);3)孔底間隔裝藥結(jié)構(gòu);4)混合裝藥結(jié)構(gòu)。根據(jù)巖體性質(zhì)90 mm孔采用孔底間隔裝藥結(jié)構(gòu)。裝藥結(jié)構(gòu):采用間隔一定距離的藥串結(jié)構(gòu)，即縱向空氣間隔裝藥。在孔口2 m左右不裝藥，進(jìn)行堵塞。堵塞段以下1 m～2 m處線裝藥密度為設(shè)計的1/2。藥卷參數(shù)見表3，邊坡光爆裝藥及起爆示意圖見圖3。

表3 藥卷參數(shù)表

圖3 邊坡光爆裝藥及起爆示意圖

孔底間隔裝藥結(jié)構(gòu)特點:1)提高了炮孔內(nèi)藥面高度，減少了孔口部位爆后大塊度;2)降低了爆炸沖擊波的峰值壓力，減少了炮孔周圍巖石的過粉碎;3)巖石受到空氣沖擊波的作用后，還受到爆破氣體所形成的壓力波和來自孔底的反射波作用，當(dāng)這種二次應(yīng)力波的壓力波超過巖石的極限破裂強度時，巖石的微裂隙將得到進(jìn)一步的擴展;4)延長了應(yīng)力波在炮孔內(nèi)的作用時間，沖擊波作用于孔底后，又返回到空氣間隔中，進(jìn)行多次沖擊作用，使應(yīng)力場得到增強，也延長了應(yīng)力波在巖石中作用時間的3倍～5倍，可使爆轟波在孔內(nèi)充分利用，既節(jié)約了炸藥，又提高了爆破功效。

3 注意事項

1)采用人工裝藥，上部用炮泥進(jìn)行堵塞，堵塞長度按(0.75～1.0)W進(jìn)行控制，如炮孔有水無法吹干時，采用防水炸藥或其他防水措施。2)鉆眼前需要對邊坡巖層的產(chǎn)狀、地形和周圍的環(huán)境進(jìn)行詳盡的調(diào)查，并進(jìn)行必要的試驗，確保方案的可行性。3)對臺階面邊沿的炮孔，最小抵抗線不得小于鉆爆設(shè)計規(guī)定的值，以防最小抵抗線方向出現(xiàn)飛石，炮眼深度不能小于抵抗線。選擇炮眼位置時，避免穿過巖石的層理與裂縫，以免起爆時氣體沿縫隙漏出。4)裝藥時，定量定位，防止卡孔;回填堵塞材料選取有一定濕度的黏土，為防止卡孔，可分多次回填，邊回填邊用木制炮棍搗實，禁止使用鐵棍搗固。5)對地形的斜坡或平地，有計劃地進(jìn)行改造，使前次爆破為后次爆破創(chuàng)造兩個或多個臨空面。

4 質(zhì)量控制措施

1)路塹開挖邊坡允許偏差和檢驗指標(biāo)見表4。

表4 路塹開挖邊坡允許偏差和檢驗指標(biāo)

2)路塹邊坡不得有松石，路基邊線直順，曲線圓滑。

3)坡面應(yīng)平整且穩(wěn)定無隱患，中硬質(zhì)巖石邊坡不平整處最大間隙不應(yīng)超過15 cm。檢驗數(shù)量:沿線路縱向每100 m檢驗5處。

4)高邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性監(jiān)測，在地質(zhì)變化段采用爆破開挖時，嚴(yán)格控制爆破用藥量。