龔 磊，楊 烜

(1.江西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院;2.江西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院)

1 爆破施工工藝

1.1 爆破器材

主爆藥采用爆炸性能、抗水性能、安全性能較好及環(huán)境污染小的膨化炸藥或乳化炸藥，規(guī)格為Φ32 mm ×200 mm。周邊眼采用相同性能的直徑Φ32 mm 的藥卷。裝藥結(jié)構(gòu)用竹片綁扎，導(dǎo)爆管傳爆，進(jìn)行間隔裝藥，根據(jù)圍巖情況，可對(duì)間隔距離和藥量進(jìn)行調(diào)整。

起爆材料采用1－15 段的非電毫秒雷管起爆，電雷管引爆，其中火雷管作為網(wǎng)絡(luò)起爆用。

1.2 鉆爆設(shè)計(jì)參數(shù)要求

光面爆破的主要參數(shù):周邊眼間距、光面爆破層厚度、周邊眼密集系數(shù)、周邊眼線裝藥密度等。適當(dāng)加密周邊眼。一般取E=(8 ～18)d，E 為孔距;d 為炮眼直徑。

合理確定光面爆破層厚度。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，一般取K =E/W=0.8 左右，E=50 ～90 cm(根據(jù)不同圍巖類別)，能達(dá)到最佳光爆效果。

合理確定用藥量。由于周邊眼的裝藥量是光面爆破的重要參數(shù)，施工中根據(jù)孔距、光面爆破層厚度、石質(zhì)、爆破效果及炸藥種類等綜合考慮確定用藥量。周邊眼采用小直徑藥卷不偶合裝藥，同時(shí)起爆。

整個(gè)爆破施工中，采取劃區(qū)定人、定位、定眼數(shù)、定時(shí)間的崗位責(zé)任制，既有利于操作人員熟悉自己所擔(dān)負(fù)的炮眼位置、深度、角度、雷管段位、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)等工作，提高施爆效率，也可避免忙亂和相互干擾。按工序不同進(jìn)行分類管理，可以大大提高施工效率。

(1)爆破作業(yè)工序流程圖。

畫線、標(biāo)炮孔→鉆孔→裝藥→聯(lián)線→起爆→檢查效果

(2)布孔情況。

為了保證炮孔的布孔質(zhì)量，每槽炮由分部測(cè)量組使用全站儀精確按設(shè)計(jì)圖布設(shè)所有炮眼，布孔質(zhì)量要求誤差不得大于2 cm。

(3)鉆孔質(zhì)量。

為了保證光面爆破的鉆孔質(zhì)量，是獲得隧道平整、規(guī)則開挖輪廓的基本條件。特別是對(duì)周邊光爆孔，更應(yīng)認(rèn)真鉆鑿。嚴(yán)格按照鉆爆設(shè)計(jì)要求進(jìn)行作業(yè)，對(duì)鉆孔質(zhì)量認(rèn)真進(jìn)行檢查驗(yàn)收，對(duì)不合格的眼孔根據(jù)具體情況采取重鉆，調(diào)整裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)等措施處理。盡可能保證光面爆破效果。

(4)裝藥及起爆。

裝藥前對(duì)所有炮孔進(jìn)行驗(yàn)收，檢查炮眼位置和深度是否符合設(shè)計(jì)要求，并用風(fēng)壓進(jìn)行清洗。裝藥時(shí)在領(lǐng)工員的監(jiān)控下嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)真裝填，切不可錯(cuò)裝雷管段位。

2 爆破方案設(shè)計(jì)

2.1 隧道洞口爆破施工方法

(1)施工總體方案

由于隧道工程洞口臨近既有鄉(xiāng)村道路及居民，必須確保行人安全，根據(jù)本標(biāo)段隧道工程洞口明洞開挖的特點(diǎn)，特制定以下施工方案:

①隧道洞口明洞石方控制爆破方案:在隧道洞口處橫向超短臺(tái)階分層拉槽控制爆破，再橫向臺(tái)階控制爆破開挖作業(yè)。

②爆破安全防護(hù)方案:爆破施工前在隧道洞口處垂直線路方向搭設(shè)雙層鋼管排架進(jìn)行防護(hù)，排架離洞口距離約6 m。在原地面上打不淺于2 m 的孔(潛入巖層不少于0.5 m)，底排立桿鋼管插入孔中，用水泥砂漿錨固。排架頂部與中部設(shè)φ16 鋼絲繩斜拉固定，排架地錨采用φ20 錨桿錨固在隧道洞口頂面的原地面上，錨固深度不小于1.0 m，排架上滿鋪竹夾板隔離封閉爆破山體，形成全封閉防護(hù)體系。

③爆破期間封鎖既有公路，與工程施工管轄的路政、交警部門等單位簽定安全協(xié)議，每次封鎖時(shí)間為15 min。

④對(duì)于較軟弱巖層輔以破碎沖擊器和手持式破碎機(jī)進(jìn)行破碎的施工方法。

⑤對(duì)于明洞坡頂少量土方采用挖掘機(jī)開挖的方式，采用臺(tái)階法開挖，先開挖靠近邊坡線一側(cè)，待開挖至下一臺(tái)階時(shí)，開挖土質(zhì)邊坡處及時(shí)進(jìn)行邊坡的臨時(shí)防護(hù)或及時(shí)施工永久性邊坡防護(hù)，以防止下雨對(duì)土質(zhì)邊坡進(jìn)行沖刷產(chǎn)生塌方現(xiàn)象。

⑥該明洞爆破施工前，提前挖臨時(shí)土溝，將流水引入坡頂以外，保證坡頂天溝的排水暢通。

(2)隧道洞口開挖爆破施工具體要求。

爆破時(shí)巖石只許松動(dòng)不允許飛散，只許開裂絕不允許滑塌，更不能坍塌，以免滾石炸傷人員;爆破后的巖石一定要破碎，其塊度要適合機(jī)械挖裝運(yùn);爆破后要滿足洞口邊坡的平順整齊和常期穩(wěn)定;施工中確保各埋入和裸露線路以及當(dāng)?shù)鼐用窈头课莸陌踩?/p>

(3)隧道洞口爆破施工過程防護(hù)方案。

①覆蓋。

為以防萬一，在加強(qiáng)排架防護(hù)的基礎(chǔ)上，對(duì)爆破體表面覆蓋一層炮被，上壓一層土袋。炮被覆蓋方法:在洞口邊坡頂設(shè)鋼絲繩，把炮被一塊一塊的掛上，并用鐵絲綁扎牢固，炮被之間搭接長(zhǎng)度不小于20 cm，用鐵絲相連。

②隧道進(jìn)口洞口開挖爆破應(yīng)設(shè)置排架防護(hù)。

首先，在洞口邊修筑一條便道，再在便道上設(shè)置排架基礎(chǔ)。具體排架搭設(shè)方法如后附圖。

爆破介質(zhì)覆蓋三層膠簾，各張膠簾的搭接長(zhǎng)度不小于20 cm，在膠帶上加蓋尼龍網(wǎng)，再在尼龍網(wǎng)上壓沙袋，增加覆蓋物和重量，更好地緩沖起爆時(shí)的沖擊。

防止飛石到洞口前的公路及當(dāng)?shù)胤课萆?排架上布滿竹夾板，這樣就可以避免爆破時(shí)可能出現(xiàn)的飛濺物傷害房屋及人身安全，損壞公路。

③在定點(diǎn)爆破前半小時(shí)裝完藥，連好起爆網(wǎng)路，派出安全警戒員到指定位置(公路及危險(xiǎn)區(qū)的邊界)防護(hù)。

⑤安全檢查。

露天淺孔爆破，爆破后應(yīng)超過5 min，方準(zhǔn)許檢查人員進(jìn)入爆破作業(yè)地點(diǎn);如不能確認(rèn)有無盲炮，應(yīng)經(jīng)15 min 后才能進(jìn)入爆破區(qū)域檢查。爆破過后，按以上規(guī)定時(shí)間，爆破檢查人員進(jìn)入爆破區(qū)，檢查有無盲炮和有無危坡危石，洞口工程爆破時(shí)應(yīng)檢查防護(hù)排架的穩(wěn)定情況等。經(jīng)確認(rèn)無危險(xiǎn)后，由施工負(fù)責(zé)人通知防護(hù)人員解除警戒，疏散人員，開通公路，恢復(fù)正常次序。

2.2 隧道洞內(nèi)爆破施工方案設(shè)計(jì)

(1)爆破器材。

主爆藥采用爆炸性能、抗水性能、安全性能較好及環(huán)境污染小的2 號(hào)巖石乳化炸藥，規(guī)格為Φ32 mm×200 mm。周邊眼采用相同性能的直徑Φ32 mm 的藥卷。裝藥結(jié)構(gòu)用竹片綁扎，導(dǎo)爆索傳爆，進(jìn)行間隔裝藥，根據(jù)圍巖情況，可對(duì)間隔距離和藥量進(jìn)行調(diào)整。

起爆材料采用1－15 段的非電毫秒雷管起爆，塑料導(dǎo)爆管引爆，其中火雷管作為網(wǎng)絡(luò)起爆用。

(2)鉆爆設(shè)計(jì)參數(shù)要求。

光面爆破的主要參數(shù):周邊眼間距、光面爆破層厚度、周邊眼密集系數(shù)、周邊眼線裝藥密度等。適當(dāng)加密周邊眼。一般取E=(8 ～18)d，E 為孔距，d 為炮眼直徑。

合理確定光面爆破層厚度。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，一般取K =E/W=0.8 左右，E=50 ～90 cm(根據(jù)不同圍巖類別)，能達(dá)到最佳光爆效果。

合理確定用藥量。由于周邊眼的裝藥量是光面爆破的重要參數(shù)，施工中根據(jù)孔距、光面爆破層厚度、石質(zhì)、爆破效果及炸藥種類等綜合考慮確定用藥量。周邊眼采用小直徑藥卷不偶合裝藥，同時(shí)起爆。

(3)整個(gè)爆破施工中，采取劃區(qū)定人、定位、定眼數(shù)、定時(shí)間的崗位責(zé)任制，既有利于操作人員熟悉自己所擔(dān)負(fù)的炮眼位置、深度、角度、雷管段位、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)等工作，提高施爆效率，也可避免忙亂和相互干擾。按工序不同進(jìn)行分類管理，大大提高了施工效率。

①爆破作業(yè)工序流程圖。

畫線、標(biāo)炮孔→鉆孔→裝藥→聯(lián)線→起爆→檢查效果②布孔情況。

為了保證炮孔的布孔質(zhì)量，每槽炮由隊(duì)測(cè)量組使用全站儀精確按設(shè)計(jì)圖布設(shè)所有炮眼，布孔質(zhì)量要求誤差不得大于2 cm。

③鉆孔質(zhì)量。

為了保證光面爆破的鉆孔質(zhì)量，是獲得隧道平整、規(guī)則開挖輪廓的基本條件。特別是對(duì)周邊光爆孔，更應(yīng)認(rèn)真鉆鑿。嚴(yán)格按照鉆爆設(shè)計(jì)要求進(jìn)行作業(yè)，對(duì)鉆孔質(zhì)量認(rèn)真進(jìn)行檢查驗(yàn)收，對(duì)不合格的眼孔根據(jù)具體情況采取重鉆，調(diào)整裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)等措施處理。盡可能保證光面爆破效果。

④裝藥及起爆。

裝藥前對(duì)所有炮孔進(jìn)行驗(yàn)收，檢查炮眼位置和深度是否符合設(shè)計(jì)要求，并用風(fēng)壓進(jìn)行清洗。裝藥時(shí)在領(lǐng)工員的監(jiān)控下嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)真裝填，切不可錯(cuò)裝雷管段位。

(4)最大一段允許用藥量的確定。

據(jù)有關(guān)資料介紹，抗拉強(qiáng)度3.2 MPa，彈性模量1.86 ×104MPa 的混凝土襯砌，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的破壞極限值為80 cm/s，根據(jù)工程類比法以及理論計(jì)算，隧道允許振動(dòng)速度為5 cm/s 是偏于安全的考慮。掏槽爆破的地震動(dòng)強(qiáng)度比其它部位炮眼爆破時(shí)的地震強(qiáng)度都要大，一般由類似工程條件的工點(diǎn)實(shí)際測(cè)得爆破振動(dòng)速度衰減規(guī)律公式計(jì)算得到。

計(jì)算式(1):

式中:Qm為最大一段允許用藥量，kg;Vkp為振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn);R 為掏槽爆源中心到直墻面的距離，m;K 為與爆破技術(shù)、地震波傳播途徑介質(zhì)得性質(zhì)有關(guān)得系數(shù);α 為爆破振動(dòng)衰減指數(shù)。

這里:R=25 m;Vkp=5 cm/s;K=370.52;α=2.11

計(jì)算可得:Qm=11.5 kg

經(jīng)過計(jì)算:Q單段最大值=0.55 ×9 =4.95 kg ＜11.5 kg，故滿足要求。

(5)掏槽的設(shè)計(jì)。

直眼掏槽，掏槽眼深度為1.5 m，空眼直徑42 mm，裝藥眼直徑42 mm，藥卷φ32 連續(xù)裝藥，堵塞長(zhǎng)度:0.2 m。(如圖1)。

單孔裝藥量:

q=K×E×W×L×λ = 1.4×0.5×0.6×1.5×2 =1.20 kg

圖1 掏槽設(shè)計(jì)圖

(6)周邊眼的設(shè)計(jì)。

周邊眼進(jìn)尺1.3 m

不耦合系數(shù)D 的選擇:D=42/32 =1.31

周邊眼間距:E=(8－12)d=12 ×42 =0.5 m，取(0.5 m±0.2 m)左右都可以

抵抗線:W=(1.0－1.5)E=1.3 ×0.5 =0.65 m

藥卷φ25 間隔裝藥

單孔裝藥量:，堵塞長(zhǎng)度:0.4 m

(7)掘進(jìn)眼的設(shè)計(jì)。

掘進(jìn)眼進(jìn)尺1.3 m

單孔裝藥量:q=K ×α ×W ×L ×λ =1.4 ×0.5 ×0.6 ×1.3 ×1 =0.55 kg

φ32 連續(xù)裝藥，堵塞長(zhǎng)度0.3 m

根據(jù)炮孔所處位置的設(shè)計(jì)藥量，采用相同藥卷直徑進(jìn)行裝藥，φ32 mm 直徑藥卷炸藥主要用于掏槽和底板炮孔，以及掘進(jìn)炮孔裝藥。周邊炮孔采用低爆速、低猛度直徑φ32 mm的炸藥，不耦合裝藥，用竹片、傳爆線將小直徑藥卷間隔綁扎的裝藥結(jié)構(gòu)。要求每個(gè)裝藥炮孔口必須進(jìn)行堵塞。

(8)注意事項(xiàng)。

①將一次爆破的所有炮孔分成教多段按順序起爆，段數(shù)越多，單段爆破最大藥量越少，爆破最大振速將會(huì)明顯降低。

②在選擇雷管段數(shù)時(shí)，應(yīng)加大相臨段的段位差，在段位排列方便的情況下，應(yīng)盡可能考慮掏槽區(qū)段位排列雷管。

③采用空孔直眼掏槽爆破方案，應(yīng)增加空孔數(shù)量或增大空孔直徑，以加大臨空面。

2.3 試爆

在正式爆破前進(jìn)行試爆，試爆點(diǎn)選在遠(yuǎn)離居民處，選用相似巖層類別設(shè)3 ～5 個(gè)試爆炮孔，按爆破設(shè)計(jì)選擇的孔網(wǎng)參數(shù)和單位耗藥量進(jìn)行試爆，然后分析試爆效果，及時(shí)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，以此為依據(jù)調(diào)整到最佳效果后方可進(jìn)行正式爆破。

［1］劉殿中，楊仕春.工程爆破實(shí)用手冊(cè)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2003.

［2］楊林德.公路施工手冊(cè)［M］.北京:人民交通出版社，2011.