孫建國

二級加壓泵站道路邊坡石方爆破技術應用研究

孫建國

（中國水電建設集團十五工程局第三工程公司 陜西咸陽 712000）

道路石方爆破不僅要破碎巖體，而且還要控制邊坡的成型。在總結多邊界石方爆破理論及其體系、深孔爆破、預裂爆破、光面爆破等技術的基礎上，進行了潛孔鉆造爆破技術應用研究。采用電雷管起爆，微差毫秒管雷管連接爆破網絡起爆技術，有效控制了爆破振動對道路邊坡穩(wěn)定性的影響，同時爆破效果得到有效改善。

加壓泵站；道路邊坡；石方爆破；技術應用研究

1 工程概況

二級站道路為主要建筑物二級加壓泵站與外界聯(lián)系永久路，起點接現(xiàn)有地方道路洛川火車站鄉(xiāng)道柏油路與盧家河村鄉(xiāng)間土路交接處，設計高程846.8；終點接二級加壓泵站管理站處道路，設計高程856.6，線路全長1.285km。漫水橋為二級站道路自1+088至1+285段需要開挖山體。設計巖石邊坡坡比為1：0.5，土質邊坡開挖坡比1：0.75，每6m高為一級邊坡，每級邊坡設置2m寬馬道。

2 爆破設計

炮孔采用潛孔鉆造孔，成孔直徑90mm，炸藥藥卷直徑32mm，采用電雷管起爆，微差毫秒管雷管連接爆破網絡，每級邊坡開挖裝藥單耗控制在0.3kg/m3以內，各類孔參數如下：

2.1 主炮孔參數

主炮孔間排距2.5m×3m，正方形布置，成孔角度與預裂孔一致（63.435°），按照設計要求每一臺階高度為6m，造孔深度6.7m。

主炮孔裝藥采用連續(xù)不耦合裝藥，將直徑32mm藥卷每4個捆扎在一起，裝藥長度3.5m，單孔裝藥量13.6kg，封孔長度2.5m。緊貼預裂孔的一排緩沖孔距離預裂孔1.5m，緩沖孔孔距1.8m，裝藥量與其他主炮孔相同。封孔采用細砂或粘土封孔。

2.2 預裂孔參數

預裂孔順設計邊線打斜孔，嚴格控制成孔角度（63.435°），為了抵抗圍巖的夾制作用，造孔深度6.7m；預裂孔間距1.2m。

預裂孔裝藥采用間隔不耦合裝藥，線裝藥密度250g/m，預裂孔抵抗線1.2m，預裂孔孔底裝藥增加3倍，將炸藥固定在竹片上，并將導爆索和炸藥捆綁結實，孔底裝3卷直徑32mm藥卷，向上每1m裝1卷直徑32mm藥卷，裝藥不耦合系數2.81，單孔裝藥量1.4kg。封孔長度2m，封孔采用細砂或粘土封孔。

2.3 連接起爆網絡

預裂孔內采用導爆索連接炸藥，孔外利用導爆索全部連接，孔內導爆索與孔外導爆索搭接不小于15cm。

起爆網絡為毫秒微差起爆網絡，使用9段毫秒管雷管，采用孔外延時，預裂孔超前主炮孔起爆時間不得小于200ms，網絡連線全部使用3段毫秒管。布置圖見圖1～4。

3 爆破施工工藝

爆破施工程序見爆破開挖工藝流程見圖5。

3.1 測量放樣

測量員根據爆破設計進行現(xiàn)場測量，測出爆破范圍及每孔的孔口高程。

3.2 布孔

施工員根據爆破設計進行現(xiàn)場布孔，布孔須標明孔號、孔深、孔向，同時向鉆孔施工人員進行技術交底。

3.3 鉆孔

（1）鉆孔之前，要開足風力，吹凈表面浮土和殘渣，然后對準孔位，調好方向，用小風量打出孔窩，再開足風量快速鉆進；

圖1 炮孔布置圖

圖2

圖3 預裂孔裝藥示意圖

圖4 主炮孔裝藥示意圖

圖5 爆破開挖工藝流程圖

（2）鉆孔深度要保持孔底高程一致，使得爆破后工作面平整；

3.4 驗孔

裝藥前，要仔細檢查孔位、孔深和方向，并做好記錄，對不符合設計要求的鉆孔要重鉆、補鉆的。無法補鉆的，要調整爆破設計和裝藥量。

3.5 裝藥

引爆藥應裝在藥柱的中間，雷管的聚能穴應向眼底，裝入藥卷后，應用竹、木棍填上部炸藥，操作必需輕填輕壓，并保護好引爆線路。

根據現(xiàn)場及巖層的特點而定。在裝藥前應用竹、木棍檢查炮眼的深度和孔的情況，如孔內積有過多的巖粉應排凈。炮眼干燥時，可將炸藥兩側劃破后放入用竹、木棍將其搗實。竹、木棍前端使用棉布等纏繞成柔性體，防止在搗實過程中損壞雷管、炸藥。

3.6 起爆網絡連接

預裂孔用導爆索連通，爆破孔內用相應段位的雷管，孔外按起爆網絡設計要求采用相應段位導爆管雷管連接，尾線長度不夠的用1段雷管加長連接。

3.7 炮孔防護

圖4～7為完整試樣和預制裂紋試樣在三點彎曲試驗中,試樣變形破裂過程微震和電荷感應信號的監(jiān)測結果。圖中的(a，b，c，d)分別為試樣變形破裂過程的時間-力曲線、位移-力曲線、時間-微震和時間-電荷感應信號曲線，(c)圖中上、中、下三圖分別為電荷傳感器1、2、3接收到的電荷感應信號，(d)圖中上、中、下三圖分別為垂向振動速度傳感器和兩水平向振動速度傳感器接收到的微震信號。

由于爆破范圍東側有鐵路穿過，除采用合理控制爆破技術，還要加強防護。主要控制飛石和防止因爆破震動而引發(fā)的滾石，必須做好防護工作，炮孔防護采用編織袋裝土或細砂覆蓋炮孔。

4 爆破振動監(jiān)測

4.1 監(jiān)測儀器

爆破振動儀器共有2套，每套配備TT型振速傳感器一臺、L20型爆破測振儀一臺、電腦一臺（內置振動數據分析軟件）。

4.2 監(jiān)測儀器布置位置

根據現(xiàn)場實際情況將一套監(jiān)測儀器布置于洛河右岸西延鐵路隧洞出口處（距爆破作業(yè)面約120m），另一套監(jiān)測儀器布置于距爆破作業(yè)面約200m的洛河左岸西延鐵路上。

4.3 爆破振動監(jiān)測的目的和意義

4.3.1 爆破振動監(jiān)測的目的

（1）通過爆破振動監(jiān)測，評價爆破施工方案和爆破參數的合理性，為控制與優(yōu)化爆破施工參數提供依據；

（2）通過爆破振動監(jiān)測，測定爆破作業(yè)對西延鐵路的振動影響程度，并根據相關規(guī)范及設計標準，對其安全性作出評估，并為控制或調整爆破參數提供依據。

4.3.2 爆破振動監(jiān)測意義

（1）爆破監(jiān)測可以不斷的完善爆破的參數，為后續(xù)開挖提供必要的指導。

（2）爆破監(jiān)測工作還能為建設單位監(jiān)督施工單位按照爆破監(jiān)測的成果進行施工起到積極的作用。

4.4 爆破振動監(jiān)測系統(tǒng)

爆破監(jiān)測系統(tǒng)框圖如圖6所示。

其中TT型速度傳感器分別測量垂直振動速度和徑向、切向水平速度，其頻響范圍5～500Hz。L20型爆破測振儀，有3個通道，內含前置放大、低通濾波、均衡調節(jié)及A/D采集卡，其容量及采集速率完全可以滿足工程爆破要求。輸入電腦的分析軟件除振速動態(tài)過程外，還可以進行各項頻譜分析及線性回歸分析。

4.5 爆破振動監(jiān)測程序

（1）按照爆破設計造孔，裝藥和聯(lián)系；

（2）如爆破網路需調整，做好記錄；

（3）爆破前合理布置測點，做好記錄；

（4）爆破監(jiān)測結果及時通知施工方，反饋指導施工，保證施工安全；

（5）爆破后，48h內提交爆破監(jiān)測簡報。

4.6 爆破振動監(jiān)測工作內容

根據爆破施工情況，結合需要重點保護的對象分析，爆破振動監(jiān)測工作內容包括：

（1）初次監(jiān)測為依據，提出合理爆破參數；

（2）爆破參數確定爆破施工方案，做好爆破設計；

（3）隨著爆破區(qū)域的逼近，不斷優(yōu)化爆破參數，確保出線樓的安全。

5 爆破警戒及信號

爆破前必需確定出危險區(qū)域邊界，并且要設置明顯的安全警示標志及在區(qū)域的邊界設置崗哨，使所有道路經常處于監(jiān)視狀態(tài)之下，每個崗哨相互之間必需通視相連，并隨時將安全狀況用信號向指揮員報告。爆破信號必需按預告信號、起爆信號、解除警戒信號三階段進行。

第一次信號發(fā)出（警報3長聲），所有與爆破無關的人員、車輛等，必需撤離危險區(qū)域外或撤到指定的安全地點；同時應向危險區(qū)域邊界派出警戒人員。

第二次信號發(fā)出（警報2長聲）后，必需經由爆破安全員王建民確認人員、車輛等已全部撤離危險區(qū)域，危險區(qū)域內無法搬動的設備己作好了安全防護措施，爆破員作好起爆準備，具備安全起爆條件時方可發(fā)出起爆信號，同時起爆。

第三次信號發(fā)出（警報1長聲），在未發(fā)出信號之前，崗哨人員必需堅守崗位，除爆破檢查人員以外，嚴禁任何人進入危險區(qū)，經檢查確認安全后，方可發(fā)出此信號。

6 質量保證措施

（1）施工前作好充分準備，每隔15m測量一橫斷面，將開挖范圍標注詳細，標明高度變化的位置。測量放線時，在高程變化的位置設立明顯的標志，開挖前進行書面技術交底。

（2）開挖過程中經常校核測量開挖平面位置、水平標高、控制樁號、水準點和邊坡坡度。分層開挖時，每層開挖前依據渠道中心樁測放開挖邊界線，以便控制斷面開口尺寸，使之符合設計要求。

（3）開挖過程中，現(xiàn)場技術員24h輪流跟班，配合工長指揮施工，及時標明高程和開挖范圍。

（4）建基面、坡面保護層開挖，根據設計邊坡進行精確放樣，選擇技術過硬、責任心強的員工操作挖掘機，現(xiàn)場技術員要隨時檢查坡度，杜絕出現(xiàn)坡面超欠挖現(xiàn)象。

（5）加強內部質量管理，建立健全質量管理體系。施工前，對現(xiàn)場生產指揮人員及施工人員進行技術交底并填寫交底記錄，明確各施工工序及相關技術要求，以做到質量事前預控。

（6）加強測量放線工作和現(xiàn)場測控工作，現(xiàn)場隨時校核測量開挖位置、水平標高、水準點等是否符合施工的要求。

7 安全保證措施

（1）制定本項目安全檢查制度，定期組織檢查，并不定期進行突擊檢查。對本項目施工中的危險源進行分類標識，制定出相應的預控應急預案。

（2）加強從業(yè)人員的安全教育，進行安全學習和培訓，提高員工安全意識；制定特種作業(yè)的安全操作規(guī)程。

（3）豎立和懸掛安全警示牌、宣傳標語，時刻提醒員工“安全第一”的意識，提高員工對安全的警覺性。

（4）現(xiàn)場設專職安全員，加強對邊坡穩(wěn)定性觀測，須采取必要的措施保證邊坡穩(wěn)定，防止出現(xiàn)滑坡等，確保人員和設備的安全。

（5）每臺機械設備班前班后必須進行檢查，必須做到現(xiàn)場交接班，當班操作人員必須向下班操作人員交代清楚機械的狀況。如發(fā)現(xiàn)設備運行出現(xiàn)異常情況，須當即停止運行，進行檢查維護，禁止帶病作業(yè)，以免發(fā)生機械事故。

（6）一旦發(fā)生交通事故、機械設備事故，現(xiàn)場人員要積極采取措施進行初步搶救，并及時向項目部緊急救援小組匯報，以取得統(tǒng)一指揮和救援。

8 結束語

結合實際爆破施工問題，二級站道路邊坡開挖爆破施工時產生的飛石可能對附近的建筑物和鐵路構成威脅。通過對工程環(huán)境的全面分析，提出采用潛孔鉆造孔的控制爆破的施工方法.通過縝密的微差爆破設計，嚴格控制裝藥量，有效地控制了巖石爆破施工，成功地完成了二級加壓站道路邊坡開挖工程。

TU751.9

A

1004-7344（2016）33-0163-02

2016-11-11

孫建國（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事水利水電施工方面的工作。