高杰

（中鐵十七局集團(tuán)第一工程有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

如今，隨著高速公路線路的不斷延長(zhǎng)，正向山區(qū)等地形地勢(shì)、地質(zhì)條件較為復(fù)雜的地區(qū)發(fā)展。為了達(dá)到施工要求，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量與工期目標(biāo)，在路基施工過程中，往往要采用石方爆破的方法。而對(duì)于爆破施工而言，它是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)、高難度的復(fù)雜工作，要注意很多因素，除了要保證爆破施工的效果，還要做好安全防護(hù)，以免發(fā)生不必要的意外。這就決定了控制爆破技術(shù)在其中的重要作用和意義。基于此，本文圍繞南昌至上栗高速公路工程實(shí)際情況，對(duì)控制爆破施工技術(shù)具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 工程概況

南昌至上栗高速公路東接南昌西外環(huán)、西連上栗至萍鄉(xiāng)高速公路與湖南瀏陽對(duì)接，是江西鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)與長(zhǎng)株潭城市群之間的又一快速通道，是江西、湖南兩省省會(huì)城市最便捷通道，是溝通南昌、宜春、萍鄉(xiāng)的一條橫向地方加密線，也是江西省高速公路網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。路線位于南昌市、宜春市及萍鄉(xiāng)市境內(nèi)，總體呈東西走向，路線全長(zhǎng)約223.09 km。

2 高速公路路基土石方控制爆破施工難點(diǎn)

2.1 風(fēng)險(xiǎn)高、施工難度大

由于邊坡較為陡峭，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員行走困難，給人員及機(jī)械設(shè)備都帶來一定安全威脅；因高速公路車流量相對(duì)較大，施工時(shí)如果有危石向路面掉落，則會(huì)造成嚴(yán)重的事故。所以，路基爆破施工具有很高的風(fēng)險(xiǎn)，需要引起相關(guān)人員的重視。

2.2 存在較多的干擾因素

在施工過程中，不僅要確認(rèn)其它公路正常通行，還不能對(duì)前方橋臺(tái)施工造成影響，并且要避免后方保存的成品梁遭到破壞。因此，路基施工會(huì)受到很多干擾因素的影響，對(duì)組織設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)管理都提出了很高的要求[1]。

2.3 工期緊張

由于施工場(chǎng)地面積不大，使存梁場(chǎng)地受到很大制約，在施工設(shè)計(jì)過程中，要求在制梁的同時(shí)進(jìn)行架設(shè)，但路塹正處于主要架梁通道，所以架梁只能在完成開挖施工以后進(jìn)行，此時(shí)的路基必須成型且足夠穩(wěn)定。若路塹沒有如期完工，則制梁場(chǎng)會(huì)由于沒有存梁的空間而面臨停工的境地，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)和施工建設(shè)。

3 爆破參數(shù)及安全距離的確定

3.1 爆破參數(shù)

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，綜合考慮外界環(huán)境與工期要求，可事先在邊線范圍上開挖減震溝，這樣可以降低爆破產(chǎn)生的震動(dòng)對(duì)周圍民房等建筑物造成的不利影響。針對(duì)主爆破施工區(qū)使用控爆技術(shù)嚴(yán)格控制爆破力度及震動(dòng)，充分利用爆破后形成的碎石對(duì)路基進(jìn)行回填，但要求填料最大粒徑不得超出30 cm。若安全距離設(shè)定為15 m，則爆破參數(shù)為：

炮孔的間距與排距分別為1.0 m和0.8 m；底盤抵抗線H為0.8 m，W為1.2 m；每體積實(shí)際耗藥量記為q，結(jié)合以往爆破控制經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)地質(zhì)與巖石條件，確定為每立方米0.30 kg；每孔裝藥經(jīng)計(jì)算等于0.28 kg。

裝藥采用空氣間隔結(jié)構(gòu)（見圖1）。當(dāng)炮孔外圍巖石在爆破作用下未破裂，同時(shí)可以阻擋氣體產(chǎn)物向外噴出，并且在巖石完全破碎的基礎(chǔ)上能促使巖塊不斷沿抵抗線的方向進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，即為堵塞最佳長(zhǎng)度，經(jīng)計(jì)算，取0.9 m。堵塞物為按3∶1∶1比例對(duì)砂、黏土和水進(jìn)行混合形成的混合物。起爆方式為延時(shí)、逐個(gè)炮孔起爆，在炮孔外部設(shè)置若干非電毫秒雷管，炮孔內(nèi)部同樣設(shè)置雷管，在爆破時(shí)使用依次起爆方法[2]。

圖1 空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)示意圖（單位：m）

3.2 安全距離

3.2.1 飛石安全距離

按照淺孔炮孔對(duì)飛石安全距離進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如下：

式中：R為飛石安全距離，m；K1為炮孔的密集程度系數(shù)，一般取1.0；K2為爆能和抵抗線的相關(guān)系數(shù)，一般取0.9；r為淺孔的半徑，cm；W為首排炮孔對(duì)應(yīng)的最小抵抗線，m。

經(jīng)計(jì)算，飛石安全距離不得小于3.87 m。

3.2.2 地震安全距離

地震安全距離的計(jì)算公式為：

式中：R為地震安全距離，m；Q為微差爆破對(duì)應(yīng)的最大一段實(shí)際藥量，可采用最大的起爆藥量，即為0.28 kg；v為地震安全速度，相對(duì)于普通房屋，可取2.5 cm/s；K為介質(zhì)系數(shù)，取180；α為衰減指數(shù)，取1.5。

經(jīng)計(jì)算可知，在中度堅(jiān)硬地帶，對(duì)于爆破地震，其實(shí)際影響范圍為3.32 m。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，距周圍既有建筑15 m范圍內(nèi)的爆破均符合安全規(guī)定，說明此影響值達(dá)標(biāo)[3]。

3.2.3 沖擊安全距離

沖擊安全距離的計(jì)算公式為：式中：R為沖擊安全距離，m；Q為當(dāng)使用微差爆破方法時(shí)的實(shí)際裝藥量，取0.28 kg。經(jīng)計(jì)算，沖擊安全距離確定為14.35 m。

3.3 爆破方案的確定

3.3.1 潛孔鉆深孔爆破

3.3.1.1 鉆孔

3.3.1.2 炮孔設(shè)計(jì)

按梅花形設(shè)置炮孔，其深度根據(jù)所在位置巖石與地質(zhì)條件、爆破方式及參數(shù)選定，并對(duì)單孔裝藥量的最大值進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。采用集中連續(xù)式裝藥的方法進(jìn)行安裝，選擇管裝硝銨炸藥，于炮孔的底部進(jìn)行裝藥，上部使用混合土堵塞[4]。

3.3.2 鑿巖風(fēng)槍淺孔爆破

3.3.2.1 鉆孔

3.3.2.2 炮孔設(shè)計(jì)

具體的爆破參數(shù)根據(jù)炮孔所在位置的巖石與地質(zhì)條件，以及爆破方法選定。采用集中連續(xù)式裝藥的方法進(jìn)行安裝，選擇管裝硝銨炸藥，于炮孔的底部進(jìn)行裝藥，上部使用混合土堵塞。

3.3.3 起爆網(wǎng)絡(luò)

深、淺孔爆破的起爆網(wǎng)絡(luò)完全相同，均為非電“高段別、大微差”起爆網(wǎng)絡(luò)。這種起爆網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)為：向炮孔中根據(jù)一定排序分別設(shè)置連續(xù)、但高段別有所不同的非典毫秒雷管，再于炮孔外部使用同種雷管將內(nèi)部的雷管通過連接形成接力式的大微差起爆網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，以此確保所有炮孔都能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)起爆，將震動(dòng)與干擾降至最低限度。

3.3.4 光爆層爆破

3.3.4.1 炮孔布置

根據(jù)光爆層實(shí)際厚度，在該層上順邊坡分別布置爆孔，共兩排：第一排和邊坡光爆孔保持1.0 m的間隔距離，爆破方法為微差爆破；第二排孔距控制在0.8～1.0 m范圍內(nèi)。以上炮孔都順延邊坡的方向施鉆，其底部與平臺(tái)間的距離為0.5 m，確保邊坡可以實(shí)現(xiàn)一次成型。

3.3.4.2 裝藥

外排炮孔所用微量爆破的裝藥方式為間隔裝藥結(jié)構(gòu)，先將2/3總藥量裝于炮孔底部，再利用鉆孔產(chǎn)生的石屑進(jìn)行隔段填塞，然后裝剩余的藥量。對(duì)光爆炮孔而言，先根據(jù)設(shè)計(jì)藥量將管裝藥安裝在導(dǎo)爆索上，再與竹片進(jìn)行捆綁放入炮孔，上方使用混合土堵塞。以兩排炮孔在孔外用非電毫秒雷管連接形成微差，光爆孔后起爆即可。

3.4 爆破安全與防護(hù)

在實(shí)際的爆破施工過程中，首先要開展試爆工作，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)和校正，確認(rèn)無誤后方可正式爆破。在爆破施工的同時(shí)，要隨時(shí)使用專業(yè)測(cè)試裝置監(jiān)測(cè)周圍建筑物，動(dòng)態(tài)調(diào)整爆破施工方案，確保建筑物安全。對(duì)于距離房屋較近的爆破施工區(qū)域，為確保安全，做到萬無一失，避免產(chǎn)生不必要的飛石危害，必須在爆破的過程中采用彈性物完全覆蓋，如荊笆和草袋等[5]。

現(xiàn)場(chǎng)安全警戒和起爆應(yīng)根據(jù)國(guó)家爆破工程規(guī)定，并結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定合理的安全警戒距離。在連接設(shè)置好起爆網(wǎng)絡(luò)之后，開始爆破操作前，向外發(fā)布安全警戒命令，要求安全警戒范圍內(nèi)的所有人員盡快撤離到安全地帶，同時(shí)在重要的交通路口安排專人進(jìn)行站崗警戒，以免其它車輛與行人誤入爆破施工區(qū)域。在安全防護(hù)工作全面落實(shí)，且通過檢查確認(rèn)無誤以后，即可由專業(yè)爆破指揮人員下達(dá)起爆命令。

4 結(jié)語

該高速公路工程通過對(duì)以上爆破方法的應(yīng)用，以及對(duì)爆破的有效控制，達(dá)到了預(yù)期的施工效果。在施工中未發(fā)生安全問題與意外，工程順利竣工，所用施工方法、爆破參數(shù)與防護(hù)措施均合理有效，可為類似工程的爆破施工提供參考借鑒。

[1]張斌興.簡(jiǎn)述泉廈高速路基土石方控制爆破施工技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（23）：199.

[2]王國(guó)章.淺議公路路基土石方爆破技術(shù)[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2013，（07）：161.

[3]張瑞明.市政工程中石方路基控爆的施工技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2017，（11）：179-180，183.

[4]稅宗能.談道路土石方控制爆破施工[J].山西建筑，2014，（04）：138.

[5]魏勇.公路路基土石方開挖施工技術(shù)[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014，（13）：89-91.