熊新

摘 要：以麻江縣19號市政公路高邊坡開挖為例，探析市政公路工程高邊坡開挖爆破技術，在開挖過程中，選擇合適的爆破方法是非常重要的，明確爆破數(shù)據(jù)，合理掌控炸藥的爆破程度，將影響巖石穩(wěn)定性的因素降到最低，從而提升爆破效果，確保施工安全，同時減少超、欠挖，提高公路工程質量及進度。

關鍵詞：高邊坡開挖 爆破方法 爆破參數(shù) 提高爆破效果 提高質量及進度

中圖分類號：TV551.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（b）-0035-03

1 工程概述及地質條件

麻江縣新城區(qū)19號城市次干道道路工程，設計起點位接環(huán)城東路二號線，終點接18號線，道路全長1619.901m，道路紅線寬度25m，為城市次干路，設計行車速度40km/h。該工程位于麻江縣杏山鎮(zhèn)興坪村，施工爆破區(qū)目前高度約0～80m，周圍環(huán)境一般，分層開采以臺階形式開采明顯，主采區(qū)石質為沉積巖系石灰?guī)r，巖石裂隙較為發(fā)育，結構不均勻，呈中等風化狀態(tài)，并雜夾有少量變質巖及泥土，山體未觀察到巖溶現(xiàn)象。

2 邊坡爆破開挖施工方法

根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況和爆破安全規(guī)程規(guī)定，該爆破項目定為D級露天松動爆破，露天開采的臺階高度、平臺寬度和邊坡角度必須滿足安全作業(yè)及邊坡穩(wěn)定的要求，主要采用以下方式進行爆破及控制。

（1）近邊坡部分通常是利用光面爆破和預裂爆破，石方地段利用的是淺孔和深孔微差松動爆破，開挖深度在5m以下時采用淺眼松動爆破，每次鉆孔深為2～4m；路塹較深時，可以用深孔爆破，6～8m深度的鉆孔，光面和預裂控制爆破來應對兩邊的邊坡。對于全路塹地段，采用縱向淺層開挖，橫向臺階布孔，中深孔松動控制爆破；高邊坡半壁路塹，利用分層布孔，深孔松動來控制爆破，上層順邊坡沿傾斜孔進行預裂爆破，下層靠邊坡的垂直孔應控制在邊坡線以內。

（2）根據(jù)巖石的類別、風化程度和節(jié)理發(fā)育程度等確定開挖方式，能用機械直接開挖的使用機械開挖，否則采用適宜的爆破法進行開挖，本道路主要采用淺眼爆破、深孔爆破、預裂爆破與光面爆破。

（3）現(xiàn)場進行爆破施工前，先對須爆破段石質進行爆破試驗，確定適當?shù)谋茀?shù)，提高爆破效果，使每次爆破產(chǎn)生的巖石大小滿足裝運機械工作要求，并適于路基填筑（見圖1）。

2.1 施工順序

修整臺階→布置炮孔→鉆孔→裝藥→填塞→網(wǎng)路連接→檢測網(wǎng)路→警戒起爆→炮后檢查。

2.2 淺眼爆破

（1）臺階的高度。根據(jù)巖石的具體情況確定臺階的高度，但最大高度不得超過5m。

（2）臺階的寬度。每層的寬度可根據(jù)實際情況調整，但最小寬度不得小于4m。

（3）每層巖體開采后所形成的邊坡角應當能保證巖體的基本穩(wěn)定，最大的邊坡角應當小于75°。

（4）淺眼松動爆破參數(shù)的選擇?？讖剑篸=40mm；孔深：L=1～5m（3m）；孔距：a=1～1.5m。排距：b=0.8m；臺階高度：H=1～3m；炮孔傾角：α=750；最小抵抗線：W=0.8～1.2；裝藥高度：孔深的3/5；堵塞長度：孔深的2/5；炸藥單耗：q=0.3～0.8kg/m3；本工程取0.4kg/m3。

單孔最大裝藥量：

Q=q×a×b×H=0.4×1.0×0.8×3=0.96（kg）

一次起爆最多的孔數(shù)為1孔。

一次最大起爆藥量：Qmax=0.96×1孔=0.96（kg）。

2.3 中深孔爆破

（1）臺階的高度。對于該工程中深孔爆破的臺階高度取為8～12m。

（2）臺階的寬度。每層的寬度可根據(jù)實際排數(shù)的情況進行調整，為一排孔時取為4m；如為兩排孔時，可取為7～8m。

（3）每層巖體開采后所形成的邊坡角應當能保證巖體的基本穩(wěn)定，最大的邊坡角應當小于60°，最小不小于75°。

（4）參數(shù)的選擇?？讖剑篸=90mm；臺階高度：H=8～12m（取9m）；超深：h=1.0～1.2m。炮孔傾角：α=60°；孔深：L=（H+h）/sin60°=12.7～15.0m；底盤抵抗線：W1=3.0～3.5m；炮孔密集系數(shù)：m=1～1.5；孔距：a=m·W1=3.0～4.2m（前排）；排距：b=a·sin60°=3.1～3.6m；堵塞長度：l2=W1=3.0～3.5m。

炸藥單耗：q=0.3～0.8kg/m3（可由實際情況調整，本工程取0.4kg/m3）。

單孔裝藥量：Q=q·a·W1·H=0.4×3.6×3×9=38.88（kg）。一次起爆最多的孔數(shù)為1孔。

單響最大起爆藥量：Q單=Q×1孔=38.88kg。

2.4 預裂爆破和光面爆破

為了確保保存下來的巖體按照設計輪廓面成型，預防圍巖遭到損壞，就要利用輪廓控制爆破技術來實現(xiàn)。預裂爆破，光面爆破都屬于輪廓控制爆破技術。

（1）光面爆破是除了開挖部位的巖體，起爆布置要在設計輪廓線上周圍的孔藥包，將光爆層炸除，形成一個平整的開挖面，通過正確選擇爆破參數(shù)和合理的施工方法，達到爆后壁面平整規(guī)則、輪廓線符合設計要求的一種控制爆破技術。它與傳統(tǒng)的爆破法相比，最顯著的優(yōu)點是能有效控制周邊眼炸藥的爆破作用，從而減少對圍巖的擾動，保持圍巖的穩(wěn)定，確保施工安全，同時，又能減少超、欠挖，提高工程質量和進度。

（2）要想使得光面爆破能夠有一個好的效果，必須掌握以下幾點。

①依據(jù)圍巖自身的優(yōu)點，在選擇周邊眼的間距和最小抵抗線時，盡量要合理，最大限度地提高鉆眼質量。

②合理掌握周邊眼的裝藥量，盡量合理分布藥量。

③周邊眼要選擇直徑小的藥卷以及猛度低，爆炸速度慢的炸藥。要想符合結構標準，就要利用導爆索（傳爆線）來完成空氣間隔裝藥工作。

④通過毫秒微差有序起爆方式。合理分配開挖流程，使光面爆破發(fā)揮出應有的作用。

⑤邊孔直徑小于等于50mm。

（3）預裂爆破采用不耦合裝藥結構，其特征是藥包和孔壁間有環(huán)狀空氣間隔層，該空氣間隔層的存在削減了作用在孔壁上的爆炸壓力峰值。因為巖石動抗壓強度遠大于抗拉強度，因此，可以控制削減后的爆壓不致使孔壁產(chǎn)生明顯的壓縮破壞，但切向拉應力能使炮孔四周產(chǎn)生徑向裂紋。加之孔與孔間彼此的聚能作用，使孔間連線產(chǎn)生應力集中，孔壁連線上的初始裂紋進一步發(fā)展，而滯后的高壓氣體的準靜態(tài)作用，使沿縫產(chǎn)生氣刃劈裂作用，使周邊孔間連線上的裂紋全部貫通成縫。

兩種爆破形式有以下幾點要求。

（1）質量控制標準。

第一，巖壁上炮孔痕跡率是來判斷開挖壁面巖石的完整性的重要依據(jù)，炮孔痕跡率也叫做半孔率，為開挖壁面上的炮孔痕跡總長與炮孔總長的百分比率。節(jié)理裂隙極發(fā)育的巖體，通常炮孔痕跡率要達到10%～50%；節(jié)理裂隙中等發(fā)育的巖體，炮孔痕跡率要達到50%～80%；節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖體，炮孔痕跡率要達到80%以上。圍巖壁面不能有爆生裂痕。

第二，圍巖壁面不平整度值要在15cm范圍內。

第三，爆破鉆孔孔徑嚴格按設計孔徑、垂直度控制；鉆孔孔位、角度和孔深要按照爆破設計的規(guī)定執(zhí)行；開孔誤差不能超過鉆孔孔徑，完成后的鉆孔，孔內粉末應予清除，孔口應予以保護。

除了爆破數(shù)據(jù)會對輪廓爆破質量有影響之外，地質條件和鉆孔精度也有很大影響。主要是因為爆生裂縫極易沿巖體原生裂隙、節(jié)理發(fā)展，鉆孔精度在一定程度上為控爆質量提供了保障。

（2）預裂爆破和光面爆破參數(shù)，如表2所示。

炮孔應保持在同一平面內，光面爆破孔間距a≤0.8W或a=16d（m）；最小抵抗線W=21.5d，預裂爆破孔距a=8d～12d。

光面爆破在主藥包爆破后起爆，預裂爆破實在主藥包起爆前起爆，間隔時間25～50mm，同一排炮孔光面爆破和預裂爆破需同時起爆。

光面爆破和預裂爆破每米孔深裝藥量：K=9d2（kg/m）。

2.5 臺階炮孔布置、裝藥結構和起爆網(wǎng)路

（1）裝藥結構分別有3種形式，分別為連續(xù)柱裝藥結構形式、分集間斷柱裝藥構形式、間斷藥串裝藥結構形式。連續(xù)柱裝藥主要用于淺眼控制爆破炮孔和部分深孔內部作用炮孔控制爆破裝藥，分集間斷柱裝藥用于深孔控制爆破裝藥，間斷藥串裝藥為邊坡光面爆破孔裝藥，如圖2所示。

①裝藥結構。

堵塞段的主要作用是將爆生氣體的作用時間加長，確保孔口段只會存在縫隙，不會出現(xiàn)爆破漏斗，深孔爆破的長度要控制在0.5～1.5m。

孔底加強段段長要與堵塞段相同。因為孔底遇到巖石的影響，所以，要用大密度的線裝藥。

均勻裝藥段一般為軸向間隔不偶合裝藥，將沿孔軸線方向分布均勻。軸向間隔裝藥通常利用導爆索串聯(lián)各藥卷起爆。要想使得孔壁不會破碎，就要把藥卷放在孔的中心位置，從而對藥卷實施定位。

②起爆。

為了確保預裂爆破和光面爆破一同起爆，就要采用導爆索起爆，利用分段并聯(lián)的方法。因為光面爆破孔的起爆時間晚，導爆索極易受到損壞。要想確保周邊孔準時爆破，對光面爆破孔可以利用高段延期雷管和導爆索的雙重起爆法。預裂孔如果和主爆區(qū)炮孔同一時間起爆，預裂孔應在第一排主爆孔75～100ms起爆。

③堵塞。

堵塞要求主爆孔除了裝藥段，必須滿堵，保證堵塞質量，邊坡光爆孔只堵孔口。深孔爆破炮孔保證孔口堵塞長度L≥4.0m，在各藥柱間隔間的堵塞長度，根據(jù)炮孔深度和最小抵抗線大小而定。仔細堵塞，提高堵塞質量。通過鉆孔碴來對深孔控制爆破堵塞進行回填，再用竹桿搗實；確保淺眼爆破堵塞長度在0.5m以上，用粘泥和軟泥進行填堵，不能太稀，能夠搓成條，也可直接將粘泥散粒裝入孔內用木質或竹桿炮棍搗密實；邊坡光面爆破孔堵塞長度在0.3～0.5m以上。

（2）起爆網(wǎng)路可采用電雷管網(wǎng)路或非電毫秒雷管聯(lián)網(wǎng)起爆。

（3）在淺眼松動爆破用電爆網(wǎng)路時，可按串聯(lián)起爆的方式進行，注意在檢查導通時，必須使用專用的導通電橋，其最大輸出電流不得大于30mA。

（4）深孔臺階爆破中，用非電毫秒雷管網(wǎng)路時，將各炮孔內的導爆管以“一把抓”的形式，用膠帶捆牢在起爆電雷管的周圍，雷管底部與傳爆方向相反；當為最大起爆孔數(shù)時，注意應使用兩發(fā)起爆電雷管，以保證導爆管傳爆的順利進行。

3 爆破安全防護注意事項

3.1 爆破震動安全防護

（1）嚴格控制最大單響起爆藥量，最大單孔起爆藥量必須滿足允許最大單響藥量要求。

（2）使用毫秒微差延期爆破網(wǎng)絡時，在確保網(wǎng)絡傳爆通暢和滿足分離巖石的前提下，合理選擇各部位相繼的起爆時差，同時避免重段或串段，以避免震動疊加。

3.2 爆破沖擊波防護

（1）盡可能不去用裸露藥包爆破或導爆索露天爆破，情況特殊必須要用時，要蓋上砂土。

（2）將一次起爆炸藥量控制在一定范圍內，從“空間”（分散布藥）和“時間”（分段起爆）兩個方面來說，把爆區(qū)總藥量分散到每個爆破位置，讓爆炸能量發(fā)揮到極致，降低爆炸沖擊波的能量。

（3）選擇適合的抵抗線方向和抵抗線大小，完善爆破參數(shù)以及裝藥結構（如采用空氣間隔分段裝藥、墊層裝藥和不耦合裝藥等），盡可能地保證填塞高度和質量，使每個藥包的爆炸能量都能發(fā)揮出應有的作用。

3.3 爆破飛石防護

（1）采用定向控制爆破，由于爆破區(qū)有高壓輸電線路、設施、建筑物等，應采用定向謹慎控制爆破，從爆破技術上人為地改變最小抵抗線方向（即控制個別飛石方向），采取內部擠壓爆破方式，爆破撕裂口拋石方向背向被保護物方向。

（2）孔口覆蓋及爆破體的表面覆蓋，深孔爆破采用4～5袋砂袋進行孔口壓蓋防護；淺眼采用多層橡膠皮簾或鋼網(wǎng)覆蓋防護，確保周圍建筑設施安全。

4 結語

通過對工程地質條件、周邊環(huán)境的分析，選擇適宜的爆破方法，確定適當?shù)谋茀?shù)，有效控制爆破，控制爆破飛石，保證了人身、周圍高壓線和建筑物的安全，保持了圍巖的穩(wěn)定性，減少超、欠挖，提高工程質量，加快施工進度。

參考文獻

[1] 《麻江縣市政道路工程十九號路施工圖設計》施工圖紙[Z].

[2] GB 6722-2014，爆破安全規(guī)程[S].

[3] 民用爆炸物品安全管理條例（2015版）[Z].