孫 磊，郭 磊

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深孔和淺孔聯(lián)合控制爆破技術(shù)在路塹開挖中的應(yīng)用

孫 磊1，郭 磊2

(1.北京礦冶科技集團(tuán)有限公司，北京 100160；2.重慶市公安局巴南區(qū)分局，重慶 400055)

針對萬家?guī)X專線公路石灰?guī)X袁家路段的雙邊路塹開挖工程，采用深孔和淺孔聯(lián)合控制爆破技術(shù)進(jìn)行松動爆破。通過合理設(shè)計(jì)爆破參數(shù)和毫秒微差起爆網(wǎng)路，不僅使爆破振動、飛石等有害效應(yīng)得到有效控制，而且保證了爆破質(zhì)量和工程進(jìn)度；同時(shí)，在不具備邊坡預(yù)裂爆破條件下采取沿路塹邊坡線布置減振孔的措施，并且采用無超深弱松動爆破、輔以機(jī)械修坡的施工方案，保證了邊坡穩(wěn)定。

路塹開挖；松動爆破；毫秒微差；爆破有害效應(yīng)

0 前 言

萬家?guī)X專線公路位于江西省德安縣境內(nèi)，途經(jīng)豐林、聶橋、磨溪3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，并連接小金山、扁擔(dān)山、張古山、背溪街、老虎山等萬家?guī)X大捷戰(zhàn)場遺址，兼顧循環(huán)路和旅游公路功能。道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為三級公路，路基寬8.5 m，混凝土路面寬7.5 m，雙向2車道，全程24.953 km。

萬家?guī)X專線公路起點(diǎn)位于豐林鎮(zhèn)石灰?guī)X袁家，與已建迎賓大道相銜接，自萬家?guī)X專線公路沿線的村莊道路禁止工程車輛通行以后，石灰?guī)X袁家路段成為工程物料運(yùn)送的必經(jīng)之路，所以急需爆破貫通以免影響工程施工進(jìn)度。

在路塹開挖過程中，深孔和淺孔聯(lián)合控制爆破技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用[1?4]，這不僅可以減少爆破次數(shù)，提高爆破質(zhì)量和效率，而且還有利于路塹邊坡的成型及穩(wěn)定。本文重點(diǎn)介紹了深孔和淺孔聯(lián)合控制爆破技術(shù)在萬家?guī)X專線公路石灰?guī)X袁家路段的應(yīng)用。

1 爆破總體方案

萬家?guī)X專線公路工程石灰?guī)X袁家路段出露巖石主要為灰?guī)r，普氏硬度8左右，完整性較好，地表水不發(fā)育，無其他不良地質(zhì)構(gòu)造。該路段為雙邊路塹開挖工程，開挖深度為3~10 m，石方量約為5000 m3，最終形成的邊坡坡度為1:0.5。

待爆區(qū)域南、北側(cè)均為山丘地帶，西側(cè)為公路延伸方向，無其他重要建(構(gòu))筑物，正東方向有村莊民宅聚集，最近點(diǎn)距待爆區(qū)域約為150 m，并且主干道路(迎賓大道)穿過村莊，車流量較大，周圍環(huán)境相對復(fù)雜。

根據(jù)工程施工安排和爆破區(qū)域周圍環(huán)境、地質(zhì)地形條件，確定采用深孔和淺孔聯(lián)合控制爆破技術(shù)進(jìn)行松動爆破。當(dāng)炮孔深度大于5 m時(shí)，采用深孔爆破，一次爆破達(dá)到設(shè)計(jì)深度；當(dāng)炮孔深度小于5 m時(shí)，采用淺孔爆破；對于個(gè)別孤石、爆破中可能出現(xiàn)的大塊采用機(jī)械破碎。淺孔爆破時(shí)，嚴(yán)防爆破飛石給周圍人員設(shè)備和村莊建筑物帶來傷害，必要時(shí)采取一定的安全防護(hù)措施。為了控制爆破振動，同時(shí)改善爆破效果，采用毫秒延期微差爆破技術(shù)。

由于受現(xiàn)有爆破器材和施工工期限制，無法進(jìn)行邊坡預(yù)裂爆破，故沿兩條路塹邊坡線分別布置一排減振孔，并且臨近邊坡采用弱松動爆破，輔以機(jī)械修坡，保證路塹邊坡穩(wěn)定。

2 爆破參數(shù)及起爆網(wǎng)路

2.1 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

爆破參數(shù)主要包括：孔徑、底盤抵抗線、孔深、超深、孔距、排距、堵塞長度、單位炸藥消耗量和單孔裝藥量等。

(1) 孔徑和鉆孔形式?？讖街饕Q于開挖深度、鉆機(jī)選型等因素，設(shè)計(jì)采用液壓潛孔鉆機(jī)，孔徑=90 mm。炮孔主要采用垂直鉆孔，因?yàn)榇怪便@孔操作技術(shù)簡單，對各種巖性的適應(yīng)性強(qiáng)，工作效率高；當(dāng)開挖深度大于5 m時(shí)，沿設(shè)計(jì)邊坡布置一排減振孔，減振孔采用傾斜鉆孔，傾斜方向順著路塹邊坡線。典型橫剖面的炮孔布置如圖1所示。

(2) 底盤抵抗線。底盤抵抗線直接影響著是否產(chǎn)生根底、大塊，以及爆破飛石的速度和數(shù)量，是爆破設(shè)計(jì)施工中的一個(gè)重要參數(shù)。根據(jù)底盤抵抗線經(jīng)驗(yàn)公式=(20~38)，取=2.5 m。

圖1 典型橫剖面炮孔布置

(3) 孔深與超深?？咨钣砷_挖深度、超深及鉆孔角度確定。根據(jù)超深經(jīng)驗(yàn)公式Δ=(8~12)，取Δ=1 m；對于垂直鉆孔，孔深Δ，孔深隨著開挖深度變化而變化。為了保護(hù)邊坡不受破壞，臨近路塹邊坡的炮孔沒有設(shè)計(jì)超深，并且預(yù)留0.3 m保護(hù)層。

(4) 孔距與排距。炮孔按矩形布置，孔距與排距的確定應(yīng)考慮孔徑、孔深、巖石性質(zhì)、炸藥特性等因素。根據(jù)孔距公式(為炮孔密集系數(shù)，一般為1～1.25)，取=2.5~3 m，深孔區(qū)域取大值，淺孔區(qū)域取小值；根據(jù)排距公式=(0.6~1)，取2~2.5 m，由于路基寬度一定，所以值的選擇范圍較小，位于路基范圍內(nèi)時(shí)值取2.5 m，臨近邊坡時(shí)可根據(jù)邊坡寬度將值稍作調(diào)整。

(5) 堵塞長度。合理的堵塞長度不僅能降低爆炸氣體能量損失，而且還能有效提高爆破質(zhì)量，改善爆破效果。填塞長度通常取(0.7~1.0)，因本工程離村莊較近，對飛石控制要求較高，根據(jù)孔徑及裝藥情況，淺孔取填塞長度≥2.5 m，深孔取填塞長度≥3.5 m。

(6) 單位炸藥消耗量。影響單位炸藥消耗量的主要因素有巖石的可爆性、炸藥特性、爆破條件以及工程塊度要求等。設(shè)計(jì)選用直徑為70 mm的巖石乳化炸藥，根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)取深孔區(qū)域單位炸藥消耗量= 0.3~0.35 kg/m3，淺孔區(qū)域及臨近邊坡弱松動區(qū)域單位炸藥消耗量=0.2~0.25 kg/m3。

(7) 單孔裝藥量。單孔裝藥量的多少以巖石開裂、隆起而不飛散為原則。根據(jù)公式和計(jì)算，當(dāng)其他參數(shù)一定時(shí)，單孔裝藥量隨開挖深度的不同而不同。當(dāng)孔深超過8 m時(shí)，為了改善爆破區(qū)域上部的爆破效果，可采用分段裝藥。典型橫剖面的裝藥參數(shù)如表1所示。

表1 典型橫剖面裝藥參數(shù)

2.2 起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)

為了減少爆破危害效應(yīng)，改善爆破質(zhì)量和效果，采用孔內(nèi)和地表延期相結(jié)合的四通閉合毫秒微差起爆網(wǎng)路，如圖2所示?？變?nèi)延期主要控制排間微差，首先起爆第3排炮孔，為其他各排炮孔的起爆創(chuàng)造自由面，然后由第3排向兩邊逐排起爆，排間延期時(shí)間為70~110 ms；地表延期主要控制孔間微差，由西向東每3列孔形成一組，各組延期時(shí)間均為25 ms，組內(nèi)各孔用四通連接形成導(dǎo)爆管閉合網(wǎng)路，確保起爆的可靠性。

圖2 四通閉合毫秒微差起爆網(wǎng)路

3 爆破安全控制

3.1 爆破振動控制

根據(jù)《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2014)對建(構(gòu))筑物質(zhì)點(diǎn)振動速度的控制標(biāo)準(zhǔn)，本工程重點(diǎn)對離爆區(qū)150 m處的民宅進(jìn)行保護(hù)，計(jì)算得最大允許單段藥量=600 kg，而設(shè)計(jì)網(wǎng)路采用毫秒微差爆破，最大單段藥量為各組內(nèi)6個(gè)同段炮孔藥量之和的最大值152 kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于值，能夠滿足爆破振動安全的要求。

3.2 爆破飛石控制

合理估算飛石距離，并采取相應(yīng)的控制措施對爆破安全具有重要意義[5?6]。

參考瑞典徳湯尼克研究基金會提出的經(jīng)驗(yàn)公式Rmax=40/25.4(m)，當(dāng)炮孔直徑=90 mm時(shí)，可能產(chǎn)生的最大爆破飛石距離Rmax=142 m，雖然最近民宅不在此范圍之內(nèi)，但是已經(jīng)非常接近，在施工時(shí)有必要采取如下措施：

(1) 根據(jù)爆破設(shè)計(jì)，合理布孔，并嚴(yán)格控制鉆孔質(zhì)量；裝藥前逐孔進(jìn)行驗(yàn)收，對不合格孔要及時(shí)進(jìn)行處理。

(2) 嚴(yán)格控制單孔裝藥量，保證堵塞長度和堵塞質(zhì)量，并在淺孔孔口加壓沙袋，盡量減少飛石的速度和數(shù)量。

(3) 按設(shè)計(jì)合理安排起爆順序，使主要飛石方向避開村莊，并且按照有關(guān)規(guī)程做好爆破清場、警戒 工作。

4 結(jié) 語

通過合理設(shè)計(jì)，精心施工，采用深孔和淺孔聯(lián)合控制爆破技術(shù)，高質(zhì)量、高效率地完成了萬家?guī)X專線公路石灰?guī)X袁家路段的路塹開挖工程，并且施工過程中爆破振動、飛石等有害效應(yīng)得到良好控制，保證了周圍村莊民宅的安全，可為類似路塹爆破工程的設(shè)計(jì)和施工提供參考。

[1] 何 松,林大能,喻 智,等.深孔結(jié)合淺孔臺階微差爆破開挖路基[J].采礦技術(shù),2017,17(1):52?54.

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[3] 張德明,張志旭,王建華.中深孔和淺孔相結(jié)合的爆破技術(shù)在永久邊坡開挖中的應(yīng)用[J].爆破,2008,25(1):34?35+55.

[4] 劉長革.密平路石方路塹開挖控制爆破[J].工程爆破,2002,8(2): 52?54.

[5] 張九龍.爆破飛散物的預(yù)防控制[J].采礦技術(shù),2014,14(5):157? 160.

[6] 熊炎飛,董正才,王 辛.爆破飛石飛散距離計(jì)算公式淺析[J].工程爆破,2009,15(3):31?34.

(2019?01?22)

孫 磊(1988—)，男，甘肅定西人，碩士，工程師，主要從事礦山開采與工程爆破技術(shù)研究，Email: bingdaoluoxue@126.com。