孫 永，李健飛

（中鐵十四局集團(tuán)第四工程有限公司，山東濟(jì)南250002）

1 概述

為了改善沙特麥加地區(qū)每年因?yàn)槟滤沽值某菰斐傻慕煌〒矶潞蜏p少人員踩踏等安全隱患，沙特決定在麥加地區(qū)修一條17.7km的輕軌鐵路。本工程由中國(guó)鐵建股份有限公司總承包，爆破施工部分承包給了國(guó)外承包商。因?yàn)榍捌趪?guó)外承包商的工程進(jìn)度難以滿足工期要求，不能按時(shí)完成爆破任務(wù)，經(jīng)中國(guó)鐵建與國(guó)外承包商溝通協(xié)商，由中鐵十四局選派100多人的專業(yè)的爆破施工隊(duì)伍參與施工，經(jīng)過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)和施工，圓滿地完成了爆破任務(wù)[1]。本文以輕軌高架車站周圍的石方爆破工程為例，介紹了比鄰輕軌高架車站石方控制爆破的施工設(shè)計(jì)和方法，為類似的工程積累了經(jīng)驗(yàn)，提高了中國(guó)鐵建在國(guó)際上的知名度。

2 工程概況

輕軌高架車站北側(cè)30～50m范圍內(nèi)為爆破區(qū)域，前期國(guó)外承包商已對(duì)山體進(jìn)行了爆破開(kāi)挖。被爆破山體的高程起伏較大，初始標(biāo)高或低于車站標(biāo)高，或與輕軌高架車站平齊，或高于車站標(biāo)高，被爆破山體距輕軌高架車站的距離也不相同，部分山體邊坡緊靠輕軌高架車站，其他山體邊坡則距離車站較遠(yuǎn)，如圖1、圖2所示。被爆破山體為花崗巖，巖石強(qiáng)度較大。

圖1 輕軌高架車站近區(qū)山體示意圖

圖2 輕軌高架車站遠(yuǎn)區(qū)山體示意圖

3 爆破總體方案

因爆破區(qū)域的初始標(biāo)高不盡相同，從初始標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高的下挖深度范圍為5～15m，計(jì)劃通過(guò)一次爆破便達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，而不采取分層爆破的方式。根據(jù)山體距離車站的遠(yuǎn)近程度分別采用了不同的爆破順序。

邊坡緊靠車站的區(qū)域，為了方便爆堆的清運(yùn)和避免爆破后的爆堆向南滑落對(duì)車站墩身造成損傷，采用先預(yù)裂爆破，使爆破區(qū)域與山體分離，其它炮孔后爆的方法。傳爆方向由預(yù)裂孔向車站方向傳爆，如圖3所示。

圖3 邊坡緊靠車站時(shí)傳爆方向示意圖

邊坡距離車站較遠(yuǎn)的區(qū)域，山體和車站之間留有爆堆滑落的距離，先由車站方向向山體方向傳爆，后光面爆破形成邊坡，光爆層厚度為1.5m，如圖4所示。

圖4 邊坡距離車站較遠(yuǎn)時(shí)傳爆方向示意圖

4 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)[2-3]

4.1 主炮孔爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和施工條件，臺(tái)階高度H取5～15m，超深h=0.1H=0.5～1.5m，孔深L=H+h=5.5～16.5m，孔徑d=79mm，最小抵抗線W=2.1～2.5m，孔距a=mW=2.5～3m（炮孔密集系數(shù)m取1.2），排距b=W=2.1～2.5m，填塞長(zhǎng)度l2=1.2b=2.5～3m，裝藥長(zhǎng)度l1=Ll2=3～13.5m，單耗q=0.4～0.5kg/m3，單孔裝藥量最大不超過(guò)56kg。

4.2 光面爆破和預(yù)裂爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

因機(jī)械條件的限制，光面爆破的鉆孔直徑d=79mm；臺(tái)階高度H與主體石方爆破臺(tái)階相同，取5～15m；炮孔的超深h=0.1H=0.5～1.5m，則孔深L=H+h；最小抵抗線W光=Kd=1.5m（其中K取20）；光面爆破孔距a光=mW光=1.0m（m為炮孔密集系數(shù)，取0.7）；線裝藥密度q光=K光a光W=0.3kg/m（查表K光取200g/m3），則單孔裝藥量Q光=q光L。

預(yù)裂爆破的鉆孔直徑d=79mm；臺(tái)階高度H、炮孔超深h、孔深L和光面爆破取值方法相同；預(yù)裂爆破孔距a預(yù)=0.7m；線裝藥密度q預(yù)設(shè)計(jì)為0.4kg/m，單孔裝藥量Q預(yù)=q預(yù)L。

光面爆破和預(yù)裂爆破的填塞長(zhǎng)度均為2.5～2.8m。

4.3 炸藥和雷管

光爆孔和預(yù)裂孔采用?22mm的2#巖石乳化炸藥，其他炮孔采用散裝多孔粒狀銨油炸藥。雷管為高強(qiáng)度高精度導(dǎo)爆管雷管，其延期時(shí)間分別為17ms、42ms、500ms。

4.4 裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.4.1 深孔爆破裝藥結(jié)構(gòu)

深孔爆破采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，按設(shè)計(jì)藥量從炮眼底部自下而上將炸藥裝入。每個(gè)炮眼內(nèi)均裝延期時(shí)間為500ms高強(qiáng)度高精度導(dǎo)爆管雷管，雷管插入?22mm乳化炸藥卷內(nèi)，采用反向起爆法將炸藥卷裝在孔底。因地制宜，采用巖屑作填塞物，逐層搗實(shí)堵滿為止。見(jiàn)圖5。

圖5 深孔爆破裝藥結(jié)構(gòu)示意圖

4.4.2 光面爆破和預(yù)裂爆破裝藥結(jié)構(gòu)

預(yù)裂爆破采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，雷管采用反向起爆隨炸藥卷裝在孔底，如圖6所示。

圖6 預(yù)裂爆破裝藥結(jié)構(gòu)示意圖

光面爆破采用分段裝藥結(jié)構(gòu)，將藥卷分段均勻捆綁在導(dǎo)爆索上裝入孔內(nèi)，采用空氣間隔，如圖7所示。

圖7 光面爆破裝藥結(jié)構(gòu)示意圖

4.5 起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)

采用微差起爆網(wǎng)路，矩形布孔，如圖3、圖4所示，延期時(shí)間設(shè)置為孔內(nèi)500ms，孔外孔間17ms，孔外排間42ms。光爆孔與主炮孔一起分段延期起爆，預(yù)裂孔在主炮孔起爆前起爆，并在預(yù)裂孔爆破完成后再起爆主炮孔。

5 爆破安全

（1）避免高架車站的墩身受到爆堆滑落或是爆破飛石的破壞，在墩身外用鐵絲固定一層木方進(jìn)行防護(hù)，如圖8所示。

圖8 橋墩防護(hù)截面示意圖

（2）保證填塞質(zhì)量，避免出現(xiàn)飛石。裝藥完畢后用不吸水的材料在炸藥和填塞物之間做一層隔離，避免填塞物使炸藥受潮；因當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的影響，缺少填塞用的黃土，用巖屑作為填塞物，逐層搗實(shí)，填塞物中含有極少水分且采取了防護(hù)措施，避免了孔內(nèi)多孔粒狀銨油炸藥受潮拒爆。

6 爆破效果

爆后效果如圖9所示，緊靠車站的邊坡爆破后爆堆破碎度好、便于清運(yùn)，無(wú)爆破飛石，未對(duì)車站墩身造成損傷，達(dá)到了預(yù)期的效果。

圖9 爆破效果圖

7 總結(jié)

（1）在比鄰輕軌高架車站石方控制爆破中，采用的先預(yù)裂爆破，后由預(yù)裂孔向自由面方向起爆的方法，有效地保護(hù)了車站橋墩墩身。

（2）進(jìn)行填塞時(shí)，因當(dāng)?shù)貨](méi)有粘性黃土，故用巖屑做填塞物，逐層搗實(shí)，無(wú)爆破飛石產(chǎn)生。在類似環(huán)境條件下施工時(shí)，采取措施使孔內(nèi)銨油炸藥不會(huì)受潮拒爆，可向巖屑中加入少量水，提高填塞質(zhì)量。

（3）為確保毫秒微差逐孔起爆的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)節(jié)約成本，可以采用高強(qiáng)度高精度導(dǎo)爆管雷管來(lái)代替數(shù)碼電子雷管。