楊悅

摘要 光面爆破技術(shù)是控制爆破方案之一，在高速公路工程邊坡開挖中應用廣泛。文章基于光面爆破技術(shù)應用于緩傾角邊坡效果不佳的現(xiàn)狀，對其成因進行詳細分析，并以某高速公路程K390+050～K390+450段緩傾角路塹邊坡開挖工程為例，進行工藝優(yōu)化和參數(shù)控制，最終該邊坡開挖光面爆破技術(shù)的運用，取得了理想效果，期望該案例能夠為同類路塹邊坡工程開挖施工提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞 公路工程項目；路塹邊坡；緩傾角；光面爆破

中圖分類號 U416.1文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）10-0108-03

0 引言

光面爆破技術(shù)是路塹邊坡爆破開挖的工藝，施工需基于地質(zhì)地形條件，進行工藝設(shè)計與優(yōu)化，從而確保邊坡坡巖穩(wěn)定光滑，確保新開挖邊坡符合設(shè)計要求。該文基于某高速公路緩傾角路塹邊坡開挖實例，對光面爆破技術(shù)應用進行了經(jīng)驗總結(jié)，期望可為同類項目施工提供參考。

1 工程概況

某公路項目沿線有大量深挖巖質(zhì)路塹邊坡，最深處30 m，預計設(shè)計邊坡坡率1∶1.5和1∶1.0，均為典型的緩傾角邊坡。路塹巖體結(jié)構(gòu)類型為強風化片麻巖或全風化片麻巖，夾層松散軟弱，且節(jié)理裂隙發(fā)育，顯著影響了邊坡穩(wěn)定性。項目路塹邊坡施工為確保邊坡穩(wěn)定，保障坡面平滑，結(jié)合實際情況擬選擇光面爆破技術(shù)。某高速公路程K390+050～K390+450段緩傾角路塹邊坡開挖工程邊坡坡度為1∶1.5，施工中分為一級坡和二級坡，臺階高度最大值為10 m。典型緩傾角路塹邊坡設(shè)計橫斷面情況如圖1所示。

2 緩傾角邊坡光面爆破設(shè)計

緩傾角邊坡光面爆破設(shè)計需合理控制的參數(shù)包括最小抵抗線、線裝藥密度、炮孔深度、炮孔直徑、裝藥結(jié)構(gòu)等?；陧椖繉嶋H情況對該路段緩傾角邊坡光面爆破工藝設(shè)計總結(jié)如下：

2.1 光面爆破炮孔直徑d

根據(jù)項目所在區(qū)域地形特征，結(jié)合工地鉆機條件、光面爆破質(zhì)量要求、路塹邊坡巖性等指標初步評估炮孔直徑，并考慮光面爆破鉆孔深度和工程特殊需求，最終確定鉆孔直徑30～100 mm。結(jié)合該項目現(xiàn)場實際情況，選用AirROC D45履帶式汽動鉆機作為鉆孔設(shè)備，確定鉆孔執(zhí)行d為120 mm[1]。

2.2 光面爆破鉆孔超深h

確定光面爆破鉆孔超深的經(jīng)驗公式：

h=CH （1）

式中，C——影響系數(shù)，一般情況下C的取值為0.1～0.25；H——臺階高度，H的取值結(jié)合巖石堅硬程度取舍，取值多在0.2～1 m之間。由于該文光面爆破區(qū)域地質(zhì)為強風化片麻巖體且設(shè)計臺階高度值為10 m，故確定鉆孔超深h=0.5 m[2]。

2.3 光面爆破鉆孔深度l

光面爆破孔深度l取值與鉆孔超深h和邊坡臺階蓋度H有關(guān)，可由下列公式計算：

l=（H+h）/sina （2）

式中，H——邊坡臺階高度；h——鉆孔超深；a——邊坡坡角，即鉆孔傾斜角度。以所得邊坡坡角與臺階高度值為基礎(chǔ)，最終確定該研究中的光面爆破鉆孔深度為19 m。鉆孔布設(shè)情況如圖2所示。

2.4 光面爆破炮孔間距a

炸藥性質(zhì)與鉆孔直徑，會對光面爆孔間距產(chǎn)生直接作用，鉆孔間距會對爆破開裂形成貫穿裂縫產(chǎn)生影響，而炸藥特性則影響路塹邊坡的光滑性及平整性。一般情況下，光面爆孔間距a=（8～12）d。結(jié)合實際情況，考慮爆器材、鉆孔設(shè)備、巖性等因素，確定該項目的最終光面爆破孔間距a取值為1 m[3]。

2.5 光面爆破最小抵抗線W光

光面爆破最小抵抗線用W光來表示，即主爆區(qū)內(nèi)光面爆孔相鄰巖體厚度值，W光值過大，表明光面爆孔周圍相鄰炮孔巖體阻力大，需應用更多的炸藥量，從而影響周邊巖體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。基于此，需對光面爆破最小抵抗線W光值進行合理控制[4]。結(jié)合該項目實際情況，分析計算后確定W光=1.5 m。

2.6 光面爆破不耦合系數(shù)K

光面爆破耦合系數(shù)K表示炮孔直徑d與藥包直徑d0之間的比值，即K=d/d0，結(jié)合項目實踐可知，該系數(shù)取值在2～5之間，結(jié)合現(xiàn)場情況最終確定K值為2.4。

2.7 光面爆破線裝藥密度q線

想要取得理想的爆破效果，確保光面爆破的質(zhì)量需要對裝藥量進行精確控制。

光面爆破的線裝藥密度q線可用如下公式計算

q線=q單αW光 （3）

式中，q單——單位體積消耗的炸藥量。q單的取值應結(jié)合操作區(qū)域的地質(zhì)情況，結(jié)合該文項目所在區(qū)域路塹邊坡為強風化片麻巖，故其取值在150～300 g/m3范圍內(nèi)[5]。結(jié)合項目特點，對相關(guān)參數(shù)計算后，獲得該項目光面爆破線裝藥密度值q線=450 g/m。

2.8 光面爆破起爆時間間隔

光面爆破炮孔的起炮與主爆孔之間存在起爆時間間隔Δt，其取值多為50～150 ms，結(jié)合該項目特點和工程設(shè)計要求，最終確定光面爆破起爆時間間隔為Δt≥100 ms。

2.9 炮孔加強藥段長度

光面爆破中，炮孔底部巖體存在較大的抵抗阻力，為達到最佳的爆破效果，需于炮孔底部2 m范圍內(nèi)增大線裝藥密度值達到正常值的2～5倍，結(jié)合該項目特點和工程設(shè)計，計算后確定該路塹邊坡光面爆破底部線裝藥密度長度為1.2 m[6]。

3 光面爆破施工過程控制

測量操作人員結(jié)合項目特點和施工區(qū)域地形特征，準確進行邊線開口，并對鉆孔定位編號，現(xiàn)場檢測獲得孔口高程值，以鉆孔傾斜角度為基礎(chǔ)確定鉆孔深度。鉆孔操作人員根據(jù)獲取的鉆孔傾斜角度和鉆孔深度數(shù)據(jù)，嚴格作業(yè)流程，對鉆孔傾角加強控制，確保精度值，使其符合邊坡坡度要求和方案設(shè)計標準。

3.1 光面爆破孔施工工藝

結(jié)合實際情況分析，導致光面爆破孔施工誤差的誘因包括軌跡誤差、開孔誤差、對中誤差三種常見類型。在實踐中可采取“對位準、方向正、角度精”要求嚴格修正鉆孔設(shè)備，確保光面爆破鉆孔取位精準，降低施工誤差導致的后續(xù)不變。該項目鉆孔施工應用的鉆孔設(shè)備為AirROC D45履帶式汽動鉆機。鉆孔施工時通過以下措施確保光面爆破鉆孔精度值：①以角鋼制作1∶1.5的直角三角形，并以細線將三角點聯(lián)成籠狀。②按照直角三角形鉆孔，確保光面爆破鉆孔施工符合要求，使鉆桿和直角三角形的斜邊之間保持平行關(guān)系。③對鉆孔位置精準判斷，確保操作系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，采用坡度尺校準鉆桿鉆進角度。④加強施工檢測，確保鉆桿鉆進角度合規(guī)，對施工區(qū)域巖性狀況嚴密檢測[7]。

3.2 光面爆破裝藥工藝

光面爆破裝藥工藝采用加強裝藥段、正常裝藥段、減弱裝藥段組合的不耦合間隔裝藥結(jié)構(gòu)，相比于普通爆破在裝藥方式方面工藝更復雜，要求裝藥結(jié)構(gòu)必須嚴格參照設(shè)計標準執(zhí)行，確保填藥量準確。

（1）技術(shù)人員結(jié)合炮孔實測成果圖對炮孔驗收，檢測炮孔孔深是否符合設(shè)計規(guī)范，結(jié)合實測孔深計算裝藥量并根據(jù)不同炮孔編號填充，確保裝藥量大于1 d，爆破前檢查有誤錯位和孔內(nèi)脫落現(xiàn)象。裝藥結(jié)構(gòu)如圖3所示。

（2）裝藥前檢查，以木桿或塑料棒對爆孔內(nèi)有無雜質(zhì)殘留進行檢查，確定有無炮孔壁變形，雜物未徹底清理或孔壁變形塌陷情況下不可裝藥。

（3）將藥串上塑料片緩慢抬起，并把藥串填入炮孔內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)中途卡頓可將藥串上提30 cm后繼續(xù)下落，仍然存在卡頓，將藥串提起后對炮孔壁處理，確認無誤后重新裝藥[8]。

3.3 光面爆破起爆網(wǎng)路

采用導爆索對該項目施工中的光面爆破起爆網(wǎng)進行連接，導爆索為閉合起爆裝置，毫秒級延遲，詳情如圖4所示。

3.4 光面爆破炮孔堵塞

確定該項目所用光面爆破孔堵塞長度值為1.5 m，堵塞物選用黏土，含水量控制在10%～15%，控制堵塞泥團直徑小于30 mm，不可以石渣或鉆孔巖粉堵塞爆破孔。

3.5 光面爆破安全距離控制

該項目施工作業(yè)區(qū)域位于荒山，人煙稀少，無歷史古跡和重要建筑物等，將爆破飛石范圍控制在300 m，爆破震動范圍控制在500 m以提高爆破安全性，操作嚴格執(zhí)行爆破安全規(guī)程[9]。

3.6 光面爆破施工工藝流程

該項目光面爆破施工工藝流程如圖5所示。

4 光面爆破效果分析

該項目路塹邊坡共715個主爆孔和412個光面爆破孔，分三次爆孔，爆破石方約43 000 m3。對該項目光面爆破結(jié)果進行分析，強風化片麻巖段和弱風化片麻巖段炮眼痕率分別為51%和86%，超、欠挖量控制在20 cm內(nèi)，兩項指標均符合設(shè)計規(guī)范。光面爆破后路塹邊坡巖石表面、半孔孔壁無爆破裂紋，爆破效果好[10]。

5 結(jié)語

綜上所述，光面爆破效果與地質(zhì)特征、炸藥性能、爆破參數(shù)等相關(guān)，施工單位在選擇光面爆破工藝時，應對相關(guān)因素嚴格控制以提高施工質(zhì)量。該文對某公路項目K390+050～K390+450段緩傾角路塹應用光面爆破施工工藝進行邊坡開挖工程，進行了案例分析，結(jié)合實際情況進行了緩傾角路塹邊坡開挖光面爆破參數(shù)設(shè)計和工藝優(yōu)化，結(jié)果證實應用光面爆破施工工藝后路塹邊坡平整度提升，路塹邊坡穩(wěn)定性改善，超、欠挖量減少，光面爆破技術(shù)與傳統(tǒng)爆破方案相比，爆破次數(shù)少、開挖成本低、爆破安全性高。

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