論高等級公路石方路基施工中的綜合爆破方法

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1高等級公路石方路基施工中采用綜合爆破方法的必要性和重要性

　　山區(qū)高等級公路石方工程量大且集中，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般約占土石方總量的45％-75％，爆破是石方路基施工中最有效的方法，也可以用于爆松凍土、淤泥、開采石料等。在公路工程中采用綜合爆破方法施工，不但施工技術(shù)獲得了重大革新，而且對公路選線、設(shè)計(jì)也有較大的影響。首先，高等級公路石療設(shè)計(jì)工程量大，工期要求緊，施工環(huán)境復(fù)雜，施工條件困難，尤其是質(zhì)量要求高。其主要體現(xiàn)在路塹邊坡開挖成型后要平整順適，防護(hù)簡單適用，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，避免造成過大的超挖或欠挖，影響其邊坡安全。同時(shí)，還體現(xiàn)在路基填方分層厚度不超過50cm最大粒徑不超過其厚度的2／3，至少要求要控制在33cm以下，并保證其平整度達(dá)到規(guī)范要求，否則影響填方路基的壓實(shí)效果，造成路基成型后的不均勻沉降、邊坡的垮塌等后果。其次，挖方路基施工中，采用綜合爆破技術(shù)是成本控制的基礎(chǔ)，是提高勞動生產(chǎn)效率的前提，是安全生產(chǎn)的綜合要求。它能為實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械化施工提高技術(shù)支持，是工程施工中技術(shù)創(chuàng)新的一個重要課題。

　　2綜合爆破方法的內(nèi)容及特性

　　石方綜合爆破是結(jié)合各種爆破方法的最佳使用特性，因地制宜綜合配套使用的一種比較先進(jìn)的爆破方法。常見的幾種爆破方法在綜合爆破中的特性如下：

　　2.1鋼釬炮

　　在路基工程中，通常指眼炮直徑和深度分別小于7cm和5m的爆破方法：一般情況下，單獨(dú)使用鋼釬炮爆破石方是不大經(jīng)濟(jì)的，其原因是：①炮眼淺，用藥少，每次爆破的方數(shù)不多，并且靠人工清除，所以功效較低；②不利于爆破能量的利用，由于眼淺，爆破時(shí)爆炸氣體很容易沖出變成不作功的聲波，以致響聲大而炸下的石方不多。個別石塊飛得很遠(yuǎn)，因此在公路工程中盡可能少用這種炮型。但是由于它比較靈活，因而它又是一種不可缺少的炮型，在地形艱險(xiǎn)及爆破量較小的地段，如打水溝、開挖便道、開挖基坑等情況下時(shí)仍是必須的，在綜合爆破中是一種改造地形、為其他炮型服務(wù)的輔助炮型。

　　2.2深孔爆破

　　深孔爆破就是孔徑大于75mm、深度5m以上、采用延長藥包的一種爆破方法。炮孔需用大型的淺孔鑿巖機(jī)或穿孔機(jī)鉆孔，如用挖運(yùn)機(jī)械清方可以實(shí)現(xiàn)石方施工全面機(jī)械化，是大量石方快速施工的發(fā)展方向之一。其優(yōu)點(diǎn)是勞動生產(chǎn)率高，一次爆破的方量多，施工進(jìn)度大，爆破時(shí)對路基邊坡的影響比大炮小。若配合預(yù)裂或光面爆破，則邊坡平整穩(wěn)定，爆破效果容易控制，爆破時(shí)比較安全，但由于需要用大型機(jī)械，或轉(zhuǎn)移工地、開辟場地、修筑便道等準(zhǔn)備工作都比較復(fù)雜，且爆破后仍有10％～25％的大石塊需經(jīng)第二次爆破改小。深孔爆破除需正確選用設(shè)計(jì)參數(shù)和布孔外，對裝藥堵塞等操作技術(shù)要求也比較嚴(yán)格，隨著石方施工機(jī)械化程度的提高，深孔爆破已開始在石方集中，地形較平緩的埡口或深路塹中使用，并獲得較好的效果。因此，在有條件時(shí)應(yīng)盡可能采用這種爆破方法。

　　2.3微差爆破

　　兩相鄰藥包或前后排藥包以毫秒的時(shí)間間隔(一般原來15ms～75ms)依次起爆，成為微差爆破，亦稱毫秒爆破。多發(fā)一次爆破最好采用毫秒雷管。當(dāng)裝藥量相等時(shí)其優(yōu)點(diǎn)是：可減震1／3～2／3左右；前發(fā)藥包為后發(fā)藥包開創(chuàng)了臨空面，從而加強(qiáng)了巖石的破碎效果，降低多排炮一次爆破的堆積高度，有利于挖掘機(jī)作業(yè)，由于逐發(fā)或逐排依次爆破，減少了巖石央制力，可節(jié)省炸藥20％并可增大孔距，提高每米鉆孔的炸落方量。多排孔微差爆破是淺孔深孔爆破發(fā)展的方向。

　　2.4光面爆破和預(yù)裂爆破

　　光面爆破是在開挖界限的周邊適當(dāng)排列一定間隔的炮孔。在有側(cè)向臨空面的情況下，用控制抵抗線和藥量的方法進(jìn)行爆破，使之形成一個光滑平整的邊坡。預(yù)裂爆破是在開挖界限處按適當(dāng)間隔排列炮孔，在沒有側(cè)向臨空面和最小抵抗線的情況下，用控制藥量的方法預(yù)先炸出一條裂縫，使擬爆體與山體分開，作為隔震減震帶.起保護(hù)和減弱開挖界限以外山體或建筑物的地震破壞作用，光面與預(yù)裂爆破后，在邊坡壁上通常均留下半個炮孔的痕跡，預(yù)裂炮的起爆時(shí)間在主炮之前，光面炮在主炮之后，其間隔時(shí)間可取25ms～50ms，同一排炮必須同時(shí)起爆，最好用傳爆線起爆，否則會影響爆破質(zhì)量。

　　2.5藥壺炮(烘膛炮)

　　藥壺炮是指在深為2.5m～3m以上的炮眼地步用少量炸藥經(jīng)一次或多次烘膛，使眼底成葫蘆形，將炸藥集中裝入藥壺中集中爆破，此方法主要用于露天爆破，是小炮中最省工、省料的一種方法。

　　2.6貓洞炮

　　貓洞炮是指炮洞直徑為0.2m～0.5m，洞穴成水平或略有傾斜，深度小于5m，用集中藥包在炮洞中進(jìn)行爆破的一種方法。其特點(diǎn)是充分利用巖體本身的崩塌作用，能用較淺的爆破比較高的巖體，在有縫隙的軟石和堅(jiān)石中，階梯高度大于4m，藥壺炮藥壺不易形成時(shí)，采用這種爆破方法可以獲得好的爆破效果。

　　2.7洞室炮

　　為使爆破設(shè)計(jì)斷面內(nèi)的巖體大量拋擲出路基，減少爆破后的清方工作量，保證路基的穩(wěn)定性，可根據(jù)地形和路基斷面形勢采用不同性質(zhì)的洞室炮爆破法。大型洞室爆破威力大，效率高，可以縮短工期、節(jié)約勞力、技術(shù)安全可靠性也大，但使用不當(dāng)，則可能破壞山體平衡，造成路基后遺病害。使用時(shí)必須進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，摸清當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件及周圍環(huán)境，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定。

　　3選用各種爆破方法的基本原則

　　為了充分發(fā)揮各種爆破方法的特點(diǎn)，剎用地形和地質(zhì)的客觀條件，在路基石方工程中采用綜合爆破，選用各種爆破方法，組織炮群，有計(jì)劃、有步驟地爆破對開挖石方是十分重要的。為此。石方工程的施工方案應(yīng)按下列原則進(jìn)行。

　　(1)全面規(guī)劃，重點(diǎn)設(shè)計(jì)。應(yīng)針對不同的地形條件和路基設(shè)計(jì)斷面的形狀確定石方開挖深度、開挖寬度、邊坡坡率，根據(jù)不同的地質(zhì)條件確定軟石、次堅(jiān)石及堅(jiān)石的分布段落和數(shù)量差異，并根據(jù)周圍建筑村落分布情況等施工爆破的客觀環(huán)境確定那些地段采用洞室炮、深孔炮，那些地段采用小炮群以及各段的開挖順序，進(jìn)行爆破方案的選擇。

　　(2)有路基面開挖形成高階梯，為了充分利用巖石的崩塌作用，開挖應(yīng)從路基面開始，逐漸形成高階梯，為深孔炮、藥壺炮或貓洞炮創(chuàng)造有力條件。

　　(3)綜合利用小炮群，分段分批爆破，一般有以下幾種方法：①在半填半挖的斜坡地形，采用一字排炮，對自然坡度較緩的地形應(yīng)先用鋼釬炮切角，改造地形后，在采用一字排炮；②路線橫切小山包時(shí)。采用鋼釬炮三面切角，改造地形后，再在中間用藥壺爆破；③遇路基加寬、階梯較高的地形，采用上下互相配合的小炮群；④對拉溝地塹，采用兩頭開挖時(shí)，可以用豎眼揭蓋，平眼

　　搜底的梅花炮；⑤機(jī)械化清方時(shí)，如遇堅(jiān)石，可采用眼深2m以上的鋼釬炮，組合成30～40個的多層炮群，或采用深孔炮。在堅(jiān)硬巖石中為使巖石破碎的程度滿足清方的要求，除調(diào)整炮群、設(shè)計(jì)參數(shù)外，還可以采用微差爆破和間隔藥包。遇軟石或節(jié)理發(fā)育的次堅(jiān)石，可采用松動爆破開挖。

　　(4)為了降低工程造價(jià)，有條件時(shí)可在綜合爆破中采用銨油炸藥。

　　4工程實(shí)例

　　在長晉高速公路第十七合同段澤州互通石方路基工程中，石方數(shù)量占整個主線和匝道土石方總量的95％以上，挖石方數(shù)量共計(jì)97萬余m3，填石方數(shù)量為54萬余m3。路塹設(shè)計(jì)最大挖深為35m，每10m一階，每階設(shè)2m平臺，每階邊坡坡率依次為1：0.3，1：0.5，1：0.75，根據(jù)地形地質(zhì)及環(huán)境條件，為達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在工程施工中制定了以下爆破施工方案，效果甚佳。

　　(1)邊坡一律采用光面或預(yù)裂爆破方式，打眼方式采用機(jī)械打眼，利用自行式鑿眼機(jī)或潛孔鉆一次鉆到每階平臺設(shè)計(jì)標(biāo)高位置。

　　(2)路線主體盡量采用深孔爆破方法，局部采用鋼釬炮、烘膛炮等方法，遇軟石或夾理發(fā)育的次堅(jiān)石，可采用松動爆破開挖。

　　(3)爆破順序，采用從上至下的分臺階、順路線方向縱向推進(jìn)爆破，控制了最大爆破深度，不超過10m，縱向以每40m～50m為一個單元，邊坡和主體采用微差爆破一次性完成。無條件的或針對半填半挖段僅采用光面爆破配合其他方法即可。

　　(4)孔徑和孔位的選擇，孔徑采用8cm鉆頭進(jìn)行鉆孔。邊坡預(yù)裂孔間距采用1m分布，按邊坡坡度控制炮桿位置，路線主體內(nèi)炮孔間距采用4m，排的間距采用5m，按梅花形均勻布置。

　　(5)針對路基填挖情況，填方中利用石方數(shù)量的來源確定棄方的數(shù)量和段落及棄方的場地。填方時(shí)利用能滿足填方粒徑要求的石渣，粒徑過大的能棄則棄，不能棄的再二次機(jī)械或爆破減小；根據(jù)工程量合理劃分施工小組，多個小組齊頭并進(jìn)，爆破小組、運(yùn)輸小組、填方推碾壓小組一體化做到綜合規(guī)劃，因地制宜，統(tǒng)籌兼顧在實(shí)現(xiàn)石方施工機(jī)械化的同時(shí)，不僅要滿足施工質(zhì)量要求，還要保證施工進(jìn)度。

　　(6)在安全施工預(yù)防上，制定安全生產(chǎn)制度，規(guī)范爆破程序，落實(shí)安全責(zé)任人，加強(qiáng)專職人員上崗前的培訓(xùn)教育，搞好炸藥庫的管理工作，細(xì)化火工用品的出入庫手續(xù)，火工用品運(yùn)輸和使用的制度，抓好爆破施工的現(xiàn)場管理、爆破時(shí)間的統(tǒng)一、爆破現(xiàn)場的規(guī)范警戒，做到有序起爆，嚴(yán)格爆破中炸藥的使用量，做到周圍建筑物和人員的安全保障，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)無事故。

　　(7)最重要的還要抓好基礎(chǔ)性的技術(shù)工作，路基開挖前的放樣工作，尤其是路基邊坡開口線的測量放樣、復(fù)測開鉆、標(biāo)高及開挖深度的控制，邊坡坡率的控制等工作，滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。