浅谈路基光面爆破施工关键工艺

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　　摘 要:本文结合贵阳西南绕城公路K8+554~K8+830段挖方石质路堑边坡光面爆破为例，介绍路基光面爆破施工的关键工艺。
　　关键词:光面爆破 炮孔布设 炸药安装 孔口填塞 起爆控制
　　
　　1、引言
　　路基光面爆破是公路建设在深挖方石质路堑边坡最常见的一种开挖方式，其特点是在开挖限界的周边，适当排列一定间隔的炮孔，在有侧向临空面情况下，用控制抵抗线和炸药量的方法进行爆破，使之形成一个光滑平整的边坡。
　　2、工程概况
　　贵阳西南绕城公路K8+554~K8+830段为斜坡地全挖石质路堑。岩性以坚硬的厚层细晶质灰岩为主，节理发育，岩体坚硬，属坚硬的碳酸盐岩；路线左侧为三级高边坡，设计坡比1:0.5～1:0.75，设有两级平台各宽1m,台阶高度10m；路线右一级边坡，坡比1：0.75，坡率较陡，要求严格保证边坡的稳定性。路堑两端100~120m附近有毛石民房或一般砖房，抗震性差，要求严格控制爆破振动破坏效应，必须避免产生飞石。
　　3、光面爆破施工关键工艺
　　3.1 炮孔布设及施工
　　炮孔布设：当坡面平台开挖至设计高程后，将其顶部大体整修在一个平面上且预留光爆层厚度能满足光爆设计要求，炮孔布设理论设计参数如下：
　　炮孔成孔直径d=50mm；最小抵抗线W=21.5d=1.08m；炮孔间距a≤0.8W=0.86m。
　　结合现场开挖后边坡岩体实际情况，将炮孔布设的参数调整如下：
　　坡面岩体预留光爆层厚度控制在1.3m～1.5m；炮孔间距a＝0.6m。
　　钻孔施工：采用φ42mm钻头，YG80导轨式风动凿岩机，钻杆每节长2m,钻孔深度可达20m，按设计规定坡比及高度一次钻眼成孔。影响光面爆破效果的最关键因素之一是钻孔精度，故要求钻孔施工前应严格做好边坡测量放线，再搭设钻孔台架，移动、调整钻机就位，注意钻架的倾斜度要与边坡设计坡比必须一致，按照“对准位、方向正、角度精”三要点安装固定钻机，挑选技术水平较高、有经验的工人操作钻进，以保证钻孔的精度，施工过程中应注意压力应适中以避免炮孔在坡面上产生前后偏移；压力太大会导致钻杆产生“漂”钻，使边坡开挖后出现欠挖；压力太小则使钻杆产生“掉”钻，不但会导致爆破后边坡超挖，还使边坡坡率偏陡而产生安全隐患。钻孔时，可在钻杆两侧各悬挂一根等长的垂绳，用以检查钻杆钻进角度等是否符合要求，避免钻杆沿坡面左右偏移而导致相临光爆孔穿孔，影响坡面平整度，出现超欠挖现象。
　　3.2炸药安装
　　3.2.1装药量计算
　　线装药密度ql=0.25kg/m；可根据爆破效果进行调整；
　　每孔装药量Q=ql×L，L为炮孔深度，单位为m；
　　3.2.2装药结构
　　采用不耦合装药结构。即1/2卷（整卷沿中线切开）2#岩石乳化炸药间隔绑扎在导爆索及竹片上，形成一个断续的炸药串，其中孔底绑扎2节整卷炸药，之后以上每隔一卷长度绑扎一半卷药卷。
　　3.2.3装药
　　装药前先将炮孔内石粉和积水用高压风管吹干净，然后实测每个炮孔的深度和最小抵抗线，并校核每孔用药量。装药时严格按实际孔深和最小抵抗线计算用药量，并计算装药高度，根据孔位编号列表统计、计算各孔实际用药量。
　　装药：在炮孔清理及用药量核对完毕后，可将事先加工好的炸药结构放入孔内，注意竹片应放在边坡内侧，孔底部1~2m范围竹片与导爆索、炸药要加密帮扎牢固。
　　3.3孔口堵塞
　　填塞是保证爆破成功的重要环节之一，保证足够的填塞长度和填塞质量非常关键。
　　3.3.1填塞材料
　　采用黏土和砂子按2:1的比例拌和料，砂土内不得含石块和较大颗粒杂物，含水量15%~20%，填塞料要求用手握住略使劲时能够成型，松手后不散，且手上不沾水迹。
　　3.3.2填塞要求
　　填塞长度原则上要求大于底盘抵抗线与装药顶部抵抗线平均值的1.2倍，现场孔口堵塞长度控制在150cm左右。堵塞时先用纸团放入孔内最上端的药卷顶部位置，然后再用拌和好的填塞材料分多次进行堵塞密实至孔口。填塞作业时做到不夹扁、挤压和张拉导爆管、导爆索，保护雷管引出线。
　　3.4起爆控制
　　起爆控制采用导爆索起爆，同段起爆的光爆孔数量应根据爆破安全检算的最大起爆药量来确定，当振动太大时采用分组分段起爆，分组光爆孔间可采用在顶部增加一个约3m深的导向空孔。
　　3.4.1爆破规模安全检算
　　根据允许最大起爆药量为Q允=R3（v/k）3/α，确定最大起爆药量Qmax＜Q允，R为爆区到被保护对象的最小距离约100~120m，v为爆破振动时被保护对象的允许振速，取1.0cm/s；岩性系数k取150；α取1.5值。计算得Q允=R3（v/k）3/α=44.4~76.8kg。
　　根据每个炮孔线装药量（11.5×0.25+0.1）=2.85kg计算得一次可同时起爆25个炮孔。
　　3.4.2飞石安全允许距离检算
　　飞石安全允许距离为Rf：由式Rf=20n2WKf计算，式中n为爆破作用指数，取1.5；W为最小抵抗线，取1.5m；Kf为安全系数，取1.5。计算得Rf=68.4m，小于工地附近民房到施工现场最小为100m的距离，同时满足《爆破安全规程》深孔爆破的飞石安全允许距离Rf不得小于200m的规定。
　　4、实施效果
　　安全方面：该路堑光面爆破在施工过程中能很好地做到安全起爆，对周围环境产生的爆破振动、个别飞石等有害效应均在事先设计限制允许范围内，保证了周边建筑物的安全。
　　质量方面：爆破后的路基边坡坡面平整，线形美观，坡率满足设计要求，且边坡面岩体无明显破坏受损、超欠挖现象，坡体稳定性好。
　　经济方面：爆破效果反映出炸药利用率高，降低炸药单耗，从而降低爆破成本。另一方面爆破体效果理想，可以提高挖装机械的施工效率和清运速度，降低机械施工成本；坡面岩体外观、线形、稳定性好，可避免施工坡面其他防护工程，降低工程投资。
　　5、结语
　　a、根据开挖边坡围岩级别实际情况是科学、合理选择爆破设计参数的重要依据，经过现场试验，完善对设计参数的调整，使光爆效果各项指标达到最佳。本路段光爆最后参数：预留光爆层厚1.5m；炮孔间距a=60cm；线装药密度ql=0.3kg/m；爆破作用指数n=1.5。
　　b、光爆效果好坏取决于钻孔精度、装药、堵塞三大工序，故必须挑选技术水平较高、有丰富爆破经验的施工人员进行操作，并且每道工序必须严格做到精细、严密，加强施工过程每道工序的检查，方能实施出效果理想的光爆效果，取得较好的经济效益。
　　
　　参考文献
　　1 《路桥施工计算手册》（人民交通出版社 2006年）
　　2 《爆破工程施工与安全》（冶金工业出版社 2007年）

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