高深挖路基爆破石方开挖技术

高深挖路基爆破石方开挖技术

张渊

张渊

中国建筑土木建设有限公司湖北孝感432400

摘要：高深挖路基爆破石方开挖施工是高速公路施工中常用的技术手段，其施工质量对整体质量和安全都有较大影响。深挖路基往往伴随着石方开挖，而在大方量的石质路基开挖过程中多采用深孔爆破技术，该技术施工条件简单，安全系数高，爆破效果好，工期短，大块粒径率低，能满足填石路基要求。本文结合工程实例，对高深挖路基爆破石方开挖施工的技术方案与施工要点进行研究论述，以为相关工程实践及研究提供参考。

关键词：高深挖；路基；爆破；石方开挖；施工技术

我国建设事业取得快速发展，但是在地质结构较为复杂的地区，路基处于地壳表面，开挖暴露后，容易受到各种破坏，甚至是变形。因此在环境复杂的土石方开挖中，需要引入科学有效的施工技术，才能保证施工的质量和进度，以及周围建筑、行车和人员的安全。目前，在土石方工程中，一般采用控制爆破技术，但是因其爆破施工环节极其复杂，施工技术难度较大，可能会对高路基边坡产生一定的影响。因此必须不断的研究控制爆破施工技术，以保证施工的质量和进度。

一、路基石方爆破专项施工方案是非常重要的，方案的制定是为了更好的进行施工，保障每个人的施工安全，每个细节都很关键。

爆破方案及安全防护措施

1爆破方案的选择

针对现场复杂的环境条件，经分析比较，研究决定采用微差爆破法施工。两相邻药包或前后排药包以毫秒的时间间隔依次起爆，称为微差爆破，亦称毫秒爆破，多发一次爆破最好采用毫秒雷管，当装药量相等时，其优点是：可减振1/3～2/3左右，前发药包为后发药包开创了临空面，从而加强了岩石的破碎效果，降低了岩石夹制力，降低一次爆破堆积高度、有利于机械作业、可节省炸药20%，并可增大孔距，提高每米钻孔的炸落方量，炮孔排列和起爆顺序，根据断面形状和岩性。

2.爆破技术设计

2.1爆破施工时，应确保施工进度及施工质量，【S】确保基础底部标高与设计标高偏差控制在±0．2m。

2.2爆破地震波、空气冲击波、飞石等不产生破坏性影响；且施工时，配备20名专职安全员警戒，现场安装测震仪测振动波。本标段有多处为深路堑地段，开挖深度较深，需分别进行钻爆设计。边坡随开挖随防护，以防边坡顺层滑动，爆破引起的松动岩石及时清除；边坡突出的个别欠挖部分用风镐剥离，使其达到验收标准。清碴采取机械挖装运，人工配合。

3.路基爆破设计

开挖石方采用台阶松动控制爆破，小型潜孔钻机配合风动凿岩机钻孔，坡面预留光爆层。深挖地段，石方面积较大、挖方较深且数量集中，主要采用潜孔钻机钻孔，实施台阶式深孔微差松动控制爆破。对于其余地段挖深较浅和方量不大的边坡、路基面修整采用风动凿岩机钻眼，浅孔微差松动控制爆破。为保证爆破效应，均采用大孔距，小排距，梅花形布孔（邻近系数m=a/b=2.0～2.5），并采用导爆管毫秒雷管实施逐排微差挤压爆破。

3.1爆破施工的安全技术措施有：

①警戒范围为对爆破区域所在公路两端200米进行封闭，并对爆破点辐射山头200范围进行清场封闭。论文发表。

②为保护低矮通讯线、光缆线，采用毛竹剖成两半去芯后将光缆线包围在中间进行防护。

③在电线杆周围3米范围内不进行爆破作业，以保证现场原有架线线路的安全。

④在爆破区域外沿公路布设建筑脚手片防护墙，下部采用三排脚手片，上部采用双排脚手片，高度为6米左右。

4.起爆方法的选择和起爆网路设计

微差爆破间隔时间的确定：【M】确定合理的微差爆破间隔时间，对改善爆破效果与降低地震效应具有重要作用。在确定间隔时间时主要考虑岩石性质、布孔参数、岩体破碎和运动的特征等因素。微差间隔时间过长，则可能造成光爆孔破坏后的爆孔的起爆网络过短，则后爆孔可能因先爆孔末形成新自由而影响到爆破质量。间隔时间的长短按以下经验公式确定：

Δt=KpW1（24-f）

式中：Δt—微差间隔时间，ms；

Kp—岩石裂隙系数。对于裂隙小的岩石，Kp=0.5；对于中等裂隙的岩石，Kp=0.75；对于裂隙发育的岩石，Kp=0.9；

W1—台阶底盘抵抗线，m；

f—岩石坚固性系数，本地区f=9-17。

经计算，Δt=15.75～33.75，选取Δt=25～30

雷管：以非电毫秒延时雷管为主，毫秒微差间隔起爆。非电毫秒雷管抗水性和耐火性较好，不受杂散电流影响，操作安全，使用简单，起爆可靠性高，防止早爆，拒爆性能好，本工程一般以2-10段非电毫秒雷管为主。

二、土方开挖质量控制要点

1.土方开挖过程当中需要以施工图纸为依据，【J】遵循自上而下的基本原则展开开挖工作，杜绝出现超欠挖的问题。同时，无论工程实施中的土方开挖工作量有多大，所开挖区域的土层深度多高，都不得使用爆破法掏洞取土。

2.若开挖过程当中所开挖出的土层性质与前期勘察数据之间产生较大差异，则需要由施工方及时汇同设计方展开研究，对施工方案进行修改同时挖出边坡。

3.在土方开挖期间，设计路床顶面标高时需要考虑到在压实因素影响下而产生的下沉量，根据试验确定取值参数。对于路基顶面以下300.0mm的压实度或在顶面以下换土高于300.0mm的情况下，应当按照95％的标准进行压实度控制工作。

4.若在土石方开挖期间，路堑或边坡区域内出现明显的地下水渗漏问题，则需要工作人员及时根据对渗流位置的定位以及渗流量的计算，设置相应的排水沟，截水沟，或集水井等排水设施，严格控制地下水水位，并引导地下水的排出。

5.由于本工程土石方开挖范围内涉及到部分溶洞地区，受到本区域内特殊地质条件的影响，在土石方开挖过程当中建议通过爆破方式完成施工。在爆破施工的过程当中，有以下几个方面的质量控制要点：第一，溶洞爆破过程随着正常梯段爆破施工进行，即在正常爆破处至少一个侧向临空面后开始钻孔、爆破（本工程中梯段爆破深度按照12.0m进行控制）；第二，原则上以布孔位置尽量避开溶洞正上方钻孔为宜。减小穿孔的可能性，同时对洞顶围岩爆破挤压效果有利；第三，溶洞顶部钻孔孔底距溶洞顶的距离不能小于钻孔起爆排距，目的在于使溶洞整体塌落的同时，不至于产生过大的底部爆轰应力而出现爆破飞石。本工程当中，溶洞上方钻孔孔底与溶洞顶部的间隔距离按照3.0m标准控制，溶洞外部钻孔孔深则参照台阶高度标准加钻孔超深控制；第四，爆破后，采取反铲配合自卸车在溶洞侧面逐步装运合格石料至回填区。派专人负责观察溶洞的出露情况，在确定溶洞塌陷的前提下才允许反铲继续挖装。挖装过程中，反铲立于溶洞外侧坚实的岩层上，挖除软弱岩层和溶洞充填物。软弱岩层和溶洞充填物运至渣场，以完成整个爆破开挖工作。

总结

综上所述，高路基土石方控制爆破因施工条件复杂，所涉及的因素较多，在施工工程中，首先要对整个爆破施工环境和地质条件进行充分的了解和掌握，根据所掌握的第一资料，编制详细的爆破施工技术方案，严格按照设计方案进行施工，通过对高路基土石方整个爆破过程施工方案的制定，以及爆破施工中采取的措施，有利于保留岩体稳定，同时也实现了边坡坡面的平整度，提高了路基边坡的稳定性。但是我国的控制爆破水平与世界先进水平相比还存在较大的差距，因此应该不断地创新爆破技术，提高对爆破技术人员的管理水平，促进我国社会经济的快速发展。

参考文献：

[1]GB6722-2015，爆破安全规程[S].

[2]汪旭光.爆破设计与施工[M].冶金工业出版社，2017.

[3]凌家春.深挖路基石方边坡控制爆破施工技术[J].黑龙江科技信息，2018.