工艺工法qc广西高边坡石质路堑控制爆破施工技术

高边坡石质路堑控制爆破施工技术探讨摘要：在紧邻人口密集的深路堑地段，进行石方的爆破施工，既要保证人身和财产安全，又要控制好岩石爆破的破碎程度，防止边坡因过度振动而失去稳定，本文结合XX铁路扩改工程施工实践，介绍了人口密集地区石质路堑爆破施工的设计、施工方法及安全防护措施。1、工程概况XX铁路扩该工程北起XX村出站端XX1+300，终至XX枢纽XX站中心（XX2+131.75），既有线路长度383.805km，改建后线路长度350.693km。由XX承建的XX铁路II标段起讫里程为DK213+813.7～DK284+940.43，全长71.087km。其中路基长61.9km，占管段长度的87.1%。2、地质情况XX线位于湘中丘陵，XX盆地内，总体地势相对较平缓，XX至XX段总的地势为中部高，南北两侧相对较低。区段内的地质构造较复杂，构造作用较强烈，褶皱和断层构造线相对较多，对路堑边坡工程影响相对较大。其中，XXII标DK260+771～DK261+180段路基以挖方形式通过，中线最大挖深约22米，上覆膨胀土<8>:黄色，浅黄色，硬塑状，黏性差，含5～10%角砾，石质成份为灰岩、砂岩等，厚约0～15m;下伏泥岩夹泥质砂岩<9-W4>、<9-W3>、<9-W2>：的全风化层、强风化层、弱风化层。3、总体施工方案3.1开挖原则本段路堑采取纵向分段分层台阶法开挖。表层现已开挖，自挡土墙平台顶下石质路堑为弱风化泥岩夹灰岩。对于极软岩层采取挖掘机开挖，软岩和次坚石开挖采用浅眼弱爆破施工，靠锚固桩侧1m范围和边坡局部地方采用破碎锤凿除。3.2、爆破方法本段路基所经地区，民房密集，且距离铁路正线较近，与常规的爆破方法相比，控制爆破施工更能有效的保证爆破警戒范围及其附近人员、居民生命财产的安全。3.3、控制爆破的原则控制爆破方案遵循“浅眼、密眼、少装药”爆破原则，微差起爆网络，利用废旧车轮胎编制成柔性炮被覆盖炮位，炮被上用φ12钢丝绳连接固定，防止炮被飞出，并保证无飞石冒出。3.4、施工工艺流程总体施工工艺流程如下图所示：控制爆破总体施工流程图7-- 开始浅眼弱爆破设计选配钻孔机具搭设钻孔平台钻机就位钻机钻孔钻孔合格装药及联结安全防护起爆清理哑炮出渣并清危石爆破效果良好修整边坡施工挡土墙修整路基面路基面修整合格结束测量放线准备爆破器材否是装药及联结合格否是否是4、施工配置4.1.施工人员配置：爆破施工配置爆破员2名，开挖工4人，专职安全员1名，警戒人员4名，并形成以项目经理为主、项目总工、项目书记为辅，各个部室相互配合的施工组织机构。4.2、施工设备配置：7-- 序号机械设备名称规格型号单位数量备注1空压机3m3台42风钻台43挖掘机CAT320B台14破碎锤个15自卸车东风153台45、施工前的准备：5.1现场准备对于爆破周围环境进行仔细观察分析，认真调查研究，掌握当地交通、水电供应及附近民情风俗等情况；对施工范围内的道路水系管线和构筑物要取得详细资料，必要时安排拆除或搬迁。5.2人员准备爆破作业是项细致复杂、技术性很强的工作、人员组织上要专业分工，作业人员要进行技术培训，必须要有现场负责人并进行统一调度。5.3料具准备炸药、雷管等火工品由项目部炸药库统一供应。根据爆破量和起爆方式，备齐所需要的材料和机具。5.4技术准备根据地形岩质，路堑断面的形状、进度要求进行爆破设计，并对现场进行好技术培训。6、爆破施工6.1爆破方案：本段路堑石方爆破采用浅孔台阶爆破开挖路堑，应在平整好的台阶工作面上进行，钻孔深度宜为1～2米，不得超过2m，炮孔方向大致与台阶壁面平行或取垂直孔，并宜以较大的角度与岩层面或节理面相交。一次爆破长度宜为10～20m，如过长，爆破覆盖物投入太大，不经济；爆破宽度以路基横向宽度为准，靠右侧为锚固桩，炮眼距锚固桩不小于1m。边坡处采用预裂爆破，使边坡达到平顺。6.2浅孔台阶爆破参数选择（按2m计算）①孔径、孔深孔径D=51mm，孔深=2m②底盘抵抗线W=（0.4～1.0）台阶高度H台阶高度H=2.0m，W=0.5×2=1.0m③孔距、排距a=（1.0～1.5）Wb=（0.9～1.0）a台阶高度H=2.0m时：a=1.0×1.0=1.0m7-- b=1×1=1m，取1m。④堵塞长度：L=（0.75～1.2）WL=0.75×W=0.75×1.1=0.825m，取0.9m。⑤单位炸药消耗量q=0.33KK取1.3q=0.33×K=0.33Kg/m3⑥每孔装药量前排炮孔Q=qWaH=0.33×1.0×1×2.0=0.66Kg/孔，取整装4节药，即前排装药0.6Kg/孔；后排炮孔Q=1.15qWbH=1.15*0.33×1.0×1×2.0=0.76Kg/孔，取整装4节半药，即前排装药0.675Kg/孔；⑦装药结构采用连续装药结构，炸药从孔底装起，一直装到设计量为止，然后进行堵塞，但不应超过孔深的50%。⑧起爆网络起爆网络采用孔外串联等间隔（分段毫秒雷管）起爆网络。6.3预裂爆破参数选择①孔径、孔深孔径D=51mm，孔深=2m②孔距：a=10d=10×0.051=0.51m，取0.5m。③孔斜度：采用设计坡率④线装药密度：0.155Kg/m。⑤装药结构：中间部分用小直径长药卷连续装药，孔底部分采用加粗药卷，孔口不装药，采用雷管或导爆索起爆。⑥堵塞长度：一般取炮孔直径的12～20倍，在此取0.8m。⑦起爆网络：预裂爆破先于主爆破孔起爆，间距时间50～75ms。施工过程中，应根据地形、地质、施工环境的具体情况，及时调整相应的技术参数。6.4孔眼布孔炮孔标定必须按照设计好的爆破参数准确地在爆破体上进行标识，不能随意变动设计位置。布孔前应先清除爆破体表面积土和破碎层，根据施工测量确定的边坡线，从边坡预裂孔开始标定，然后进行其它孔位的布置，布孔完成后，应认真进行校核，实际的最小抵抗线应与设计的最小抵抗线基本相符。6.5钻孔在钻孔过程中，应严格控制钻孔的方向、角度、深度，特别是边坡预裂孔的倾斜度应严格符合设计要求。孔眼钻进时应留意地质的变化情况，并做好记录，遇到夹层或与表面石质有明显差异时，应及时通知技术人员进行研究处理，调整孔位及孔网参数。钻孔完成后，及时清理孔口的浮渣，清7-- 孔直接采用胶管向孔内吹气，吹净后，应检查炮孔有无堵孔、卡孔现象，以及炮孔的间距、眼深、倾斜度是否与设计相符，若和设计相差较多，应对参数适当调整，如果可能影响爆破效果或危及安全生产，应重新钻孔。先行钻好的炮孔，用编织袋（或其它网状物体）将孔口塞紧，防止杂物堵塞炮孔。6.6炮孔装药装药前，要仔细检查炮孔情况，清楚孔内积水、杂物。装药过程中应严格控制药量，把炸药按每孔的设计药量分好，边装药边测量，以确保线装药密度符合要求。为确保能完全起爆，起爆体应置于炮孔底部并反向装药。装药必须用木棍等柔性材料，以防止摩擦生花引起事故发生。6.7炮眼堵塞堵塞物用粘土和细砂拌合，其粒度不大于3mm，含水量15%～20%（一般以手握紧能使之成型，松手后不散开，且手上不沾水迹为准）。药卷安放好后应立即进行堵塞，每层以10cm左右为宜，用木炮棍分层压紧倒实，堵塞中应注意保护好导爆索。6.8炮被覆盖采用双层柔性炮被覆盖，在柔性炮被上方加压土袋，以防止飞石滚石危及附近村庄人员的生命财产安全。土袋均采用工地水泥袋编织袋装土，覆盖时要注意保护好起爆网络，炮被采用钢丝绳联接废旧轮胎而成，如下图所示。（炮被制作安装实物图）6.9安全防护措施①人员疏散：警戒范围为200米。爆破前，专人负责疏散爆破点200米范围内人群。②安全警戒：在进出乡道口，设专人进行警戒。警戒人员佩戴安全袖标，手挥红旗。从疏散人群至炮响排除哑炮期间，进行警戒。警戒布置见下图：7-- （警戒区域示意图）6.10爆破爆破指挥人员要在确认周围的警戒工作完成后方可发出起爆命令，爆破指挥人员应严格执行预报、警戒、解除三种统一信号，并由爆破指挥人员统一发出，防护、警戒人员应按规定信号执行任务，不得擅离职守，制定专人核对装炮、点炮、响炮计数，检查爆破网络、敷设起爆主线。6.10.1起爆方法有两种：①用设计段数的电雷管或非毫秒雷管绑于内药柱或药串上起爆。②用导爆索连结接起爆。在与主炮孔同时施爆的时候，爆孔要迟后于主爆孔50～150ms（硬岩可取小值，软岩宜取大值）起爆,起爆后确认炮数响完，并由爆破作业人员检查结束后，方可发出解除信号，撤除防护人员。如不能确认炮数响完，须待最后一炮响过15分钟后进行检查，确认安全，方可解除警戒。如发生瞎炮应设立防护标志，禁止在其附近作业，做到未经处理不得拆除防护标志。6.11爆破地震和飞石控制采用微差爆破技术，通过控制单段最大起爆药量以满足周围民房对震速的要求。①.一次最大齐爆药量Q全=R1/m(V/K)1/am式中m=1/3V=2.0cm/sK=200a=1.65列表计算不同距离允许齐爆药量R距离（m）30405060708090100Q药量（Kg）6.214.828.948.979.2118.3168.4231.0在现场应根据建筑物距离，确定单段最大齐爆药量。②飞石距离根据经验公式，飞石距离：R=20Kn2W7-- 式中K=1.5n=0.6W=1.1R=20×1.5×0.62×1.1=11.88米，取R=20米6.12爆破出渣路堑石方运距大于1000m时采用自卸汽车配合装卸机械施工，用装卸机铲运装车在铲挖工作面与车辆间进退运行采用V形或L形循环方式，装载机进铲方向应大致与工作面垂直，避免偏载。装车行走速度控制在0.7～1.8m/s,汽车运输道路车道宽度、纵坡、曲线半径应符合有关规定，路面结构要满足重载车辆运行的需要。倾卸时要采取安全防护措施。6.13整修边坡爆破后边坡和堑顶山体稳定，边坡平顺，不破碎不振动，及时清除凸面悬危石、浮石、渣堆杂物，边坡上出现的坑穴、凹槽用浆砌片石嵌补平整。7、施工安全及环境保护7.1施工安全爆破作业及爆破器材的运输、加工都必须严格按国家现行《爆破安全规程》（GB6722）的要求，编制爆破设计方案制定相应措施，爆破器材应由装炮负责人按一次需用量提取，随用随取。放炮后的剩余材料应专人检查核对后及时交还入库。7.1.1装药操作要求：①装药前，非装药人员应撤离装药地点，装药区内禁止烟火；装药完毕，应检查记录装炮个数和地点。②不得使用金属器具皿装药,起爆药包应在现场装药时制作。③大雾天，黄昏和夜间不应进行爆破。确需要在夜间爆破时，应采取有效的安全措施。遇雷雨时，应停止爆破作业，并迅速撤离危险区。7.1.2起爆前防护工作①起爆应由值班人员监督统一指挥，起爆器手柄应始终由爆破组长一人保管。②警戒区周围必须设警戒人员，警戒范围：小药量应距离放炮地点200m以外。③警局内人、畜应撤离，施工机具不能撤离时应有可能的防护；④在有车、船通过的施工地段，确定爆破时应事先与有关运输部门取得联系。7.1.3盲炮处理①对于盲炮，应由原装药人当场处理，处理盲炮时不得撤离警戒；遇特殊情况，经施工负责人准许后可在下次放炮或休息时处理，盲炮位置应设明标志，其周围5m内禁止人员通行；②炮眼中的爆破线路、导火索、导爆等检查完好时，可将引线或电线重新接通，再行起爆；③应在取出堵塞物后重装起爆炸药包；④不得在残眼中继续打眼；⑤可在距炮眼不少于0.6m处打一平行炮眼进行诱爆；⑥硝铵类炸药可用水冲洗。7-- 7.2作业安全①开挖时应定期对坡面坡顶稳定情况进行检查，发现异常现象立即处理；②严禁在松动危岩石下方作业、休息和放置机具；③路堑开挖危及运输道路及建（构）筑物时应采取安全防范措施；④高空作业时必须系安全带，安全带应系在牢固的物件上，临边作业应设防护围栏和安全网；悬空作业应有可靠的安全防范措施。7.3.环境保护①爆破应根据岩性、产状、边坡高度选择适当爆破方法，严格控制药量。爆发后应达到边坡和垫顶山体稳定，避免诱发地质灾害。②在复杂地段进行爆破作业时，（附近有电线、构筑物等）应采取控制爆破措施，必须保证堵塞质量，爆破前将炮口加以掩盖，对需要保护的建筑物予以遮挡，防止震裂和损坏。③废弃石渣应按施工图规定地点妥善处理，不得破坏周边环境，造成有害影响。8、控爆效果根据实施情况，进行了现场检查，数据统计表明，岩石爆破小块率达86%，二次解炮成功率100%，路堑坡度合格率达92%，坡面平整度合格率达90%，一次整坡合格率达95%，经现场监理检查验收合格，可进行边坡防护工程施工。9、应急预案爆破作业时，成立以项目经理为组长的应急预案救援小组，现场的每个干部和工人都自觉加入这个抢险基本队伍中，参加抢险救灾，抢险队伍根据应急反应机构接受上级领导，并制订联络方案，按设防范围和标准上岗值班或接通知参加抢险。10、结束语控制爆破技术在XX铁路工程建设实践中的应用，严格的控制了爆炸能量和爆破规模，使爆破的声响、震动、飞石、破坏区域以及破碎物的散坍范围在规定限度以内，大大降低了施工成本，提高了工作效率，为类似的工程建设积累了丰富的经验。参考规范[1].《爆破安全规程》GB6722-2003中国标准出版社[2].《客货共线铁路路基工程施工技术指南》TZ202-2008中国铁道出版社2008.北京[3].《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》TZ231-2007中国铁道出版社2007.北京[4].《建筑施工场界噪声限值》GB12523-907--