论高等级公路石方路基施工中的综合爆破方法.doc

'论高等级公路石方路基施工中的综合爆破方法　　摘要：指出高等级公路石方路基施工中采用综合爆破方法的重要性。提出综合爆破方法的内容及特性，最后阐述了选用综合爆破方法的基本原则。　　关键词：综合爆破；石方路基；高等级公路　　　　1　高等级公路石方路基施工中采用综合爆破方法的必要性和重要性　　　　山区高等级公路石方工程量大且集中，据统计，一般约占土石方总量的45％-75％，爆破是石方路基施工中最有效的方法，也可以用于爆松冻土、淤泥、开采石料等。在公路工程中采用综合爆破方法施工，不但施工技术获得了重大革新，而且对公路选线、设计也有较大的影响。首先，高等级公路石疗设计工程量大，工期要求紧，施工环境复杂，施工条件困难，尤其是质量要求高。其主要体现在路堑边坡开挖成型后要平整顺适，防护简单适用，结构稳定，避免造成过大的超挖或欠挖，影响其边坡安全。同时，还体现在路基填方分层厚度不超过50cm最大粒径不超过其厚度的2／3，至少要求要控制在33cm以下，并保证其平整度达到规范要求，否则影响填方路基的压实效果，造成路基成型后的不均匀沉降、边坡的垮塌等后果。其次，挖方路基施工中，采用综合爆破技术是成本控制的基础，是提高劳动生产效率的前提，是安全生产的综合要求。它能为实现工程机械化施工提高技术支持，是工程施工中技术创新的一个重要课题。　　　　2　综合爆破方法的内容及特性　　　　石方综合爆破是结合各种爆破方法的最佳使用特性，因地制宜综合配套使用的一种比较先进的爆破方法。常见的几种爆破方法在综合爆破中的特性如下：　　2.1钢钎炮　　在路基工程中，通常指眼炮直径和深度分别小于7cm和5m的爆破方法：一般情况下，单独使用钢钎炮爆破石方是不大经济的，其原因是：①炮眼浅，用药少，每次爆破的方数不多，并且靠人工清除，所以功效较低；②不利于爆破能量的利用，由于眼浅，爆破时爆炸气体很容易冲出变成不作功的声波，以致响声大而炸下的石方不多。个别石块飞得很远，因此在公路工程中尽可能少用这种炮型。但是由于它比较灵活，因而它又是一种不可缺少的炮型，在地形艰险及爆破量较小的地段，如打水沟、开挖便道、开挖基坑等情况下时仍是必须的，在综合爆破中是一种改造地形、为其他炮型服务的辅助炮型。　　2.2深孔爆破4 　　深孔爆破就是孔径大于75mm、深度5m以上、采用延长药包的一种爆破方法。炮孔需用大型的浅孔凿岩机或穿孔机钻孔，如用挖运机械清方可以实现石方施工全面机械化，是大量石方快速施工的发展方向之一。其优点是劳动生产率高，一次爆破的方量多，施工进度大，爆破时对路基边坡的影响比大炮小。若配合预裂或光面爆破，则边坡平整稳定，爆破效果容易控制，爆破时比较安全，但由于需要用大型机械，或转移工地、开辟场地、修筑便道等准备工作都比较复杂，且爆破后仍有10％～25％的大石块需经第二次爆破改小。深孔爆破除需正确选用设计参数和布孔外，对装药堵塞等操作技术要求也比较严格，随着石方施工机械化程度的提高，深孔爆破已开始在石方集中，地形较平缓的垭口或深路堑中使用，并获得较好的效果。因此，在有条件时应尽可能采用这种爆破方法。　　2.3微差爆破　　两相邻药包或前后排药包以毫秒的时间间隔(一般原来15ms～75ms)依次起爆，成为微差爆破，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：可减震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，降低多排炮一次爆破的堆积高度，有利于挖掘机作业，由于逐发或逐排依次爆破，减少了岩石央制力，可节省炸药20％并可增大孔距，提高每米钻孔的炸落方量。多排孔微差爆破是浅孔深孔爆破发展的方向。　　2.4光面爆破和预裂爆破　　光面爆破是在开挖界限的周边适当排列一定间隔的炮孔。在有侧向临空面的情况下，用控制抵抗线和药量的方法进行爆破，使之形成一个光滑平整的边坡。预裂爆破是在开挖界限处按适当间隔排列炮孔，在没有侧向临空面和最小抵抗线的情况下，用控制药量的方法预先炸出一条裂缝，使拟爆体与山体分开，作为隔震减震带.起保护和减弱开挖界限以外山体或建筑物的地震破坏作用，光面与预裂爆破后，在边坡壁上通常均留下半个炮孔的痕迹，预裂炮的起爆时间在主炮之前，光面炮在主炮之后，其间隔时间可取25ms～50ms，同一排炮必须同时起爆，最好用传爆线起爆，否则会影响爆破质量。　　2.5药壶炮(烘膛炮)　　药壶炮是指在深为2.5m～3m以上的炮眼地步用少量炸药经一次或多次烘膛，使眼底成葫芦形，将炸药集中装入药壶中集中爆破，此方法主要用于露天爆破，是小炮中最省工、省料的一种方法。　　2.6猫洞炮　　猫洞炮是指炮洞直径为0.2m～0.5m，洞穴成水平或略有倾斜，深度小于5m，用集中药包在炮洞中进行爆破的一种方法。其特点是充分利用岩体本身的崩塌作用，能用较浅的爆破比较高的岩体，在有缝隙的软石和坚石中，阶梯高度大于4m，药壶炮药壶不易形成时，采用这种爆破方法可以获得好的爆破效果。　　2.7洞室炮　　为使爆破设计断面内的岩体大量抛掷出路基，减少爆破后的清方工作量，保证路基的稳定性，可根据地形和路基断面形势采用不同性质的洞室炮爆破法。大型洞室爆破威力大，效率高，可以缩短工期、节约劳力、技术安全可靠性也大，但使用不当，则可能破坏山体平衡，造成路基后遗病害。使用时必须进行现场调查，摸清当地的地质条件及周围环境，通过技术经济比较来确定。　　3　选用各种爆破方法的基本原则　　　　为了充分发挥各种爆破方法的特点，刹用地形和地质的客观条件，在路基石方工程中采用综合爆破，选用各种爆破方法，组织炮群，有计划、有步骤地爆破对开挖石方是十分重要的。为此。石方工程的施工方案应按下列原则进行。4 　　(1)全面规划，重点设计。应针对不同的地形条件和路基设计断面的形状确定石方开挖深度、开挖宽度、边坡坡率，根据不同的地质条件确定软石、次坚石及坚石的分布段落和数量差异，并根据周围建筑村落分布情况等施工爆破的客观环境确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开挖顺序，进行爆破方案的选择。　　(2)有路基面开挖形成高阶梯，为了充分利用岩石的崩塌作用，开挖应从路基面开始，逐渐形成高阶梯，为深孔炮、药壶炮或猫洞炮创造有力条件。　　(3)综合利用小炮群，分段分批爆破，一般有以下几种方法：①在半填半挖的斜坡地形，采用一字排炮，对自然坡度较缓的地形应先用钢钎炮切角，改造地形后，在采用一字排炮；②路线横切小山包时。采用钢钎炮三面切角，改造地形后，再在中间用药壶爆破；③遇路基加宽、阶梯较高的地形，采用上下互相配合的小炮群；④对拉沟地堑，采用两头开挖时，可以用竖眼揭盖，平眼搜底的梅花炮；⑤机械化清方时，如遇坚石，可采用眼深2m以上的钢钎炮，组合成30～40个的多层炮群，或采用深孔炮。在坚硬岩石中为使岩石破碎的程度满足清方的要求，除调整炮群、设计参数外，还可以采用微差爆破和间隔药包。遇软石或节理发育的次坚石，可采用松动爆破开挖。　　(4)为了降低工程造价，有条件时可在综合爆破中采用铵油炸药。　　　　4　工程实例　　　　在长晋高速公路第十七合同段泽州互通石方路基工程中，石方数量占整个主线和匝道土石方总量的95％以上，挖石方数量共计97万余m3，填石方数量为54万余m3。路堑设计最大挖深为35m，每10m一阶，每阶设2m平台，每阶边坡坡率依次为1：0.3，1：0.5，1：0.75，根据地形地质及环境条件，为达到设计要求，在工程施工中制定了以下爆破施工方案，效果甚佳。　　(1)边坡一律采用光面或预裂爆破方式，打眼方式采用机械打眼，利用自行式凿眼机或潜孔钻一次钻到每阶平台设计标高位置。　　(2)路线主体尽量采用深孔爆破方法，局部采用钢钎炮、烘膛炮等方法，遇软石或夹理发育的次坚石，可采用松动爆破开挖。　　(3)爆破顺序，采用从上至下的分台阶、顺路线方向纵向推进爆破，控制了最大爆破深度，不超过10m，纵向以每40m～50m为一个单元，边坡和主体采用微差爆破一次性完成。无条件的或针对半填半挖段仅采用光面爆破配合其他方法即可。　　(4)孔径和孔位的选择，孔径采用8cm钻头进行钻孔。边坡预裂孔间距采用1m分布，按边坡坡度控制炮杆位置，路线主体内炮孔间距采用4m，排的间距采用5m，按梅花形均匀布置。　　(5)针对路基填挖情况，填方中利用石方数量的来源确定弃方的数量和段落及弃方的场地。填方时利用能满足填方粒径要求的石渣，粒径过大的能弃则弃，不能弃的再二次机械或爆破减小；根据工程量合理划分施工小组，多个小组齐头并进，爆破小组、运输小组、填方推碾压小组一体化做到综合规划，因地制宜，统筹兼顾在实现石方施工机械化的同时，不仅要满足施工质量要求，还要保证施工进度。　　(6)在安全施工预防上，制定安全生产制度，规范爆破程序，落实安全责任人，加强专职人员上岗前的培训教育，搞好炸药库的管理工作，细化火工用品的出入库手续，火工用品运输和使用的制度，抓好爆破施工的现场管理、爆破时间的统一、爆破现场的规范警戒，做到有序起爆，严格爆破中炸药的使用量，做到周围建筑物和人员的安全保障，实现安全生产无事故。4 　　(7)最重要的还要抓好基础性的技术工作，路基开挖前的放样工作，尤其是路基边坡开口线的测量放样、复测开钻、标高及开挖深度的控制，边坡坡率的控制等工作，满足规范及设计要求。4'