路堑硬岩边坡大孔径轴向不耦合装药光面爆破研究

路堑硬岩边坡大孔径轴向不耦合装药光面爆破研究

刘浩

（安徽雷鸣科化有限责任公司安徽省淮北市东山路148号）

摘要：在硬岩中采用小孔径小间距来保证光面爆破的效果，为了提高光面爆破技术在硬岩施工效率，对大直径轴向不耦合装药光面爆破技术进行试验研究，结果表明：在硬岩边坡中采用大直径炮孔小药卷装药结构可以在高效完成爆破作业，提高保护岩体平整美观性。

关键词：路堑；硬岩边坡；大孔径；光面爆破

在山区修建公路铁路，采用光面爆破技术，确保对土方石的破碎与开挖，并保护未开挖岩体。为了保证光面爆破效果，对于光面爆破钻眼对于软岩采用大直径炮孔，为了提高硬岩光面爆破钻眼效率，采用大直径小药卷实施光面爆破。

预裂爆破是在主炮孔爆破前对预先沿开挖线布置的预裂孔进行起爆，在炸药爆炸作用下，会沿开挖线形成一个预裂面，主炮孔起爆时，当爆炸应力波在岩体中传播遇到预裂缝时，应力波发生反射使得应力波传播受损，减弱爆炸应力波对未开挖岩体的扰动，同时也能够对爆炸裂纹的扩展起到抑制作用，保护未开挖岩体由于采用不耦合装药，能够减少炮孔周围岩体的过度粉碎，在破碎岩体时，可以减轻围岩破坏、减少超挖等问题。

为了保证光面爆破效果，对于光面爆破钻眼对于软岩采用大直径炮孔，对于硬岩或者节理发育较发达的岩体[4]，采用小直径钻孔，钻眼工期长，且钻眼数量较多，多手持气腿式凿岩机为主，其岩轮廓线打眼平整度很难保证。为了提高硬岩光面爆破钻眼效率，采用大直径小药卷实施光面爆破。

1路基爆破设计方案

1.1工程情况简介

贵州某路基土石方工程，挖方288万方，填方246万方。路基挖方中，石质地段占到总挖方的80%以上，岩体整体结构较好。对于石质边坡开挖而言，做好石质边坡光面爆破开挖尤其重要，一方面，做好光面爆破可以最大程度保证石质边坡坡面、坡率的施工满足设计要求，使路基石质挖方段更容易大范围成型，有利于现场安全文明施工管理；另一方面，做好石质边坡可在一定程度上节约施工成本，提高工效，避免因超挖或欠挖而造成的施工返工。

1.2爆破方案与参数设计

根据边坡情况和施工经验，确定采用光面爆破技术施工，实际施工时视爆破后坡面平整度、岩石破碎情况调整爆破参数。

1、钻孔直径d：采用直径90mm的潜孔钻施工。

2、钻孔垂直高度H：标准台阶高度为10m。

3、最小抵抗线W光：W光=K光d=（1350~2250）mm；本工程W光取1800mm。

4、孔距a：a光=mW=（1.08~1.44）m；本工程光爆孔孔距取1.5m。

5、超深h：一般超深h=0.5～1.5m，本工程超深取1.0m。

6、炮孔长度L：按L=（H+h）/sinα计算，计算得标准炮孔长度L为13.8m。

7、炸药选择：根据光爆效果经验，炸药型号选用￠32mm的乳化炸药。

8、炮孔线装药密度q光：按q光=K光*a光*W光计算得q为432~945g/m，本工程取450g/m。为了改善爆破效果，孔底加强装药、线装药密度取800g/m，孔口段减弱装药、线装药密度取300g/m。

1.3装药结构与爆破网络

采用间隔不耦合装药结构，根据炮孔实际长度计算药量，将炸药分段均匀绑在一条导爆索上，装药完成后预留2m填塞，堵塞物选择黄土或岩粉，禁止夹有块石。采用导爆索起爆网络、电雷管引爆。

（1）药包制作：将药卷捆绑于竹片上，用导爆索相连，底部绑上起爆雷管。

（2）装药：采用分段装药，底部加强装药、孔口减弱装药、中部正常装药；

（3）堵塞：堵塞长度取炮孔直径的12~20倍，本工程设计2.0m，堵塞时先用纸团或包装袋塞紧在堵塞段下部，然后用岩粉和粘土堵实。

2、效果分析

（a）爆破成型效果图（b）爆破块度效果图

图1边坡破碎效果

贵州某路堑边坡爆破效果如图1所示，爆破效果如下：光爆成型较好，炮孔眼痕率100%，且装药段没有出现过度破碎，效果较好，如图（a）所示；岩石破碎效果较好，破碎块度较小，便于机械装车，提高出渣效率，如图（b）所示。

3、结论

通过对贵州某高速公路硬岩路堑边坡进行光面爆破试验,得到以下结论:

（1）在硬岩路堑边坡采用大直径小药卷进行光面爆破，光爆孔痕清晰完整，半孔率较高，证明了大直径小药卷在硬岩光面爆破的可行性。

（2）在硬岩路堑边坡采用大直径小药卷进行光面爆破破碎块度良好，节省钻孔时间，提高施工效率且便于后期土石方开挖。

参考文献：

[1]郅友成.光面爆破在高边坡路堑开挖中的应用[J].工程爆破,1998,4(2):37-39..

[2]汪银华,姜明才.节理岩质边坡的光面爆破[J].地下空间与工程学报,2009,5(s1):1379-1383.

[3]徐志宏.路堑山体边坡控制爆破技术[J].铁道建筑,2012(7):91-92.

[4]龚玖,汪海波,王梦想,etal.空气和水不耦合装药对爆破块度影响分析[J].中国安全生产科学技术,2018,14(09):107-112.

[5]陈旭东,薛二平,张力军,etal.路基石方爆破技术应用研究[J].施工技术,2014,43(23).