试论广西贵隆高速公路D03标段爆破工程施工工艺

试论广西贵隆高速公路 D03标段爆破工程施工工艺

陈为

南宁汉鼎爆破工程有限责任公司 广西 南宁 530000

摘 要：笔者结合多年工作经验，以广西贵隆高速公路D03标段爆破工程，深入分析和探讨爆破施工工艺，希望可以给相关专业人员提供借鉴与参考。

关键词：广西；贵隆高速公路；爆破工程；施工工艺

1 项目概况

广西贵隆高速公路D03合同标段起讫桩号K198+600-K219+500，路线长 20.9km 。设计为双向4车道高速公路，路基标准横断面宽度27m，设计车速120km/时，主要工程数量有：路基全长19.18km，其中挖土石方120.68万方，土石方填筑263.38万方（利用土石方填筑79.34万方，借土方填筑184.04万方）；大中桥梁12座（其中大桥4座、中桥7座、匝道现浇桥梁1座）总长1719.4m，预制组合箱梁436片（其中20m箱梁180片，30m箱梁256片）；合同段内涵洞及通道共73座。

本合同段岩性主要为泥盆系、石炭系灰岩、白云岩、泥质灰岩等碳酸岩组成，灰岩山峰多基座相连，少数孤立，谷地长条状，拟建线路多沿谷边通过，该地貌段灰岩山体裸露或发育低矮灌木，山体陡峭，峰顶呈圆锥状，山坡上部多呈绝壁，坡脚相对较缓。对于一般地段按照浅孔松动爆破设计，对于深挖段采用中、深孔梯段微差爆破，边坡采用预裂爆破及光面爆破，预留20cm人工或机械修整。爆破时对飞石、滚石及各种有害效应做必要的控制,并在其爆区周围及爆体表面做必要的遮挡及覆盖防护，覆盖防护采用铁丝防护网和草袋双层防护。

2 爆破总体方案

在爆破作业前应做好临近民房等构造物的调查、取证和登记工作，对于靠近民房、猪场较近的挖方段，石方爆破应采用预裂爆破工艺，防止过大的爆破震动对民房、临时建筑的结构安全产生不利影响。

本合同段石方爆破总体施工工序见图1 石方爆破总体施工工艺流程图。

图1 石方爆破总体施工工艺流程图

3 爆破开挖方案

3.1 爆破参数的确定

在确定爆破参数时，必须要综合考虑炸药类别、待爆岩体的性质和钻孔机械等。此外，还要考虑施工现场的实际情况，实时调整优化爆破参数，将爆破效率提升上来。

3.1.1浅孔爆破（孔深H≤5m）

爆区4：203段红线内、外

本合同段浅孔爆破法主要用于挖高在5m以下的岩石边坡或捡底找平，钻孔直径D=40mm，炮孔平面布置成梅花型，钻孔按垂直方向布设，爆破参数的计算详见图2、表1表2。

图2 浅孔爆破示意图

图中：（h）H为孔深，l为装药长度，l’为填塞长度，W为最小抵抗线，r为爆破漏斗半径。

表1 浅孔爆破参数计算公式

表2 浅孔爆破参数表

3.1.2深孔爆破（孔深h＞5m）

在本次爆破施工过程中，针对挖高大于5m的岩石，要采取深孔爆破施工法。在确定炮孔时，使用凿岩台车垂直钻凿，确保钻孔的直径为90mm，平面呈现为梅花形。

其中爆区1采用电子雷管逐孔起爆技术，每循环一次起爆控制69个炮孔。因项目工期较紧张，每次爆破计划最多每天爆破钻孔138个。计划每班分两次放炮，每次放炮炸药用量为4692kg。

爆区2采用电子雷管逐孔起爆技术，每循环一次起爆控制69个炮孔。因项目工期较紧张，每次爆破计划最多每天爆破钻孔138个。计划每班分两次放炮，每次放炮炸药用量为4692kg。

爆区3西南230米处有一村庄，为了获得较好的爆破效果和降低爆破对村庄建筑、居民的影响和危害，本标段设计采用电子雷管逐孔起爆技术，并加大堵塞效果，每孔药量降到48Kg,每循环（每次）起爆控制50个炮孔。若工作面因加快施工进度需要，炮眼较多，可分成多个循环放炮，每循环放炮药量不得超过2400kg。

爆区4采用电子雷管逐孔起爆技术，每循环一次起爆控制69个炮孔。因项目工期较紧张，每次爆破计划最多每天爆破钻孔138个。计划每班分两次放炮，每次放炮炸药用量为4692kg。

爆区5采用电子雷管逐孔起爆技术，每循环一次起爆控制50个炮孔。因项目工期较紧张，每次爆破计划最多每天爆破钻孔100个。计划每班分两次放炮，每次放炮最大炸药用量为4800kg。

3.1.3光面爆破

（1）根据规范要求，为确保边坡的稳定、线形及平整度，本方案边坡采用光面爆破，中风化硬-较硬岩推荐采用光面爆破施工，松软岩类边坡原则上不建议采用光面爆破法施工。（2）在完成主体爆破后，在进行光面爆破。主体爆破须留岩层光面爆破最小抵抗线对应厚度采用光面爆破施工，光面爆破钻孔应沿着边坡外形轮廓分层进行。钻孔施工误差控制主要为：孔深为士0.1m，间距为土0.05m，倾角和方位角的误差控制在±1°30′，一旦出现不达标的情况，必须及时采取填塞孔、补孔、清孔和补钻等应对策略。（3）钻孔时要防止有石块落入堵塞炮孔，对于松软的岩石，孔口处可采用泥浆护壁的方式来保护炮孔，如若检查钻孔结果为合格，使用编织袋将塞紧孔口并覆上土堆，预防钻机出现异动现象，导致钻孔被压坏，预防杂物或地表水流入孔内，导致孔被堵住。（4）因为下雨等天气的影响，导致炮孔内出现积水的现象。对于节理发育的岩层炮孔排水时应用抽水机排水，对于完整的岩层炮孔可采用橡胶管直接插入孔内吹水，将水直接排到爆区以外，以保证孔内无水。（5）在堵塞前，要使用细砂和粘土拌和堵塞物，控制爆泥团粒径小于30mm，此外还要控制含水量，使其介于15%-20%之间。在检查含水量时，确保其可以握出形状，手松开后不散开，并且手上不会遗留水迹，切记不能使用石块进行堵塞操作。放好药卷后，要马上采取堵塞策略。首先要将塑料泡沫或纸团塞进去，将堵塞段的长度控制好，使用炮棍分层压紧捣实，最好将每层控制在20cm，堵塞过程必须将导爆索保护好。为防止孔口岩石受到破坏，孔口部分少量堵塞。堵塞时不要让粉渣漏到堵塞段以下，否则会减小不耦合系数，影响光爆效果。（6）光面爆破须按本方案中的参数进行试爆，根据试爆结果调整爆破参数，待试爆效果满足要求后方可在施工中运用。在布置光面炮孔时，要沿着设计开挖边界，边坡的坡度要与炮孔倾斜角度保持一致，和炮孔底的高程值相同。（7）在本方案中，使用的爆破炮孔直径为90mm，要充分结合国内外岩石爆破施工的成功经验。本项目取石场大多为较完整的灰岩。

3.1.4预裂爆破

在本次方案设计中，要对隔振带的开挖区进行设置，使用预裂爆破的方式。在顶裂爆破设计中，要与光面爆破保持相同的装药结构，控制顶裂缝超出主爆区4.5-9m，起爆时间要超出主爆孔75-150ms，松软岩石取大值，硬岩取小值。

3.1.5孤石爆破

在孤石爆破作业中，要采取手持式钻机进行钻孔作业，控制钻孔的直径大小为42mm，要在孤石上垂直布设炮孔，在孤石中心偏下的地方设置药包，按照下列公式计算孤石体积（V）和每个炮孔的装药量（Q）。

Q=0.065V（kg）

3.1.6爆破成缝试验

上述爆破参数均为理论计算值，在正式施工前，须进行爆破成缝试验，以确定爆破参数。随着开挖深度不同，围岩强度不同，须重做爆破成缝试验来确定爆破参数，以确保爆破作业安全。

3.2 炮孔布置

在布置炮孔时，要综合考虑爆破对象、爆破开挖断面及开挖深度，选取合适的爆破施工方式。根据确定爆破参数的方式，对炮孔孔网参数进行确定，包含排距b和孔距a，要实时监测现场的情况，并及时进行适当地调整。

一般而言，布孔的方法有多排布孔和单排布孔等，多排布孔又可以分为梅花形、方形和矩形等。从能量均匀分布的观点看，以等边三角形布孔最为理想，所以本方案采用三角形（梅花形）布孔。布孔方式见图3 炮孔布置示意图。

图3 炮孔布置示意图

3.3 装药结构

低台阶深孔控制爆破主爆炸药采用2#岩石硝铵炸药。当孔深小于6.0米时，采用连续柱状装药，当孔深大于6.0米时，采用分段装药。不论是连续柱状装药还是分段装药，其孔顶段的堵塞长度都不得小于最小抵抗线。

浅孔台阶控制爆破药包采用2#岩石硝铵炸药做主爆炸药，整卷下装，连续装药，起爆雷管置于炮孔底部1/4处。

光面爆破采用导爆索串，将2#岩石硝铵炸药和导爆索一起绑扎在竹片上，各药卷间用导爆索相连，药包一端绑上起爆雷管即成，操作时将药包置于孔内，上部填塞好。

3.4 填塞

在填塞作业中，要使用砂粘土或钻屑作为填塞材料，不能将石块用作堵塞材料。在低台阶深孔控制爆破、浅孔台阶控制爆破和孤石爆破中填塞料按照设计的填塞长度，紧贴炸药完全填塞，同时用炮棍捣实，中间不得留有空隙。

3.5 起爆设计

本方案深孔爆破采用数码雷管，逐孔毫秒微差起爆，网络连接采用并联，见图4起爆网络示意图。

图4起爆网络示意图

3.6监控量测

施工中通过对地表动态的监控量测，掌握围岩动态，进行日常施工管理；通过量测预见事故和险情，以便及时采取措施防止事故发生，确保施工安全；将监控量测结果反馈设计及施工中，利用量测结果进行指导施工。

4 石方出运

石方爆破后，方可进行石方开挖及出运。石方开挖采用机械化施工，自上而下开挖，分段进行流水作业。施工中做好临时排水，并保持排水畅通和边坡稳定。路堑采用横向台阶法开挖；较深路堑分层开挖；傍山路堑采用纵向台阶法开挖，边坡较高时分层顺坡开挖法施工。在具体施工流程中，用挖掘机将爆破后松动的石方从山体挖出，然后利用推土机配合挖掘机装车，再利用自卸汽车运输，经施工便道开往填方路段或弃土场卸料；对于块石粒径过大无法装车，将大块岩石挑选出来堆放在一起，进行二次破碎，再进行装车转运。

结 语

综上所述，爆破施工是工程过程中的重要环节，直接影响着整个隧道工程施工进度和工程质量。因此，对隧道工程中爆破施工进行深入研究，加强爆破过程中技术要点的管控，通过科学的爆破工程方案设计以及先进的爆破技术使得爆破工程达到预期的效果，减少对周边建筑物的破坏和周边居住及自然环境的影响。

参考文献

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