论文部分内容阅读
摘 要：阿尔及利亚东西高速公路W8-2合同段的高边坡路堑由于近邻天然气管道与输水管道，极大地限制了现场爆破作业，在对施工现场岩性及地形的勘察基础上，通过对爆破块度与爆破冲击波、地震波、飞石的安全距离验算，选择了合理的爆破参数 ，较好的解决了爆破施工对天然气管道、输水管道及房屋建筑的影响，取得良好的工程效果。本文根据作者多年的工作经验，并结合工程实践，介绍了控制爆破各技术参数的选取和施工工艺的控制。
关键词：路堑；控制爆破；施工技术
1.工程概况
阿尔及利亚东西高速公路W8-2合同段全长25.032km，土石方总量2565000m3，有多处深挖石质路堑，其中pk120+800～pk123+600段近邻马格尼亚市，线路左侧有民房、水管及天然气管线。路堑断面底宽36m，最大边坡高度57m，是东西高速公路全线最大的挖方段，路堑岩体上部为第四系松散堆积岩，下部为不同风化程度的泥岩（RA）、砂岩（RS）、砾岩（RG）、以及白云岩、白云质灰岩（RCD/RC），节理裂隙主要有两组：J1：126°∠22°；J2：188°∠85°。局部夹杂泥灰岩层，对边坡稳定十分不利。该爆破工点临近多出天然气管道，供水管道及高压电线，线路左侧为马格尼亚式市区，施工环境比较复杂，对控制爆破的要求高，再加上工程量集中，工期紧，施工难度比较大。
2爆破方案
路堑边坡设计率从上至下为1：1、1：1、1：1、1：1、1∶1、1∶1、1∶0.75，每8m台阶高度设置3m宽的碎落台。根据工程特点，结合进度要求和资源配置等因素，采取按台阶高度分层分段多作业面同时开挖的施工方案，施工中采用深孔微差爆破技术，先拉通路堑主槽，两侧边坡预留的1m～2m宽的岩体不爆，作为中部主爆体的隔墙，以减少大爆破对边坡的损伤，同时预留的岩体光面爆破时，可以根据主爆体的爆破情况和岩石性质更準确地选择爆破参数，提高边坡的光爆效果。
2.1路堑爆破设计
本段路基属于深挖地段，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，钻孔直径d=100mm，实施台阶式深孔微差松动控制爆破，坡面预留光爆层。
对于局部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。为提高边坡稳定性和美观程度，在深挖路堑采用预留光爆层法进行光面爆破，边坡设计有台阶时分台阶进行光爆，设计无台阶时，从路堑顶沿坡面钻孔一次爆破到位。
①边坡光面爆破设计：
光面孔孔距a=D/n
D--炮孔直径，D=100mm
n--系数， n=6～10（岩石坚硬完整时取大值，反之取小值）
光面层厚度（光爆孔抵抗线）W=a/m
m--系数， m=0.5～1.0 （软岩m=0.5～0.8、硬岩0.8～1.0）
边坡顶留层不宜过大，否则正常的药量无法克服岩石阻力，容易造成欠挖。
炮孔长度L及超深h：
L=H/sinα+ h
α--边坡坡度（钻孔倾角），h为超钻深度
h=（0.05～0.1）﹒H
H--台阶高度
光爆孔与辅助孔的孔底距离b0=（10～30）D（完整、坚硬岩石取大值，反之取小值）。
光爆孔装药结构及药量调整：采用间隔一定距离的药串结构即纵向空气间隔装药。在孔口3m不装药，采用粘土和细砂的混合物堵塞，堵塞段以下1～2m处线限装药密度为设计的1/2。
线装药密度q线和装药量Q孔：根据经验参数，线装药密度初选如下数值，在施工中试炮后根据现场实际情况调整确定。
q线=0.6～1.0kg/m（硬质完整岩石取大值，反之取小值）
Q孔=q线L
Q孔--单孔装药量
起爆时差Δt：光爆孔迟后主爆孔起爆，时差为75～150ms
起爆网络：设计起爆网络同一列（沿线路走向）炮孔均安装同一段别的毫秒雷管，用连通管把炮孔中的导爆管连接起来，保证各药包同时起爆，以减少飞石和爆破震动。每孔安装双雷管，做到双保险，确保起爆效果。
2.2预裂爆破
软岩和中硬岩边坡实施预裂爆破，为确保预裂爆破质量，保证边坡稳定，在预裂孔与主爆孔之间设一排辅助孔、一排缓冲孔。辅助孔的深度与坡率均与预裂孔一致，辅助孔与预裂孔的排间距用潜孔钻机为1.2～1.5m、风动凿岩机钻孔时为0.5～0.6m；缓冲孔与主爆孔布置形式一致。辅助孔、缓冲孔与主爆孔一同顺序微差起爆。φ=90mm时，辅助孔间距为3m，孔底距主爆孔1.2～1.5m。φ=40mm时，辅助孔孔间距为1.5m，孔底距主爆孔0.4～0.5m。路基预裂爆破设计参数见“预裂爆破设计参数表”。
为确保路基面平整坚实，最底层2m均采用风动凿岩机钻孔爆破，严格控制孔底标高和超钻值，并适当缩小排距和孔距，实施逐排微差起爆。
注：孔底加强装药段范围内的线装药密度增加2-3倍。
2.3爆破地震安全距离
为了保证爆破区两侧民房安全，根据爆破安全规程规定对爆破地震安全距离进行验算一般砖石建筑物地面的质点安全振动速度为3cm/s，根据公式r（kv1a.qm计算，结果为69m（k=100，v=3cm/s，a=1.5，q为最大一段的药量285kgm取1/3），现场测定爆破中心距民房最小的水平距离为80m，验算结果表明，爆破对民房并无影响。个别飞石的安全距离按200m进行警戒，为减少飞石，施工中采用草袋装土覆盖炮孔。
2.4路堑爆破作业 爆破之前清理山体表层植被和履盖层。布孔前对爆区进行详细调查（如层理、裂隙、临空面、爆体、台阶平整度、岩石类别及物理力学特征等是否有变化），并对清理后的地表标高进行测量，根据设计孔网参数和挖深进行布孔和确定各钻孔深度，如有需要，对参数进行调整。
先由技术人员按参数准确定位布孔，用红油漆标注，并把孔深、倾角向凿岩人员进行技术交底；边坡孔的钻孔质量要严加控制，在钻进到一半孔深时，提起钻头，检查深度角度，根据钻孔实际情况决定是否调整钻杆倾角和钻机位置，以便进行纠偏，确保边坡孔角度误差不超过±1°，深度误差不超过±5%；孔口位置偏差超过两倍孔径时，重新钻孔。钻孔完毕后，技术人员对各孔实际孔深、孔距、排距、最小抵抗线和孔倾角进行测量记录，并根据实际孔网参数进行药量计算和装药。爆破施爆之前进行一次试炮，根据试炮对爆破设计进行优化，最终选择适合现场实际的爆破参数和炸药单耗进行爆破施工。
采用人工按设计装药结构进行装药，上部用炮泥进行堵塞，堵塞长度L0=（0.75～1.0）W，如炮孔有水而無法吹干时，采用防水炸药或其他防水措施。
起爆采用毫秒微差雷管延期起爆，对起爆系统各联接点认真检查，确认各联接点连接牢固，无遗漏孔后进行警戒起爆，爆破时进行震动安全监测。
2.5安全保护措施：
由于本段路基线路左侧为居民区，民房密集，有燃气管线和水管线、高压线杆等，为保证以上构筑物的安全，爆破应从以下几方面对构筑物进行安全保护：
2.5.1采用多种孔径的钻杆进行组合钻孔，利用爆破时产生的不同频率和波长的振动波相互抵消的原理减弱振动波对构筑物的冲击效果。
2.5.2作业面方向应沿线路方向进行，避免爆破方向冲向民房和其他构筑物。对高挖地段分台阶进行爆破，需特别注意最小抵抗线不得小于钻爆设计规定的值，以防最小抵抗线方向出现飞石，而且所有炮眼深度不能小于抵抗线。
2.5.3选择炮眼位置时，避免穿过岩石的层理与裂缝，以免起爆时气体沿缝隙漏出。若岩层层理裂缝较多不能避开时，最好垂直穿过，并且炮眼底部须在缝隙以上20-30cm。
2.5.4对原地形的斜坡或平地，有计划地进行改造，使前次爆破为后次爆破创造两个或多个临空面，并且尽量使这些临空面朝向有利于保护民房等构筑物的方向。
2.5.5放炮之前，积极与当地宪兵队沟通，设置安全警戒哨。爆破之后，排险人员进行现场查看，排除哑炮并确认安全后，方可解除警戒。警戒范围400m，施工机械退避工作面后面不少于150m
3结语
从工程实践看，效果十分明显，整个路堑爆破中基本无飞石现象，附近的居民房屋、天然气管线、水管及高压电线未受扰动及破坏。爆堆高度适中，成型后的边坡坡面平整度均能符合要求，路堑边坡稳定。控制爆破中要达到最佳的爆破效果，选择合理的爆破参数 是至关重要的，在施工中应严密观注有无夹层、石质突变或软硬不一等地质条件的变化，以便及时调整各项参数。
参考文献
[1]王鸿渠著.多边界石方爆破工程.北京：人民交通出版社，1994
[2]gb6722—86爆破安全规程.北京：人民交通出版社，1986
关键词：路堑；控制爆破；施工技术
1.工程概况
阿尔及利亚东西高速公路W8-2合同段全长25.032km，土石方总量2565000m3，有多处深挖石质路堑，其中pk120+800～pk123+600段近邻马格尼亚市，线路左侧有民房、水管及天然气管线。路堑断面底宽36m，最大边坡高度57m，是东西高速公路全线最大的挖方段，路堑岩体上部为第四系松散堆积岩，下部为不同风化程度的泥岩（RA）、砂岩（RS）、砾岩（RG）、以及白云岩、白云质灰岩（RCD/RC），节理裂隙主要有两组：J1：126°∠22°；J2：188°∠85°。局部夹杂泥灰岩层，对边坡稳定十分不利。该爆破工点临近多出天然气管道，供水管道及高压电线，线路左侧为马格尼亚式市区，施工环境比较复杂，对控制爆破的要求高，再加上工程量集中，工期紧，施工难度比较大。
2爆破方案
路堑边坡设计率从上至下为1：1、1：1、1：1、1：1、1∶1、1∶1、1∶0.75，每8m台阶高度设置3m宽的碎落台。根据工程特点，结合进度要求和资源配置等因素，采取按台阶高度分层分段多作业面同时开挖的施工方案，施工中采用深孔微差爆破技术，先拉通路堑主槽，两侧边坡预留的1m～2m宽的岩体不爆，作为中部主爆体的隔墙，以减少大爆破对边坡的损伤，同时预留的岩体光面爆破时，可以根据主爆体的爆破情况和岩石性质更準确地选择爆破参数，提高边坡的光爆效果。
2.1路堑爆破设计
本段路基属于深挖地段，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，钻孔直径d=100mm，实施台阶式深孔微差松动控制爆破，坡面预留光爆层。
对于局部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。为提高边坡稳定性和美观程度，在深挖路堑采用预留光爆层法进行光面爆破，边坡设计有台阶时分台阶进行光爆，设计无台阶时，从路堑顶沿坡面钻孔一次爆破到位。
①边坡光面爆破设计：
光面孔孔距a=D/n
D--炮孔直径，D=100mm
n--系数， n=6～10（岩石坚硬完整时取大值，反之取小值）
光面层厚度（光爆孔抵抗线）W=a/m
m--系数， m=0.5～1.0 （软岩m=0.5～0.8、硬岩0.8～1.0）
边坡顶留层不宜过大，否则正常的药量无法克服岩石阻力，容易造成欠挖。
炮孔长度L及超深h：
L=H/sinα+ h
α--边坡坡度（钻孔倾角），h为超钻深度
h=（0.05～0.1）﹒H
H--台阶高度
光爆孔与辅助孔的孔底距离b0=（10～30）D（完整、坚硬岩石取大值，反之取小值）。
光爆孔装药结构及药量调整：采用间隔一定距离的药串结构即纵向空气间隔装药。在孔口3m不装药，采用粘土和细砂的混合物堵塞，堵塞段以下1～2m处线限装药密度为设计的1/2。
线装药密度q线和装药量Q孔：根据经验参数，线装药密度初选如下数值，在施工中试炮后根据现场实际情况调整确定。
q线=0.6～1.0kg/m（硬质完整岩石取大值，反之取小值）
Q孔=q线L
Q孔--单孔装药量
起爆时差Δt：光爆孔迟后主爆孔起爆，时差为75～150ms
起爆网络：设计起爆网络同一列（沿线路走向）炮孔均安装同一段别的毫秒雷管，用连通管把炮孔中的导爆管连接起来，保证各药包同时起爆，以减少飞石和爆破震动。每孔安装双雷管，做到双保险，确保起爆效果。
2.2预裂爆破
软岩和中硬岩边坡实施预裂爆破，为确保预裂爆破质量，保证边坡稳定，在预裂孔与主爆孔之间设一排辅助孔、一排缓冲孔。辅助孔的深度与坡率均与预裂孔一致，辅助孔与预裂孔的排间距用潜孔钻机为1.2～1.5m、风动凿岩机钻孔时为0.5～0.6m；缓冲孔与主爆孔布置形式一致。辅助孔、缓冲孔与主爆孔一同顺序微差起爆。φ=90mm时，辅助孔间距为3m，孔底距主爆孔1.2～1.5m。φ=40mm时，辅助孔孔间距为1.5m，孔底距主爆孔0.4～0.5m。路基预裂爆破设计参数见“预裂爆破设计参数表”。
为确保路基面平整坚实，最底层2m均采用风动凿岩机钻孔爆破，严格控制孔底标高和超钻值，并适当缩小排距和孔距，实施逐排微差起爆。
注：孔底加强装药段范围内的线装药密度增加2-3倍。
2.3爆破地震安全距离
为了保证爆破区两侧民房安全，根据爆破安全规程规定对爆破地震安全距离进行验算一般砖石建筑物地面的质点安全振动速度为3cm/s，根据公式r（kv1a.qm计算，结果为69m（k=100，v=3cm/s，a=1.5，q为最大一段的药量285kgm取1/3），现场测定爆破中心距民房最小的水平距离为80m，验算结果表明，爆破对民房并无影响。个别飞石的安全距离按200m进行警戒，为减少飞石，施工中采用草袋装土覆盖炮孔。
2.4路堑爆破作业 爆破之前清理山体表层植被和履盖层。布孔前对爆区进行详细调查（如层理、裂隙、临空面、爆体、台阶平整度、岩石类别及物理力学特征等是否有变化），并对清理后的地表标高进行测量，根据设计孔网参数和挖深进行布孔和确定各钻孔深度，如有需要，对参数进行调整。
先由技术人员按参数准确定位布孔，用红油漆标注，并把孔深、倾角向凿岩人员进行技术交底；边坡孔的钻孔质量要严加控制，在钻进到一半孔深时，提起钻头，检查深度角度，根据钻孔实际情况决定是否调整钻杆倾角和钻机位置，以便进行纠偏，确保边坡孔角度误差不超过±1°，深度误差不超过±5%；孔口位置偏差超过两倍孔径时，重新钻孔。钻孔完毕后，技术人员对各孔实际孔深、孔距、排距、最小抵抗线和孔倾角进行测量记录，并根据实际孔网参数进行药量计算和装药。爆破施爆之前进行一次试炮，根据试炮对爆破设计进行优化，最终选择适合现场实际的爆破参数和炸药单耗进行爆破施工。
采用人工按设计装药结构进行装药，上部用炮泥进行堵塞，堵塞长度L0=（0.75～1.0）W，如炮孔有水而無法吹干时，采用防水炸药或其他防水措施。
起爆采用毫秒微差雷管延期起爆，对起爆系统各联接点认真检查，确认各联接点连接牢固，无遗漏孔后进行警戒起爆，爆破时进行震动安全监测。
2.5安全保护措施：
由于本段路基线路左侧为居民区，民房密集，有燃气管线和水管线、高压线杆等，为保证以上构筑物的安全，爆破应从以下几方面对构筑物进行安全保护：
2.5.1采用多种孔径的钻杆进行组合钻孔，利用爆破时产生的不同频率和波长的振动波相互抵消的原理减弱振动波对构筑物的冲击效果。
2.5.2作业面方向应沿线路方向进行，避免爆破方向冲向民房和其他构筑物。对高挖地段分台阶进行爆破，需特别注意最小抵抗线不得小于钻爆设计规定的值，以防最小抵抗线方向出现飞石，而且所有炮眼深度不能小于抵抗线。
2.5.3选择炮眼位置时，避免穿过岩石的层理与裂缝，以免起爆时气体沿缝隙漏出。若岩层层理裂缝较多不能避开时，最好垂直穿过，并且炮眼底部须在缝隙以上20-30cm。
2.5.4对原地形的斜坡或平地，有计划地进行改造，使前次爆破为后次爆破创造两个或多个临空面，并且尽量使这些临空面朝向有利于保护民房等构筑物的方向。
2.5.5放炮之前，积极与当地宪兵队沟通，设置安全警戒哨。爆破之后，排险人员进行现场查看，排除哑炮并确认安全后，方可解除警戒。警戒范围400m，施工机械退避工作面后面不少于150m
3结语
从工程实践看，效果十分明显，整个路堑爆破中基本无飞石现象，附近的居民房屋、天然气管线、水管及高压电线未受扰动及破坏。爆堆高度适中，成型后的边坡坡面平整度均能符合要求，路堑边坡稳定。控制爆破中要达到最佳的爆破效果，选择合理的爆破参数 是至关重要的，在施工中应严密观注有无夹层、石质突变或软硬不一等地质条件的变化，以便及时调整各项参数。
参考文献
[1]王鸿渠著.多边界石方爆破工程.北京：人民交通出版社，1994
[2]gb6722—86爆破安全规程.北京：人民交通出版社，1986