湖南路桥建设集团有限责任公司
摘要：为满足社会的发展需要，一些城市与城市，城市与乡村以及乡村与乡村之间的公路都存在改造或改建，而随着社会的高速发展，原公路边存在着大量的建筑物和居民区，为保证建筑物和居民区安全，白浦公路改造工程采用复合式爆破施工，以解决这些难题。
关键词：复杂环境，旧路保通畅，山体要爆破，建筑物保损
1、工程概况
白浦公路改造工程位于沅江以西，原白浦公路西侧，属山地丘林地貌，岩质上层为石灰岩下层千层岩，岩石上层发育较明显，待爆地段属于复杂环境爆破，即要保证红土溪村、及公路临近的建筑物质量安全，又要保证白浦公路平安畅通，爆破期间必须符合建筑物最大段药量的振动安全需要。
2、爆破环境
开挖白浦公路红土溪段坡地块周围环境非常复杂，爆破区东侧紧临原白浦公路，距民房最近15米，30米处是红土溪村，200米内共计房屋20余栋，南侧爆区与在建新大桥以及原桥交界，西侧属丘陵山地，北侧紧临白浦公路，50米处有高压电塔等建筑物，爆破方量为40000m3左右，以上爆破环境符合城镇C级爆破，爆破时必须保证周围建（构）筑物的安全，必须控制好爆破震动、飞石、嗓音，确保周围重要设施不受损坏。工程要求采用微差松动控制爆破技术和机械破碎相接合的施工方法开挖高边坡岩石。
3、总体施工步骤
基于路基横断面的设计数据，环境条件、防护要求和工期的原则考虑，决定爆破从南北两端浅孔开挖，南侧为主、北侧为辅。这样有利于爆破施工，避免交叉作业，避免主炮孔最小抵抗线对准红土溪民房和公路。本工程岩石爆破应遵循“多打孔、少装药、强防护”控制爆破原则。“爆撬结合、宁撬勿飞、碎而不抛、抛而不飞”十六字方针。
4、高边坡爆破落石提前防护
1、提前防护设计要点
为了保证高边坡岩石爆破过程中，危岩从30m高程崩落不打坏在建公路和民房，而影响原有公路的畅通，确保施工及人员安全，需先采取提前防护措施。在爆破北南两侧采用浅孔爆破，创造新临空面，改变主炮孔方向，防止震动，飞石对爆区周围房屋的影响。炮孔上面辅土袋、钢板、旧地毯，束柴进行防护。
图1 路堑炮孔装药平面布置图
2、开挖方案的设计要求
基于爆破对象的数据，环境条件和防护方案的设计要求，主要爆破开口位于开挖体南北两侧以北南两侧为最小抵抗线方向，是防止大的爆块滚落冲击原有公路，从南北两面开挖形成路堑，从而阻挡飞石和噪音，按照爆破要求和边坡稳定只有预先对开挖轮廓线进行预裂爆破，按设计断面进行浅孔台阶爆破，每2-3米高为一个台阶，南路堑面宽度为13.0m，放坡系数按设计要求确定，每个台阶浅孔爆破1-2次，分5次进行爆破；北路堑面宽为17.5m，放坡系数按1:0.3要求确定，每个台阶浅孔爆破1-2次，分10次分台阶进行爆破。起爆顺序采用孔内高段，孔外低微差控制爆破技术。
图2 路堑炮孔平面布置图
5、复杂环境C级土石方爆破
1、爆破方案的选择
为了确保爆破岩石向南北两侧崩塌，减少最大段起爆药量，尽量控制爆破产生的振动，飞石和噪音，决定由南北两侧逐层浅孔爆破岩石，每次台阶爆破控制在有效范围内，浅孔爆破时，孔内采用毫秒延期电爆网络及非电导爆起爆网络，单响起爆药量控制在绝对安全范围内。具体爆破参数根据实际情况进行调整。每次台阶高度控制在2-3m，浅孔爆破孔深控制在2.8-3.0米，底断面宽度控制在8.5m，装药控制重点为北侧断面炮孔，空气间隔装药，导爆索起爆，主炮孔采用密实装药，辅助孔在主炮孔药量基础上减少20%，从南侧到北侧逐步由密实装药向空气间隔装药过度，微差松动爆破。
2、爆破参数选择与计算
爆破方式的选择
根据该工程地质情况，爆破点周围环境和现有施工条件，另外考虑到施工进度和经济成本，该爆破方案可采用浅孔松动爆破技术。
1）浅孔松动爆破技术：采用多级台阶，每组台阶高度2-3m通过毫秒电雷管或非电导爆管延期起爆技术进行微差松动爆破。
2）炮孔布置：爆孔排列方式采用单排孔和多排孔相结合的布孔方式，采用多排孔时，炮孔成梅花形布置，采用小台阶或斜孔爆破法，有时亦可在台阶底部辅以倾斜炮孔，对弧石则视其情况灵活布孔其爆破参数如下：
3）爆破参数设计
①炮孔直径（d）
钻孔可选用风动凿岩机等设备，孔径为36-42mm。炸药选用2#岩石乳化炸药，药卷直径为32mm。
②炮孔深度（L） L=H
式中：L—炮孔深度，m；
H—台阶高度，m，通常不超过3m；
注意：超深超过设计标高约0.2-0.3m；
③最小抵抗线（W） W=0.5-0.8m
④炮孔间距（a） a=（1.0-1.5）W a=0.8-1.2m；
⑤排距（b） b=（0.8-1.0）a b=0.8-1.2m;
⑥单孔装药量（Q） Q=Vq
式中：r—为单位体积m3,r=abH;
q—为单位用药量，kg,m-3，q=0.2-0.4kg/m3
⑦本工程选用：孔间微差间隔时间为50ms（Ms3）排间微差间隔时间为110ms(Ms5)。
3、爆破安全设计
该爆破工程应考虑的主要危害效应是：爆破后滚石，飞石和爆破地震波。根据工程实践经验分析，只要严格按照爆破设计方案组织施工，不会对建（构）筑物造成任何影响。
（1）爆后滚石控制
对于爆破区域采用自上而下，南北两侧逐层分区进行爆破作业，采用小药量浅孔微差控制爆破技术，同时以爆破区南北两侧为自由面，确保爆破后的碎石向自由面方向位移。当作业布孔距离北侧临近公路方向边坡10米时，采用弱松动爆破装药，预防爆破振动影响车辆通行和建筑物损坏。靠近白浦公路东侧应建挡土墙0.8-1.5m。
（2）爆破飞石
药孔爆破产生个别飞石的最大距离可由下式确定：
Rmax=Kf×q×D
式中，Rmax药孔爆破个别飞石的最大距离m
Kf——与爆破方式，填塞状况，地质地形有关的系数。
q——炸药单耗kg/m3
D——药孔直径（mm）
浅孔爆破时，浅孔D1max=40mm，qmax=0.25kg/m3。
得Rmax=26m
实际施工时，采用束柴，土袋覆盖确保个别飞石距离不超过15m。
根据《爆破安全规程》（GB6722-2014）要求，本次爆破的安全警戒半径确定为100m。
（3）爆破地震波的最大单响药量的确定
本次爆破重点防护目标为原白浦公路、红土溪原有民房、建（构）筑物，根据《爆破安全规程》（GB66722-2014）安全振动速度可取V=2.0-2.5cm/s。爆破地振波振动速度可根据《爆破安全规程》（GB6722-2014）中给出的质点振动速度公式并结合此次爆破为浅孔微差控制爆破，因此，单响药量可按萨道夫斯基公式计算：
Q=R3
R—装药中心至保护目标的距离，几个重要保护目标，距爆心20m左右，最近为15m。
V—一般砖屋，非抗震的大型砌块建筑物2.0-2.5cm/s，为保证安全取V=2.0cm/s进行计算。
K—介质系数，K=150
a—衰减系数一般取1.5
本工程需要重点保护的是周围的构（建）筑物，严格控制爆破振动，设计最大段起爆药量按距离15米0.6kg、20米1.44kg、30米4.86kg、50米22.5kg,考虑爆药的分散化装药减震系数，能确保爆破震动不危及周围构（建）筑物。
（4）爆破空气冲击波和爆破澡音。
因本次爆破采用微差松动爆破，装药均在岩石内部，空气冲击波及噪音的危害可以忽略不计。
6、爆渣的运除
微差松动爆破后，用挖掘机加自卸车将爆渣运送到填方路段，作为路基填料进行路基填筑，其它有多石方运至弃土场进行处理，同时，大的片石作为砌体原材料进行使用。
7、施工总结
白浦公路采用了复合式爆破施工，对周围环境的破坏几乎为零，有效保证了公路临近的建筑物和居民房屋的安全，又要保证白浦公路平安畅通，没有发生一起因爆破作业引起的协调纠纷，成功实现了我们的施工生产目标。
参考文献：
[1]申洪雨，大跨度软岩公路隧道控制爆破技术，铁道建筑，2007（4）：55-56
[2]刘畅，高边坡危岩体爆破及其控制技术，科技尚品，2016（3）
[3]高文学，万元林，刘运通，刘殿书，爆破，2005,22（2）：1-3
论文作者:卢伟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/2
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