路堑石方爆破施工技术分析论文_柴月新 庞仕辉,周开放 肖航

摘要:路堑石方的爆破施工是路基土石方工程项目的重要组成部分, 所以,石方爆破技术作为一种独立的施工技术, 在工程施工中得到了广泛的应用。据施工现场的山体地质地形情况和周围环境情况,我们采取浅孔松动爆破、深孔松动爆破。对于这两种爆破技术,对其适用条件、爆破参数、装药结构、警戒、安全措施等异同进行了分析。

关键词:路堑石方;爆破;施工

交通是国民经济发展的重大基础设施,在经济社会发展中发挥着重要作用。随着国家建设快速发展,高速公路、铁路等工程建设正在日益增多。在这些基本建设工程的施工过程中, 路堑石方的爆破施工是路基土石方工程项目的重要组成部分, 随着施工技术水平的提高, 对用于路基填筑石方的破碎程度的要求也越来越高, 尤其在国家重点工程中, 路堑石方的破碎程度一般要求不超过15cm , 这就要求在进行路堑石方爆破施工时, 一定要控制好石方的破碎程度。 所以,石方爆破技术作为一种独立的施工技术, 在工程施工中得到了广泛的应用,下面就石方爆破技术的施工方法做简单的介绍。因此,路堑 石方爆破施工是一项极其艰难且精密的工作,其最重要的 工作是对石方的破碎程度进行良好的控制。 为了保证测 量成果的正确性与可靠性,必须坚持做到有测量,有记录, 有运算步骤,有校核,层层有检查,对不符合技术规范的成 果要返工重测,以保证有足够测量的精度。

1工程实例

本项目位于承德市隆化县及围场县境内,自大庙隧道K7+250里程外,路线沿山谷经赵家湾村、于潘家店村东侧向北,全长13.290Km。根据工程地质勘察资料,该地区主要为中生界岩浆侵入体地层、白垩系大北沟组地层等。区域地下水的补给来源主要是大气降雨,排泄方式以地下水径流、河水排泄人工开采排泄为主。路线地处带大陆性季风气候区,气候特点是春秋干旱多风、冬季干旱漫长、夏季短促雨水充沛、昼夜温差大。

2石方爆破施工方法

爆破原则——在施工中,我们始终坚持四大原则:安全原则、质量保证原则、工期保证原则、成本节约原则。在安全生产的前提下,确保工程质量和施工工期。

爆破技术措施——根据施工现场的山体地质地形情况和周围环境情况,我们采取了浅孔松动爆破、深孔松动爆破。针对具体情况分别介绍。

2.1浅孔松动爆破

①适用条件

对于石质软弱的软石,次坚石开挖深度在3-10米,数量集中的路段,且对建筑物影响不大,拟在线路中心两侧采用分台阶的浅孔爆破。如图1《分台阶的浅孔爆破示意图》

图1 分台阶的浅孔爆破示意图

②布眼方法

采用垂直眼,以台阶形式向前推进,排列形式以多排矩形、长方形、梅花形排列。

③钻爆参数

钻孔直径: d=Ф38~42mm根据岩石类性质和钻机类型、特点选择钻孔直径的大小。要求底板爆破钻孔的深度一致,以保证底板平整度,减少后期工作量。

最小抵抗线:w=1.0~1.2m

孔距:a=1.0~1.2m

排距:b= w=1.0~1.2m

孔深:H=2~2.5 m

单位耗药量:K=0.3~0.4kg/m3(根据岩石类型、周遍环境、岩体自由面的情况,通过试验确定)

每孔装药量: 前排 Q=K·w·a·H

后排 Q=K·a·b·H

④装药结构

使用Ф32 mm的乳胶炸药(或2#岩石硝铵炸药),采用连续装药或分层间隔装药。当采用分层装药时,其上下层药量之比为6:4,堵塞长度为0.6~0.8 m,中间间隔为0.3~0.4m。如图2《连续装药结构示意图及分层装药结构示意图》。

图2 连续分层装药结构示意图

⑤起爆网路及联结

孔内采用非电毫秒延期雷管起爆系统起爆,电雷管或火雷管引爆,起爆网路采用1~15段非电毫秒延期雷管孔内微差爆破,以簇联方法(一把抓)串并联起爆网路。

⑥警戒及安全措施

按照爆破安全规程,安全距离为200m。对周围建筑物的保护,必须控制最大一次(最大一段)用药量,并对地震波安全距离进行检算。个别飞石采用对爆破体用草袋或胶帘覆盖,加强对火工品的使用和管理。

R安全=Q(K/V)1/a

式中:Q——最大一次用药量(最大一段用药量)kg;V——地震安全速度,cm/s;K、a——与地区有关的系数和衰减指数。

2.2深孔松动爆破

①适用条件

当石方数量比较集中时,并且开挖深度大于10 m以上,对装载机、运输能发挥高效的地段,宜采用深孔松动爆破。

②台阶要素、钻孔形式及布孔方法

根据开挖深度来确定台阶的数量,也可一次到位,台阶要素见图3《台阶要素示意图》。

台阶高度H,前排钻孔的底层抵抗线W1,钻孔深度L,装药长度L1,堵塞长度L2,超深h,台阶坡面角α,排距b,台阶上眉线至前排孔口的距离,炮孔的最小抵抗线W。深孔爆破一般采用垂直炮孔,在路基边坡处根据边坡斜率采用倾斜孔。布孔方式采用多孔布置,成方形、矩形、三角形,最好以等边三角形布孔最为理想。

图3 台阶要素示意图

③深孔爆破参数

当采用液压潜孔钻机时,孔径通常为Ф64mm、Ф80mm、Ф100mm等,孔深由台阶高度和超深确定。

根据铲运设备及潜孔钻机的选型及本标段实际情况,一般采用H=6~8m。也可以一次达到标高(10~15m)。

为克服台阶底盘岩石的夹制作用,使爆后不留根,底面形成平整的底部,一般超深h为钻孔直径的5~8倍。

一般经验公式为:W1≤H·tgα+B或 W1=(0.7~0.9)H

孔距a≤W1

排距b=a·sin60=0.87a

为提高爆破效果和充分发挥炸药能量的利用率,合理确定堵塞长度是一个重要的因素。堵塞长度过长或过短,均对爆破效果不利,故一般堵塞长度为孔径的20~40倍。

根据岩石的性能,炸药种类,自由面条件,起爆方式和运输方式的要求,通过试验合理确定单位炸药的耗用量。在实践中验证,一般深孔爆破的参考数值为:软石为K=0.3~0.4kg/m3;次坚石为0.4~0.5kg/m3。

Q=K·a·W1·h (第一排)

或Q=K·a·b·h(第二排及以后)

深孔松动爆破宜采用孔内和孔外微差爆破。

孔内微差,爆孔内根据爆破顺序分别采用1~15段非电毫秒延期雷管装药。利用簇联方法(一把抓)进行,活雷管或电雷管引爆,各种孔内微差爆破的起爆方法见图5

图5 几种常见的起爆方法

孔外微差,孔内全部采用导爆索装药结构,再根据设计爆破顺序,串联各排后安装1~15段非电毫秒延期雷管装药,采用簇联(一把抓)方法,再进行火雷管或电雷管引爆。

⑤装药结构、警戒、安全措施

对于装药结构、警戒、安全措施及对建筑物地震波的影响,与浅孔松动爆破相同。

⑥深孔光面边坡爆破

对于深孔边坡光面爆破与浅孔光面爆破相同,在施工过程中,应进行边坡光面爆破设计,确保边坡岩体的稳定。

3结语

在石方路堑控制爆破施工中,根据路基开挖深度确定合理的开挖爆破技术措施,选择合理的爆破参数是路基边坡爆破达到理想效果的关键, 在爆破施工中要根据岩石及地质条件变化及时调整各项参数,不仅提高了工效, 而且大大提高了安全保证系数,也为铁路复线石方路堑控制爆破施工积累了成功经验。

参考文献

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论文作者:柴月新 庞仕辉,周开放 肖航

论文发表刊物:《建筑科技》2017年第6期

论文发表时间:2017/7/31

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