[关键词]：高边坡开挖、爆破方法、爆破参数、提高爆破效果、提高质量及进度
1、工程概述及地质条件
麻江县新城区19号城市次干道道路工程，设计起点位接环城东路二号线，终点接18号线，道路全长1619.901米，道路红线宽度25米，为城市次干路，设计行车速度40km/h。该工程位于麻江县杏山镇兴坪村,施工爆破区目前高度约0至80m，周围环境一般，分层开采以台阶形式开采明显，主采区石质为沉积岩系石灰岩，岩石裂隙较为发育，结构不均匀，呈中等风化状态，并杂夹有少量变质岩及泥土，山体未观察到岩溶现象。
2、边坡爆破开挖施工方法
根据施工现场的实际情况和爆破安全规程规定，该爆破项目定为D级露天松动爆破，露天开采的台阶高度、平台宽度和边坡角度必须满足安全作业及边坡稳定的要求，主要采用以下方式进行爆破及控制：
（1）近边坡部分采用光面爆破或预裂爆破,石方地段采用浅孔或深孔微差松动爆破，开挖深度在5m以下时采用浅眼松动爆破，每次钻孔深为2～4m；路堑较深时，可以用深孔爆破，6～8m深度的钻孔，光面和预裂控制爆破来应对两边的边坡，对于全路堑地段，采用纵向浅层开挖，横向台阶布孔，中深孔松动控制爆破；高边坡半壁路堑，利用分层布孔，深孔松动控制爆破，上层顺边坡沿倾斜孔进行预裂爆破，下层靠边坡的垂直孔应控制在边坡线以内。
（2）根据岩石的类别、风化程度和节理发育程度等确定开挖方式，能用机械直接开挖的使用机械开挖，否则采用适宜的爆破法进行开挖，本道路主要采用浅眼爆破、深孔爆破、预裂爆破与光面爆破。
（3）现场进行爆破施工前，先对须爆破段石质进行爆破试验，确定适当的爆破参数，提高爆破效果，使每次爆破产生的岩石大小满足装运机械工作要求，并适于路基填筑（见图1）。
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图1 爆破作业横断面示意图
2.1.施工顺序
修整台阶→布置炮孔→钻孔→装药→填塞→网路连接→检测网路→警戒 起爆→炮后检查。
2.2.浅眼爆破
（1）台阶的高度：根据岩石的具体情况确定台阶的高度，但最大高度不得超过5m；
（2）台阶的宽度：每层的宽度可根据实际情况调整，但最小宽度不得小于4m；
（3）每层岩体开采后所形成的边坡角应当能保证岩体的基本稳定，最大的边坡角应当小于75°。
（4）浅眼松动爆破参数的选择。孔径：d＝40mm； 孔深：L＝1～5m（3m)； 孔距：a＝1～1.5m； 排距：b＝0.8m；台阶高度：H＝1～3m；炮孔倾角：α＝750；最小抵抗线：W＝0.8～1.2； 装药高度：孔深的3／5；堵塞长度：孔深的2／5；炸药单耗：q＝0.3～0.8kg/m3 本工程取0.4 kg/m3
单孔最大装药量： Q＝q·a·b·H ＝0.4×1.0×0.8×3＝0.96（kg）
一次起爆最多的孔数为1孔。一次最大起爆药量：Qmax=0.96×1孔=0.96（kg）
2.3中深孔爆破
（1）台阶的高度：对于该工程中深孔爆破的台阶高度取为8～12m。
（2）台阶的宽度：每层的宽度可根据实际排数的情况进行调整，为一排孔时取为4m；如为两排孔时，可取为7～8m。
（3）每层岩体开采后所形成的边坡角应当能保证岩体的基本稳定，最大的边坡角应当小于600，最小不小于750。
（4）参数的选择
孔径：d＝90mm；台阶高度：H＝8～12m（取9m）；超深：h＝1.0～1.2m
炮孔倾角：α＝600；孔深：L＝(H＋h)/ sin60°＝12.7～15.0m；底盘抵抗线：W1＝3.0～3.5m；炮孔密集系数：m＝1～1.5；孔距：a＝m ·W1＝3.0～4.2m（前排）；排距：b＝a·sin60°＝3.1～3.6m；堵塞长度：l2＝W1＝3.0～3.5m；
炸药单耗：q＝0.3～0.8kg/m3（可由实际情况调整，本工程取0.4kg/m3）
单孔装药量：Q＝q·a·W1·H＝0.4×3.6×3×9＝38.88（kg）一次起爆最多的孔数为1孔。
单响最大起爆药量：Q单＝Q×1孔=38.88kg
2.4预裂爆破和光面爆破
为了确保保存下来的岩体按设计轮廓面成型，预防围岩遭到损坏，就要利用轮廓控制爆破技术来实现。预裂爆破和光面爆破都属于轮廓控制爆破技术。
（1）光面爆破是除了开挖部位的岩体，起爆布置要在设计轮廓线上周围的孔装药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面，通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。它与传统的爆破法相比，最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度。
（2）为想使得光面爆破能够有一个好的效果，需掌握以下几点：
①根据围岩自身的优点，在选择周边眼的间距和最小抵抗线，尽量要合理，最大限度提高钻眼质量。
②合理掌握周边眼的装药量，尽量合理分布药量。
③周边眼要选择直径小的药卷以及猛度低、爆炸速度慢的炸药。要想符合结构标准，就要利用导爆索（传爆线）来完成空气间隔装药工作。
④通过毫秒微差有序起爆方式。合理分配开挖流程，使光面爆破发挥应有的作用。
⑤边孔直径小于等于50mm。
（3）预裂爆破采用不耦合装药结构，其特征是药包和孔壁间有环状空气间隔层，该空气间隔层的存在削减了作用在孔壁上的爆炸压力峰值。因为岩石动抗压强度远大于抗拉强度，因此，可以控制削减后的爆压不致使孔壁产生明显的压缩破坏，但切向拉应力能使炮孔四周产生径向裂纹。加之孔与孔间彼此的聚能作用，使孔间连线产生应力集中，孔壁连线上的初始裂纹进一步发展，而滞后的高压气体的准静态作用，使沿缝产生气刃劈裂作用，使周边孔间连线上的裂纹全部贯通成缝。
两种爆破形式有以下几点要求。
（1）质量控制标准
第一，岩壁上炮孔痕迹率是用来判断开挖壁面岩石的完整性的重要依据，炮孔痕迹率也称半孔率，为开挖壁面上的炮孔痕迹总长与炮孔总长的百分比率。节理裂隙极发育的岩体，通常炮孔痕迹率达到10％～50％；节理裂隙中等发育的岩体，炮孔痕迹率要达50％～80％；节理裂隙不发育的岩体，炮孔痕迹率要达到80％以上。围岩壁面不能有明显的爆生裂痕。
第二，围岩壁面不平整度值要在15cm范围内。
第三，爆破钻孔孔径严格按设计孔径、垂直度控制；钻孔孔位、角度和孔深要按照爆破设计的规定执行；开孔误差不能超过钻孔孔径，完成后的钻孔，孔内粉末应予清除，孔口应予以保护。
除了爆破数据会对轮廓爆破质量影响之外，地质条件和钻孔精度也有智能大厦影响。主要是因为爆生裂缝极易沿岩体原生裂隙、节理发展，钻孔精度在一定程度上为控爆质量提供了保障。
（2）预裂爆破和光面爆破参数，如表1所示。
炮孔应保持在同一平面内，光面爆破孔间距a≤0.8W或a=16d(m);最小抵抗线W=21.5d,预裂爆破孔距a=8d～12d。
光面爆破在主药包爆破后起爆，预裂爆破实在主药包起爆前起爆，间隔时间25～50mm，同一排炮孔光面爆破和预裂爆破需同时起爆。
光面爆破和预裂爆破每米孔深装药量：K=9d2（kg/m）
表1光面爆破和预裂爆破参数
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2.5台阶炮孔布置、装药结构和起爆网路
（1）装药结构采用3种形式，分别为连续柱装药结构形式、分集间断柱装药构形式、间断药串装药结构形式。连续柱装药主要用于浅眼控制爆破炮孔和部分深孔内部作用炮孔控制爆破装药，分集间断柱装药用于深孔控制爆破装药，间断药串装药为边坡光面爆破孔装药，如图1 所示。
①装药结构:
堵塞段的主要作用是将爆生气体的作用时间加长，确保孔口段只会存在裂缝，不会出现爆破漏斗，深孔爆破的长度控制在0.5～1.5m。
孔底加强段段长要与堵塞段相同。因为孔底受岩石的影响，所以要大密度的线装药。
均匀装药段一般为轴向间隔不偶合装药，将沿孔轴线方向分布均匀。轴向间隔装药通常利用导爆索串联各药卷起爆。要想使得孔壁不会破碎，就要把药卷放在孔的中心位置，从而对药卷实施定位。
②起爆。
为了确保预裂爆破和光面爆破同起爆，就要采用导爆索起爆，利用分段并联的方法。因为光面爆破孔的起爆时间晚，导爆索极易受损坏。要想确保周边孔准时爆破，对光面爆破孔可以利用高段延期雷管和导爆索的双重起爆法。预裂孔如果和主爆区炮孔同时间起爆，预裂孔应超前第一排主爆孔75～100ms起爆。
③堵塞
堵塞要求主爆孔除了装药段，必须满堵，保证堵塞质量，边坡光爆孔只堵孔口。深孔爆破炮孔保证孔口堵塞长度L≥4.0m，在各药柱间隔间的堵塞长度，根据炮孔深度和最小抵抗线大小而定。仔细堵塞，提高堵塞质量。通过钻孔碴来对深孔控制爆破堵塞进行回填，再用竹杆捣实；确保浅眼爆破保证堵塞长度在0.5m以上，用粘泥或软泥进行填堵，不能过稀，能够搓成条，也可直接将粘泥散粒装入孔内用木质或竹杆炮棍捣密实；边坡光面爆破孔堵塞长度在0.3～0.5m以上。
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图2光面爆破孔装药结构示意图
（2）起爆网路可采用电雷管网路或非电毫秒雷管联网起爆。
（3）在浅眼松动爆破用电爆网路时，可按串联起爆的方式进行，注意在检查导通时，必须使用专用的导通电桥，其最大输出电流不得大于30mA。
（4）深孔台阶爆破中，用非电毫秒雷管网路时，将各炮孔内的导爆管以“一把抓”的形式，用胶带捆牢在起爆电雷管的周围，雷管底部与传爆方向相反；当为最大起爆孔数时，注意应使用两发起爆电雷管，以保证导爆管传爆的顺利进行。
3、 爆破安全防护注意事项
3.1 爆破震动安全防护
（1）严格控制最大单响起爆药量，最大单孔起爆药量必须满足允许最大单响药量要求。
（2）使用毫秒微差延期爆破网络时，在确保网络传爆通畅和满足分离岩石的前提下，合理选择各部位相继的起爆时差，同时避免重段或串段，以避免震动叠加。
3.2 爆破冲击波防护
（1）尽可能不去用裸露药包爆破或导爆索露天爆破，情况特殊必须要用时，要盖上砂土。
（2）将一次起爆炸药量控制在一定范围内,从“空间”（分散布药）和“时间”（分段起爆）两个方面来说，将爆区总药量均匀分布到各个爆破位置，让爆炸能量发挥到极致，降低爆炸冲击波的能量。
（3）选择适合的最小抵抗线方向和大小，完善爆破参数以及装药结构（如采用空气间隔分段装药、垫层装药和不耦合装药等），尽可能地保证填塞高度和质量，使每个药包的爆炸能量都发挥出应用的作用。
3.3 爆破飞石防护
（1）采用定向控制爆破，由于爆破区有高压输电线路、设施、建筑物等，应采用定向谨慎控制爆破，从爆破技术上人为地改变最小抵抗线方向（即控制个别飞石方向），采取内部挤压爆破方式，爆破撕裂口抛石方向背向被保护物方向。
（2）孔口覆盖及爆破体的表面覆盖，深孔爆破采用4～5袋砂袋进行孔口压盖防护；浅眼采用多层橡胶皮帘或钢网覆盖防护，确保周围建筑设施安全。
4、结束语
通过对工程地质条件、周边环境的分析，选择适宜的爆破方法，确定适当的爆破参数，有效地控制爆破，控制爆破飞石，保证了人身、周围高压线和建筑物的安全，保持了围岩的稳定性，减少超、欠挖，提高工程质量，加快施工进度。
参考文献
[1]《麻江县市政道路工程十九号路施工图设计》施工图纸[Z].
[2] GB 6722-2014,爆破安全规程（S）.
[3] 民用爆炸物品安全管理条例为（2015版）[Z].
作者简介：吴杰(1979-)，男，贵州省，高级工程师，从事工程施工、生产管理等工作。
论文作者:吴,杰
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第18期
论文发表时间:2020/1/14
标签：光面论文; 药量论文; 台阶论文; 钻孔论文; 围岩论文; 雷管论文; 岩石论文; 《建筑实践》2019年第38卷第18期论文;