刘启虎 石家南
云南工程建设总承包股份有限公司 云南 昆明 650501
摘要：近年来，随国家经济建设蓬勃发展，为积极响应习近平主席提出“一带一路”发展战略，及十九大报告指出“树立安全发展理念，弘扬生命至上，安全第一的思想”，云南高速公路发展建设掀起又一轮高潮，省内各地州高速路网逐步深入完善。鉴于云南所处高海拔地区，工程区域普遍是山岭、重丘的地形特点，且大多邻近村落或既有设施、道路，大规模石方开挖安全控制是公路、水利等工程建设面临的主要施工难题，对爆破施工中爆破有害效应控制及周边防护措施提出高要求，并深入完善施工工艺及细节是工程建设项目整体安全、成本、技术管控的重要环节。
关键词：控制爆破；防护措施；预裂光面爆破；公路工程；施工技术
本文将结合工程实际情况，分阶段分析控制爆破施工各阶段应注意的工程技术流程及细节，进而探究控制爆破在公路施工中的有效应用。
一、施工环境条件
景勐一级路高边坡，该段边坡均为石质边坡，新建道路与一级路斜交跨越，为保证一级公路正常通行，线路多展布于陡坡地方，整体地形起伏较大，有多处深挖石质路堑，山体岩体主要为、路基沿线居民房屋、通讯、电力线路等分布密集。沿线施工环境较为复杂，对控制爆破的要求较高，要克服这些不利因素，在爆破时要有针对性的编制合理施工方案，不断优化爆破参数，严格控制单孔装药量，把爆破危害作用降到最小。减少对周边环境的影响和保证人员、原有一级路、输电线路、既有线等的安全是爆破控制技术的关键所在。
二、安全风险评估依据
景勐一级路高边坡，该段边坡均为石质边坡，为保证一级公路正常通行，在新建道路K14+060～K14+600及K14+818～K15+158、K14+050～K14+600三段路基石方需要采用控制爆破。施工段坡脚下方为景勐一级公路，上方为10KVA电力线路、通讯光缆等分布密集，施工环境复杂多变。最大挖深为97.27米。经过详细现场勘察，结合该爆破项目设计施工方案和修改补充设计施工方案及其他有关资料，依据《爆破安全规程》 4.1 条之规定，单次爆破安全评估报告把该项目定为 C 级爆破作业项目，由于该项目地处于公路通过区、濒临澜沧江、高压线通过区，环境十分复杂，依据 《爆破安全规程》 4.2 条之规定，提高一个工程级别，因此，最终确定该爆破作业项目的等级为“B 级复杂环境爆破项目”，单次需炸药量150kg。
三、控制爆破措施
针对各段落工程地质情况、现场实际底层岩性及周边环境情况，制定有针对性的爆破措施，控制要点：震动、飞石、滚石。
爆破时需要严格控制爆破震动、滚石以及飞石，更要严防产生滚石沿边坡滚落，影响一级路交通。结合现场实际情况，此段路基爆破决定选用浅孔微差松动爆破技术，采用机械潜孔钻打眼；边坡采用光面爆破技术，人工手风钻钻孔。
为了尽可能减低爆破振动效应和产生飞石，此段爆破区两头临近道路端采用机械潜孔钻打眼浅孔松动微差控制爆破，中间深挖段上台阶采取先拉沟槽，两侧留边墙作为隔墙，防止产生滚石。沟槽完成后两侧墙体以沟槽空间作为临空面，进行爆破。爆破方法拟采用浅孔微差控制爆破结合边坡使用预裂光面爆破技术。
在控制爆破防护工程中，采用主动防护或被动防护措施，对被爆体采取覆盖。本段工程采用在景勐公路靠山体一侧设置防护排架，挂钢丝网（被动防护网）等以拦截飞石和滚石，保证人员及行车安全。
四、控制爆破施工技术设计
1、爆破设计原则
通过平面图及现场勘查，路基北侧330m处有110KV高压线，西侧50m处为景勐一级路，爆区边线公路边线15m，考虑到爆破安全距离不够，因此在离高速公路边界处预留5m距离，该处直接采用液压机械破碎机破碎，不实行爆破开挖。因此采用浅孔松动爆破加液压机械破碎机二次破碎方案，爆破临空面应避开高压线，控制爆破飞石飞散方向。高压线下爆破采用导爆管雷管起爆膨化硝铵或乳化炸药（导爆管采用专用高压脉冲起爆器引爆）。其他地区采用毫秒电雷管和岩石乳化炸药、膨化硝铵。正式爆破施工前，对待区域进行试爆以便了解岩层特性，制定最优的爆破参数。
2、爆破试验
钻爆作业是路基施工的关键工序，是后续作业顺利开展的保障，爆破效果的好坏直接影响到工程安全、质量、进度与成本。正式大规模爆破前，先选择一段（小于10m）典型岩石和地貌的路堑及没有房屋的地段，进行试验检验性爆破。
⑴试验目的
通过试验段爆破试验，寻求合理的控制爆破与防护参数，指导路基大范围施工爆破。这些爆破试验拟结合生产进行，以获得边坡开挖的最佳爆破参数，了解爆破对周围开挖岩体的爆破影响情况和范围，掌握爆破质点振动衰减规律，预报振动量级。通过实际监测，控制爆破规模，降低爆破振动效应，以确保开挖边坡稳定和爆区周围被保护建筑物的安全
3、爆破参数确定
本工程采取浅孔台阶松动爆破，其目的是使岩石松动便于机械清渣，因此要严格控制爆破参数，堵塞长度和堵塞质量要符合要求，在爆破开挖过程中逐渐形成有利于爆破的临空面及作业面。布孔方式为梅花形，根据“试爆”确定岩石参数，对爆破设计进行实地调整。
⑴孔网参数设计计算
钻孔直径 d=90mm 台阶高度 H=1.5～4.5m 最小抵抗线 W=（25～50）d （m）
孔间距 a=（1.0～1.2）W （m） 排间距 b=W （m） 钻孔深度 =H+h （m）
超深 h=（0.1～0.15）H （m）
⑵装药参数设计计算
单位耗药量 q=（0.1～0.35）kg/m3 每孔装药量 Q=q×a×b×H
堵塞长度 L1=1H /3～H /2 装药长度 L2=L-L1
装药结构：2号岩石乳化炸药装药。
不同台阶高度的参数见下表：
表一 不同台阶高度时浅孔爆破参数
装药采取单层装药或者分层装药，雷管聚能穴对向孔底正向起爆（或反向起爆）的方法，堵塞采用半干黄土或者钻孔时的岩粉。大孔径装药时，要确保堵塞长度大于最小抵抗线。
4、边坡光面爆破参数设计
光面爆破设计应遵守的一般规定：
（1）光面爆破宜与主体爆破一起分段延期起爆，也可预留光爆层在主体爆破后起爆；
（2）光面爆破炮孔应沿设计开挖边界布置，炮孔倾斜角度应与设计边坡坡度一致；
（3）炮孔直径根据光面爆破的台阶高度确定。
5、爆破个别飞散物控制
爆破个别飞散物控制
根据《爆破安全规程》要求，本工程浅孔爆破按200m警戒。
个别飞石飞散距离计算：
五、路基爆破安全防护设施
路基爆破施工前，必须先联系房屋、设备产权个人和单位对施工红线附近地下、地上管线位置、数量、走向及设备等进行详细调查，并做好记录，制定出合理的方案进行施工，并与设备运营单位签定安全协议。动工前必须现场再次确认管线、房屋及设备情况，并做出醒目的标志。因爆破施工周围房屋较为密集，为防止爆破产生的飞石、震动、冲击波对附近居民、房屋和行人车辆造成伤害，根据现场实际情况，需要对控制爆破施工区域进行专项防护。
在控制爆破中，采用主动防护或被动防护措施，对被爆体采取覆盖。本段工程采用橡胶轮胎做成的炮被覆盖。爆源与被保护对象之间设置防护排架，挂钢丝网（被动防护网）等以拦截飞石和滚石，炮眼上覆盖炮被。
1、防护方案
K14+060～K14+600（景勐公路LK7+560～LK8+100左）及K14+818～K15+158（景勐公路LK6+930-LK7+420左）段路线右侧设置防护排架，挂钢丝网（被动防护网）并堆砌沙（土）袋以拦截飞石和滚石，防护排架立柱采用工字钢（16#），工字钢立柱净高10m，纵向间距5m设置一道立柱，立柱后加固斜支撑；横向采用槽钢（14b），间距3m设置一道，共设置四道；同时在排架内侧挂钢丝网（被动防护网），防止滚石及飞石，在防护网内侧堆砌2m高×2m宽的土（石）墙，减轻滚石对防护排架的撞击。同时在坡脚平台处再增设一道2m高×2m宽的土（石）墙，做为第二道防护，主要作用防止滚石；施工采用人工配合机械，详见下图。
2、被动防护网的工作原理及维护
被动防护网主要由钢丝绳网或环行网（需拦截小块落石时附加一层钢丝格栅）、固定系统（锚杆、拉锚绳、基座和支撑绳）、减压环和钢柱四个主要部分构成，前者为起特征构成。起防护能量一般为150KJ～2000KJ，特殊设防能高达5000KJ，RX-050型（普通常用型菱形网）可以拦截撞击能500kJ以内的落石。
为确保被动防护网的正常发挥和防护能力不被降低，对系统的工作状态进行检查，并在必要时进行适当的维护、维修是必须的。
结语
根据本工程施工案例，施工方案中采用：单耗药量控制、炮孔堵塞、安全警戒等控制有害效应的方法，可以有效地保证被保护对象的安全，对存在的有害效应及可能影响的范围考虑比较全面。根据现场环境，在爆破时，应注意爆破炸药单耗及一次起爆药量的控制，合理选取爆破参数，结合近体防护、远体防护等措施，避免对周边建筑物及其它等被保护对象的爆破有害影响。
参考文献
[1] 《爆破安全规程》GB 6722-2014；
[2] 《公路工程施工安全技术规范》（JTG F90-2015）；
[3] 《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）。
论文作者:刘启虎,石家南
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/16
标签：防护论文; 飞石论文; 路基论文; 光面论文; 排架论文; 参数论文; 滚石论文; 《防护工程》2018年第11期论文;