摘要:爆破施工是基础设施建设过程中非常重要的土石方开挖手段,但是由于爆破施工存在的不可控性,爆破施工常常会导致山体崩塌或诱发古滑坡等不良地质现象,对工程施工造成严重的负面影响,甚至造成严重的人生财产损失,因此光面爆破技术的研究对于边坡开挖有重要的意义。
关键词:高边坡;光面爆破;稳定性;控制技术
1 前言
随着我国基础设施建设的快速发展,在云贵川山区建设高速归路必不可少的要使用到高边坡路基光面爆破技术,因此我们非常有必要对山区高边坡路基爆破技术进行研究,已达到最经济安全的爆破效果。
光面爆破和普通爆破相比较最直观的优点在于光面爆破通过控制装药量及引爆点及炸药放置的位置深度等参数,可以有效的控制爆破范围,同时使爆破面光滑平整,有效降低对非爆破区域的影响,控制超欠挖。本文依托已完工贵州省黔东南州凯雷高速的光面爆破的成功经验及在建雷榕高速的施工规划,对高边坡光面爆破技术进行论述。
2 爆破对边坡稳定性的影响
由于爆破施工的震动性特点,对边坡施工的稳定性会产生必不可少的影响,具体爆破施工对于边坡的影响如下几点所示:
(1)爆破会导致完整岩体破碎。爆破会使设计标高以下或设计位置以外岩体产生大量裂隙,从而导致岩体强度降低,特别是对于高边坡,一旦该位置地质水文条件发生变化就会导致边坡崩塌产生滑坡等地质灾害。
(2)松动效应。不良的爆破会使岩体中的固有裂缝变大或向深处延伸,增大节理的张开度,加快岩石的自然风化和雨水侵蚀,导致边坡自稳能力下降。
(3)失控的爆破会导致超、欠挖现象的发生。失控爆破会导致爆破面凹凸不平,导致高达边坡上存在极难处理的危岩,严重增加边坡防护的成本和安全性,同时也会产生后期道路使用石危石掉落的风险。
综上四点,传统的爆破工艺由于爆破的不可控性,不仅会显著增加施工难度和施工成本,还会导致后期施工和道路使用过程中危险源显著增加,为了去除这些不良影响,我们必须使用并不断研究光面爆破技术,以达到最经济安全的爆破效果。
3 边坡光面爆破关键控制要素
本节将以贵州省雷山至榕江高速公路工程第一标段大塘互通K3+436-ZK3+790段高边坡开挖工程为例,从钻孔布置参数、最小抵抗线、不耦合系数、装药等几个方面对光面爆破控制要素的技术参数分别展开论述。
3.1钻孔布置参数
光面爆破实施过程中,钻孔的定位精度、钻孔的间距及钻孔深度有极大的关系。爆孔孔口定位精度要求≤±3cm,方位角和抒情角偏差≤±1°,空身为±0.1m,光面爆孔直径采用50-150mm。钻孔深度要求L≤12.00m。该段开挖边坡上覆为1-3米含碎石黏土,下覆基岩为震旦系板溪清水江组砂质板岩,岁岩层产状水平,但由于边坡自然横坡较陡,岩体风化强烈,节理裂隙发育,岩体强度较低,边坡开挖后,易诱发滑动,边坡欠稳定。结合该地质实地条件及凯雷高速光面爆破经验,该边坡爆破光爆孔间距取40cm,光爆孔直径取50mm,光爆层厚度取70cm,具体孔眼布置如下图所示:
3.2最小抵抗线w
最小抵抗线通俗的来讲指炸药所埋设位置的中心位置到爆破平面自由面的距离,最小抵抗线用字母W来表示,最小抵抗线的直接影响因素为炮眼间距m,m=a1/w,该公式中a1为炮眼的间距,最小抵抗线w取值范围为十到二十倍的炮眼直径,通常m的取值范围为0.7到1.3,根据计算本工程中炮眼直径D=50mm,则w=10D=500mm,则m=0.8,符合m的取值要求。
3.3不耦合系数
不耦合系数为钻孔直径和D与所装炸药药包直径的d的比值,如果药包直径和钻孔直径的比值过大或过小时都会导致爆破威力急剧减小,严重影响爆破效果,因此钻孔直径和药包直径必须控制在合理范围内,根据该工程中岩石的特点,不耦合系数取2
3.4 边坡光面爆破效果评价
目前,我单位已经基本完成贵州省雷山至榕江高速公路工程第一标段大塘互通K3+436-ZK3+790段高边坡开挖工程,通过多次改变爆破参数,探寻合理的钻孔布置参数、不耦合系数、最小抵抗线,已经基本掌握了对于该地区特殊岩层的爆破控制参数,有效控制了超欠挖量、且光面爆破岩面整齐孤石较少,有效降低了后期的施工成本。
4 结语
雷榕高速建设过程中通过对光面爆破控制技术的应用能够有效的控制施工成本,同时大量减少施工过程及道路使用过程中的危险源的数量。对工程的成本和质量控制起到了关键性的作用。
对于山区公路建设,建议将光面爆破控制引入项目施工质量的管理与考核,以利于工程安全与质量的控制,而且能境地工程地质灾害风险。
参考文献:
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论文作者:杨立,焦俊杰,林世川
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/16
标签:光面论文; 钻孔论文; 直径论文; 工程论文; 炮眼论文; 技术论文; 最小论文; 《基层建设》2018年第30期论文;