砂巖泥巖地質路基爆破施工工藝淺析
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1開山爆破施工總體布置
本合同段需要爆破的高挖方路基為3#(K30+148～+300段，最大挖深63m)和4#(K30+810—K30+910段，最大挖深57.2m)，開挖方向垂直由山上至下，縱向由大樁號至小樁號，根據實施條件進行爆破作業。爆破開挖前先行清除山體表面雜草，表土運至回填區域，而后進行爆破開挖。沿開挖區修筑上下山運輸道路至山頂，而后采用挖掘機和爆破相結合的方法展開山頂平臺作業面的開設與施工，待第一臺階工作面形成一定的規模后，再進行下個臺階作業面施工，依次類推。2爆破施工1爆破類型根據地質及地形、地貌情況，主體石方爆破采用中深孔松動爆破，根據開挖深度進行分臺階開挖，臺階高度5～8m。為保證開挖邊坡的穩定性及邊坡平整度，本工程對于巖石挖方路段坡面1～2m范圍內擬采用預裂爆破或光面爆破技術。根據對塊石粒徑的要求，對粒徑超過標準的(塊徑短邊大于1m)采用手風鉆打孔，裝藥進行二次爆破。
2中深孔松動爆破施工工藝
(1)試爆。在爆破施工前試爆，試爆時應選在相同地質條件的地方，按爆破設計的參數試爆，然后分析試爆效果，進行參數調整，以此作為正式爆破的依據，并在實施過程中根據巖層地質情況優化調整。
(2)布孔、打眼。本段由有經驗的爆破工程師布孔，布孔應考慮炮孔類型、深度、角度、巖石地理結構及周邊環境等因素。按照設計的孔距和排距布孔，炮孔要準確定位(由測量隊放出邊坡線和高程后尺量)，并用白石灰標示。采用平行于臺階的梅花形布孔方式，爆破時采取垂直或45°角(傾斜鉆孔可提高軟質巖石的爆破效率)布孔，超鉆15～20cm，防止欠挖及震松基底，為了翻松底碴，消除底坎，必要時可減少裝藥量，加密炮眼間距，以便施工機械工作，不影響施工進度。按照設計的孔位、方向、傾斜角和孔深對號鉆眼，采用HC725型履帶式潛孔鉆機進行打眼，鉆孔直徑90mm。鉆孔完成后測量孔深，確保炮眼深度。
(3)裝藥與堵塞。按照設計裝藥量和裝藥結構進行裝藥。裝藥完成后進行炮孔堵塞，炮孔堵塞采用一定濕度的黃土，邊堵塞邊搗固，確保堵塞質量。
(4)起爆網絡連接。每個炮孔安放毫秒雷管的段必須對號入座，起爆網絡的孔外串聯雷管雷管要有醒目的標示，連線和覆蓋時應謹慎操作，確保網路通暢。爆破時連線應從起爆終點到起爆起點，采用電雷管引爆。
(5)起爆和清方。采用電雷管起爆。爆破后及時組織挖掘機、推土機、裝載機配合運輸車將石方運出現場，以利再次爆破或其他作業。同時及時清理，清除坡面危面、松石，做好局部防護工作。
(6)爆破參數的設計。①梯段高度:梯段高度一般以5－10m為宜，結合實際情況，選擇臺階高度H=8。②最小抵抗線:W1=(0.5～0.8)H=(0.5～0.8)×8=4～6.4，結合實際情況，本合同段取W1=4。③孔徑:選擇孔徑d=90mm。④孔深:L=(1.1～1.25)H=(1.1～1.25)×(5～8)=8.8～10m，結合實際情況，本合同段取L=9。⑤孔間距:a=(0.8～1.2)W1=(0.8～1.2)×4=2～4.8，結合實際情況，本合同段取a=2m。⑥孔排距:b=(0.8～0.9)W1=(0.8～0.9)×4=2～6，結合實際情況，本合同段取b=2m。⑦單孔裝藥量:Q=(0.6～0.7)×q×a×W1×H=0.6×0.5×2×4×9=34.5kg，其中，q為淺孔梯段爆破時的單位裝藥量(Kg/m3)，其值與巖石堅固系數f有關，砂巖泥巖互層地質q取值0.5。⑧填塞長度:L2=(0.7～1)W1=(0.7～1)×4=8～4m。結合實際情況，本合同段取L2=3m。⑨裝藥結構:為提高炮孔和炸藥利用率，采用連續裝藥。⑩起爆網路連接方式:采用毫秒延期電雷管，多排孔毫秒微差起爆，網絡連接采用并串聯。一般一次性起爆雷管數為m=20～80發。
3光面爆破施工工藝
(1)布孔炮孔標定必須按照設計好的爆破參數準確地在爆破體上進行標識，不能隨意變動設計位置。布孔前應先清除爆破體表面積土和破碎層，根據施工測量確定的邊坡線，從邊坡光爆孔開始標定，然后進行其他孔位的布置，布孔完成后，應認真進行校核，實際的最小抵抗線應與設計的最小抵抗線基本相符。
(2)鉆孔在鉆孔過程中，應嚴格控制鉆孔的方向、角度和深度，特別是邊坡光爆孔的傾斜度應嚴格符合設計要求。孔眼鉆進時應留意地質的變化情況，并做好記錄，遇到夾層或與表面石質有明顯差異時，應及時同技術人員進行研究處理，調整孔位及孔網參數。鉆孔完成后，及時清理孔口的浮碴，清孔直接采用膠管向孔內吹氣，吹凈后，應檢查炮孔有無堵孔、卡孔現象，以及炮孔的間距、眼深、傾斜度是否與設計相符，若和設計相差較多，應對參數適當調整，如果可能影響爆破效果或危及安全生產，應重新鉆孔。先行鉆好的炮孔，用編織袋將孔口塞緊，防止雜物堵塞炮孔。
(3)裝藥裝藥前，要仔細檢查炮孔情況，清除孔內積水、雜物。裝藥過程中應嚴格控制藥量，把炸藥按每孔的設計藥量分好，邊裝藥邊測量，以確保線裝藥密度符合要求。為確保能完全起爆，起爆體應置于炮孔底部并反向裝藥。
(4)堵塞堵塞物用粘土和細砂拌和，其粒度不大于30mm，含水量15%～20%(一般以手握緊能使之成型，松手后不散開，且手上不沾水跡為準)。安放后應即進行堵塞，首先塞入紙團或塑料泡沫，以控制堵塞段長度(光爆孔口預留1～1.5m)，然后用木炮棍分層壓緊搗實，每層以10cm左右為宜，堵塞中應注意保護好導爆索。
(5)爆破覆蓋是控制飛石的重要手段，施工中采用兩層草袋覆蓋，先在草袋內裝入砂土，覆蓋后將排間的草袋用繩子連成一片，草袋覆蓋時要注意保護好起爆網絡。
(6)光面爆破效果:開挖的巖體坡面炮痕率都在90%以上，大部分達到了100%，而且坡面平整穩定，超欠挖控制在質量檢驗評定標準范圍內，能看到明顯的炮痕。
(7)光面爆破參數的確定①孔徑:選擇孔徑d=100mm。②炮孔間距:a=(10～15)d=(10～15)×0.1=0.1～1.5m。導向孔和裝藥孔之間間距一般不小于40cm。根據施工經驗，取a=1.2m。③光面層厚度:W=a/(0.8～1)=(0.1～1.5)/(0.8～1)=0.125～1.5m。施工中取2m。④線裝藥量:K=qaW=0.5×1.2×2=1.2kg/m。⑤炮孔角度與孔深:孔深根據梯段高度或開挖深度決定，并考慮一定的超深，本項目取值等于梯段高度。炮孔角度與邊坡坡腳一致，沿設計輪廓面布置。⑥裝藥結構:為提高爆破效果，采用間隔裝藥，藥卷間距控制在10～30cm，并在炮孔底部加大裝藥量，增藥量為2～3倍，增藥長度為孔底起1～1.5m。⑦填塞長度:為避免爆破反向拉伸破壞邊坡，填塞長度取0.6～2m。根據施工經驗，取1m。⑧爆破方式:光面爆破采用毫秒起爆方式，光面爆破孔應同時起爆，起爆順序以主爆孔先爆，隨后光面爆破孔同時同段起爆。
4爆破施工注意事項
開挖過程中要做好路塹邊坡的控制及路塹邊坡防護工作;依據設計圖紙或監理工程師的指示，嚴格控制開挖斷面;隨時檢測，嚴禁超爆和振動路塹邊坡;臨近邊坡線時，必須采用預裂或光面爆破。臨近邊坡設計線時，嚴格按邊坡眉線的準確位置鉆孔爆破，以保證設計坡形。預裂或光面爆破孔其鉆孔角度應與邊坡設計坡率相同。裝藥量、裝藥結構及孔網參數經試驗確定調整，達到邊坡石方爆破的最佳效果。坡腳處嚴禁超爆，鉆孔時不得超鉆。爆破后及時將石方運出，清理工作面，加快工程進度。爆破警報及安全:每次起爆前，都要設專人負責爆破警報及安全，預防意外事件發生。
5爆破安全計算
本項目地處山區，附近無居民區和建筑物，無需進行爆破地震安全計算和空氣沖擊波安全距離計算。僅進行飛石的安全距離計算:計算公式:Rmax=20Kf×n2×Wmin=20×1.5×1×6.4=192m要求在爆區200m外設安全警戒線。
6經驗總結
主體石方采用中深孔松動爆破，邊坡采用預裂或光面爆破，在施工中通過不斷優化爆破參數，通過對不同參數下爆破效果分析總結，得出砂巖、泥巖互層地質中各項最優爆破參數。經驗總結:砂巖、泥巖硬度較低，且砂巖、泥巖遇水后強度下降較快。泥巖砂巖整體性較好，爆破前巖體強度較高，爆破后由于整體性破壞，巖體強度降低，部分地方采用挖掘機也可直接開挖。爆破后用挖掘機盡快挖除松散石方，可提高爆破效率，節約炸藥。
二、質量控制措施
1保證措施依據工程特點，建立健全和嚴格執行本工程質量保證體系。嚴格落實施工組織管理措施。嚴格服從業主、監理人員的質量監督。嚴查影響質量的關鍵工序和特殊工序，確保對其控制，從而保證施工質量。嚴格按“爆破施工技術方案設計”要求進行施工，同時依據不同的地形條件采取合理的爆破方法。施工過程中，做好測量工作。嚴格控制爆破線，防止超爆現象的發生。配備具有豐富經驗的技術人員進行技術保障，確保工程質量。嚴格控制渣石粒徑，確保滿足裝運要求，從而提高施工效率。
2質量檢驗標準
(1)邊坡的坡度符合設計要求，不得有大的突起和凹坑。爆破裝藥量要嚴格控制，保證沒有過爆和欠爆。防止過爆造成邊坡度增加而失穩或路塹底巖石松散影響路基強度和穩定性。欠爆造成邊坡有明顯突起，邊坡平整度不符合要求，路塹底防止因欠爆標高不能達到設計要求，為修整帶來困難。
(2)光面爆破質量評價:在光面預裂爆破中，裝藥孔之間加導向孔，可以取得更好的控制效率，尤其在曲線或轉角周邊，使用導向孔更明顯。開挖輪廓尺寸標準:光爆后輪廓尺寸應基本符合設計尺寸要求，欠挖不大于5cm，超挖不大于15cm;壁面不平整度小于15cm，露天爆破壁面不平整度應小于±20cm。孔痕率標準:堅硬而整理性好的巖石孔痕率應≥80%，中等強度的巖石應≥65%，松軟石或節理裂隙發育的巖石應≥50%。爆破作用對保留的部分巖體破壞輕微，保留下的炮孔壁上無粉碎和明顯的爆破裂縫。對松軟破碎的巖石，爆破后盡量無大的危巖浮石，對堅硬的巖體，無危石或危石很少。兩排光面炮孔銜接處的臺階，對于露天大直徑深孔爆破，應控制在30～50cm內。
三、安全保證措施
(1)爆破人員必須持證上崗，并作好爆破記錄。
(2)做好爆破前的宣傳動員、組織等工作。爆破前組織動員非爆破人員在規定的時間內安全撤離所規定的安全距離以外。
(3)在爆前認真做好最后一次檢查，經現場主要負責人允許后方可起爆。
(4)爆破信號，使用警報器和口哨，具體信號規定由現場指揮小組統一規定。
(5)嚴格執行爆破器材的運輸管理制度，領用余料當天退回，工地設防爆箱，設專人24h看管，嚴格領用余退手續，帳目日日清。
(6)采用電雷管，應該一一檢測，做到心中有數，保證起爆效果。
(7)處理盲炮采用以下方法:經檢查確信炮孔的起爆線路完好時，可重新起爆。打平行眼裝藥爆破，平行眼距離孔口不得小于0.3m。嚴禁在盲炮孔眼上打孔。
(8)在離爆破區200m處設立警戒標志，并設立專職警戒崗。
(9)為了保證施工的安全，對以下事項高度重視，提高安全意識:如遇風、雨、雷、電式視線不清時，均不能進行爆破作業。處理瞎炮，應嚴格按照有關規定執行爆炸物品的購買、運輸、儲存、保管和使用，按有關爆破作業管理辦理執行。施工現場臨時堆放爆燃物品，須經公安部門許可和批準。爆炸物品每日帳目必須清楚，使用量和出庫量相符，做到日清月結。
作者：吳文明 單位：中交一公局橋隧工程有限公司
