摘要：本文通過(guò)護(hù)壁爆破在某公路邊坡開(kāi)挖中的應(yīng)用，分析其爆破效果。結(jié)果表明護(hù)壁爆破可以減少邊坡的爆破損傷，有效地減少邊坡開(kāi)挖及支護(hù)費(fèi)用。

關(guān)鍵詞：護(hù)壁爆破;邊坡開(kāi)挖;爆破參數(shù);裝藥結(jié)構(gòu)

引言

現(xiàn)代巖土工程中，爆破技術(shù)被廣泛應(yīng)用于巖體邊坡的開(kāi)挖以及巷（隧）道掘進(jìn)工程，這種工程爆破均會(huì)形成爆破開(kāi)挖邊界，即形成露天邊坡保留巖體或巷（隧）道圍巖。為了邊坡防護(hù)和圍巖支護(hù)的方便，要求巖體沿著預(yù)定方向形成平整光滑的開(kāi)裂面；為了保持其長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，又要求邊坡保留巖體或巷（隧）道圍巖不受或少受爆破損傷。自上個(gè)世紀(jì)50年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者致力于巖土控制爆破技術(shù)的發(fā)展，先后出現(xiàn)了光面爆破技術(shù)及定向斷裂控制爆破技術(shù)，但是這兩種爆破技術(shù)都不能很好的滿(mǎn)足現(xiàn)代巖土工程的需要。光面爆破技術(shù)雖然可以比傳統(tǒng)的爆破技術(shù)減少超欠挖，但是裂紋的開(kāi)裂方向存在不確定性，且對(duì)邊坡保留巖體或巷（隧）道圍巖的損傷破壞較嚴(yán)重；定向斷裂控制爆破技術(shù)雖然較好地解決了光面爆破的裂紋開(kāi)裂方向不確定的問(wèn)題，但是仍然沒(méi)有很好地解決爆炸產(chǎn)物對(duì)孔壁保留巖體或圍巖的損傷破壞問(wèn)題。為此，筆者及其所在課題組提出一種護(hù)壁爆破技術(shù)，通過(guò)加護(hù)層來(lái)保護(hù)爆破保留巖體，同時(shí)可以控制裂紋開(kāi)裂的方向。

本文以護(hù)壁爆破在某石油運(yùn)輸專(zhuān)用公路邊坡開(kāi)挖中的應(yīng)用為例，分析護(hù)壁爆破的效果。

1護(hù)壁爆破原理

護(hù)壁爆破技術(shù)是在需要保護(hù)一側(cè)或兩側(cè)巖體藥包外側(cè)安裝一層或多層護(hù)壁套管(如圖1)，利用套管控制爆炸應(yīng)力場(chǎng)的分布，達(dá)到裂紋按預(yù)定方向起裂形成平整光滑開(kāi)裂面、保護(hù)保留巖壁免受損傷破壞、破碎臨空面方向巖石的一種爆破新技術(shù)，也稱(chēng)套管護(hù)壁爆破技術(shù)。

藥包爆炸時(shí)，在無(wú)外殼一側(cè)，高能量密度的氣體流不存在任何阻擋直接沖擊巖壁，造成爆炸氣流能量的大量匯集，使得這個(gè)區(qū)域內(nèi)炮孔巖壁的巖體首先受到最大壓力，從而使得無(wú)外殼藥包一側(cè)的壓力差進(jìn)一步增大，首先在該孔壁上形成延伸很短的剪切破壞面。當(dāng)巖體受到的初始爆炸所激起的應(yīng)力狀態(tài)或動(dòng)態(tài)應(yīng)力場(chǎng)很快消失時(shí)，后期的準(zhǔn)靜壓作用下形成新的靜態(tài)應(yīng)力場(chǎng)，對(duì)孔壁剪切破壞面產(chǎn)生尖劈和推力作用，使巖體破裂和拋擲。另一方面，在靠近保護(hù)炮孔巖壁這一側(cè)，由于藥包外殼阻礙了爆生氣體對(duì)孔壁的直接作用，尤其是“滲透”和“楔入”作用，從而保護(hù)了孔壁巖石。而且外殼的存在減少了透射和反射而產(chǎn)生能量的損失，減弱了對(duì)孔壁巖石的作用[2]。

2工程概況

在某石油運(yùn)輸專(zhuān)用公路上有一長(zhǎng)約100m的高邊坡，由于巖層主要為石灰?guī)r，巖體堅(jiān)硬（f=10~12），采用機(jī)械開(kāi)挖法需要較長(zhǎng)的時(shí)間。由于該公路作用的特殊性，要求工期較短，采用傳統(tǒng)的爆破方式雖然可以加快開(kāi)挖速度，但是邊坡支護(hù)仍需較長(zhǎng)的時(shí)間且要花費(fèi)較大的費(fèi)用，因此在此次施工過(guò)程中采用了護(hù)壁爆破技術(shù)。

3爆破參數(shù)

3.1 護(hù)壁材料及炸藥

護(hù)壁材料采用半圓pvc-u管，直徑為25mm,厚度為2.5mm；炸藥采用4#粉狀銨油炸藥。

3.2 爆破參數(shù)

由于邊坡開(kāi)挖一方面要求保留巖體完整，保證邊坡的穩(wěn)定，節(jié)約邊坡支護(hù)費(fèi)用；另一方面有要求臨空面巖體破碎，以便于運(yùn)輸，節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用。因此，本次施工過(guò)程中采用單側(cè)護(hù)壁爆破。爆破參數(shù)如下：

孔距：500mm；孔深：1.85m(2m長(zhǎng)的鉆桿)；抵抗線(xiàn)：800mm；每孔裝藥量：225克；藥柱直徑：20mm；炮孔直徑：38～40mm；空氣柱間隔裝藥：每孔裝藥3段,每段長(zhǎng)250mm；間隔2段空氣柱,每段長(zhǎng)150～200mm；堵塞長(zhǎng)度：700～800mm。

4爆破效果分析及效益評(píng)價(jià)

爆破效果如圖2所示，開(kāi)挖邊坡壁面半邊孔痕保留完整，坡面光潔平整，無(wú)超欠挖。

采用爆破方法，加快了開(kāi)挖速度，降低了開(kāi)挖成本；由于PVC-U管的導(dǎo)向作用，在炮孔壁產(chǎn)生的裂紋數(shù)較少，坡面光潔平整，有效地減少了支護(hù)費(fèi)用及時(shí)間；由于開(kāi)挖坡面穩(wěn)定，在開(kāi)挖的過(guò)程中增大了公路內(nèi)側(cè)坡度，減少了開(kāi)挖量，從而減少了運(yùn)輸棄石的費(fèi)用。

實(shí)踐證明護(hù)壁爆破用于邊坡的開(kāi)挖可以減少邊坡的爆破損傷，有效地減少邊坡開(kāi)挖及支護(hù)費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭學(xué)彬,張志呈,蒲傳金,史瑾瑾,馮德潤(rùn).護(hù)壁爆破基本原理與爆破效果的聲波評(píng)價(jià)[J].爆破,2006,4(23):9～14.

[2]張志呈,魏有貴.光面護(hù)壁爆破在清平磷礦開(kāi)拓巷道中的應(yīng)用[J].化工礦物與加工,2008(10):28～31.

基金項(xiàng)目：綿陽(yáng)市科技局資助項(xiàng)目