余先發(fā) 蔡澤軍 劉文偉

(廣東省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊(duì))

一次成型超深孔精細(xì)控制爆破技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用

余先發(fā) 蔡澤軍 劉文偉

(廣東省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊(duì))

國(guó)道G321線某段右側(cè)邊坡發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害，需以最快的速度對(duì)邊坡危巖體清理，同時(shí)又不能破壞保留巖體的整體安全性，為此,提出一次成型超深孔精細(xì)控制爆破技術(shù)。從爆破技術(shù)方案、爆破參數(shù)、爆破安全與措施及爆破后邊坡危巖清除，保留邊坡坡面平整等方面，詳細(xì)介紹了該技術(shù)在崩塌地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急治理工程中的應(yīng)用。

一次成型超深孔精細(xì)控制爆破 地質(zhì)災(zāi)害 治理

1 工程概況

國(guó)道G321線廣東省德慶悅城段K148+735～K148+775右側(cè)邊坡發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害，崩落巖體約800 m3，雖未對(duì)過(guò)往行人及車(chē)輛造成傷害，但右側(cè)車(chē)道完全堵塞，過(guò)往車(chē)輛只能單邊通行。對(duì)邊坡上部監(jiān)測(cè)未發(fā)現(xiàn)有位移，由此可判斷邊坡再發(fā)生大規(guī)模崩塌地質(zhì)災(zāi)害事故的可能性很小，但由于邊坡高陡、節(jié)理裂隙發(fā)育，在雨水的沖刷下發(fā)生小規(guī)模塌方的可能性較大，很可能對(duì)左側(cè)通行的車(chē)輛及人員造成傷害，所以必須以最快的速度對(duì)邊坡危巖體進(jìn)行爆破清理。

1.1 工程地形地貌及地質(zhì)簡(jiǎn)況

國(guó)道G321線K148+735～K148+775段為沿西江邊修筑，屬構(gòu)造侵蝕低山丘陵地貌，公路北側(cè)為開(kāi)挖的山體，南側(cè)為西江河，邊坡最大高度約30 m，坡面角為70°～80°，無(wú)分級(jí)臺(tái)階。邊坡頂部為第四紀(jì)覆蓋層，厚0.5～1.5 m，地層巖石主要為泥盆系老虎頭組(Dl)，巖性主要為石英砂巖，粉砂質(zhì)板巖等，地層產(chǎn)狀(走向)與邊坡坡向基本相同，傾角40°～50°。出露巖石為強(qiáng)～中風(fēng)化，層理、風(fēng)化裂隙及

節(jié)理較發(fā)育。

1.2 爆破點(diǎn)周?chē)h(huán)境

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，爆破點(diǎn)北面和東面為山體，無(wú)需保護(hù)建筑物；南面為321國(guó)道，離爆破點(diǎn)25 m處為通訊光纜，140 m處為磚廠和大播地村；西面為距離爆破點(diǎn)65 m處為變壓器和10 kV高壓線。

2 邊坡清理技術(shù)方案

2.1 主要技術(shù)方案及原理

為保使危巖體不破壞邊坡保留巖體的完整性，解決大型機(jī)械無(wú)法快速到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)的難題，采用輕便式地質(zhì)潛孔鉆機(jī)一次成型超深孔精細(xì)控制爆破技術(shù)。其主要技術(shù)原理為：①利用大不耦合裝藥及孔內(nèi)、孔間毫秒延期爆破，控制對(duì)保留邊坡及周邊環(huán)境的振動(dòng)影響；②對(duì)邊坡原有裂隙段進(jìn)行間隔裝藥，防止爆破對(duì)原有裂隙的進(jìn)一步延伸擴(kuò)大；③利用超深孔一次性對(duì)危巖體爆破削坡減載，保證作業(yè)人員的安全以及方便石渣的清理；④采用精細(xì)爆破，使爆破效果達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、高效。

2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

爆孔設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 炮孔設(shè)計(jì)參數(shù)

典型剖面炮孔布置見(jiàn)圖1所示，炮孔參數(shù)及裝藥量見(jiàn)表2所示。

3 爆破安全與措施

3.1 爆破地震波的控制

為防止爆破振動(dòng)對(duì)周?chē)?gòu)筑物造成破壞，必須根據(jù)爆破點(diǎn)最近建構(gòu)筑物抗震性能選擇出允許的振動(dòng)數(shù)值，計(jì)算允許最大單響起爆藥量。根據(jù)爆破地震波傳播公式V=K(Q1/3/R)α,K=200、α=1.6進(jìn)行計(jì)算。按《爆破安全規(guī)程》GB 6722—2003，一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物安全允許振速為2.0～3.0 cm/s,對(duì)距離爆破點(diǎn)最近的變壓器電桿進(jìn)行鋼管打樁加固后取v=2.0 cm/s，取不同安全距離校核最大單響起爆藥量，如表3所示。

圖1 典型剖面炮孔布置(單位:m)

表2 典型剖面炮孔布置參數(shù)及裝藥量

表3 單響藥量控制表

3.2 爆破飛石控制

深孔爆破飛石距離按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算[1-5]:

Rf=20kn2W.

(1)

取k=1.5,n=1.0，W=2.0 m,計(jì)算得Rf=60 m.

對(duì)南面的通訊光纜和西面的變壓器，主要采取以下措施防護(hù)：①所有炮孔孔口壓一個(gè)裝滿泥土的編織袋，防止個(gè)別爆破飛散物從炮孔口逸出；②在西面變壓器的前面，用φ50 mm的鋼管搭一個(gè)排架，用厚5 mm的鋼板遮擋防護(hù)。

3.3 其他安全技術(shù)措施

(1)設(shè)計(jì)之前對(duì)邊坡炮孔進(jìn)行密剖面高精度測(cè)繪，以指導(dǎo)炮孔布置及炮孔深度的確定。

(2)測(cè)量每個(gè)炮孔最小抵抗線方向的剖面，單獨(dú)核算每個(gè)炮孔的裝藥量和設(shè)計(jì)裝藥結(jié)構(gòu)。

(3)根據(jù)設(shè)計(jì)的炮孔布置放好開(kāi)孔孔位，深孔采用孔口定位管，使炮孔鉆鑿水平方位角、豎向角度均符合設(shè)計(jì)要求;安排地質(zhì)技術(shù)人員全程旁站編錄，對(duì)地質(zhì)情況、巖體裂縫情況進(jìn)行記錄;巖體可爆性變化時(shí)，相應(yīng)調(diào)整裝藥量。對(duì)裂縫段的處理：以裂縫為中心，裝藥時(shí)炮孔上下各填塞0.75 m,使裂縫不擴(kuò)大，不產(chǎn)生新的險(xiǎn)情。

(4)鉆孔完成后，測(cè)量鉆孔方位角、傾角、孔長(zhǎng)。如與設(shè)計(jì)有偏差，不影響使用的則重新標(biāo)注正確位置，重新設(shè)計(jì)核算裝藥量與裝藥結(jié)構(gòu);對(duì)抵抗線變化大的炮孔，須進(jìn)行間隔裝藥處理。

(5)采用孔間微差起爆，控制孔間延期時(shí)間為25 ms,排間延期時(shí)間控制在150 ms以內(nèi)，一排孔數(shù)大于6個(gè)時(shí)采用分區(qū)爆破，爆破網(wǎng)路示意見(jiàn)圖2。

圖2 爆破網(wǎng)路示意

(6)劃定300 m爆破警戒線，防止爆破時(shí)個(gè)別飛石對(duì)行人、車(chē)輛造成損傷。

4 爆破效果

本次爆破共使用炸藥1 320 kg,毫秒延期雷管235發(fā)，爆破后邊坡危巖全部清除，保留邊坡坡面平整，爆破石渣一次崩落至坡底，有害效應(yīng)得到有效控制，爆破未對(duì)保留邊坡產(chǎn)生新的破壞，未對(duì)周?chē)?gòu)筑物造成破壞。見(jiàn)圖3。從進(jìn)場(chǎng)施工到爆后石渣的清理共歷時(shí)15 d，爆破危巖體約2 500 m3，清理石渣約3 300 m3。

圖3 爆破效果

5 結(jié) 語(yǔ)

一次成型超深孔精細(xì)控制爆破技術(shù)在本次崩塌地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急治理工程中得到了很好的應(yīng)用，實(shí)際證明是一種安全、高效、科學(xué)的崩塌地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急治理技術(shù),可在同類(lèi)工程中推廣利用。

[1] 汪旭光.中國(guó)典型爆破工程與技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社,2006.

[2] 史雅語(yǔ)，金驥良，顧毅成.工程爆破實(shí)踐[M].合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2002.

[3] 張子威.控制爆破在危巖體崩塌地質(zhì)災(zāi)害治理工程中的應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn),2012,12(Z1)：127-129.

[4] 黃龍華.控制爆破技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用[J].爆破,2010,27(2):41-44.

[5] 肖力群.控制爆破在安托山地質(zhì)災(zāi)害整治中的應(yīng)用[J].爆破,2008,25(1):36-39.

2015-04-22)

余先發(fā)(1974—)，男，工程師，526020 廣東省肇慶市端州區(qū)梅庵路9號(hào)。