常 新 忠

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

公路石質(zhì)路基施工控制爆破技術(shù)應(yīng)用

常 新 忠

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

以工程項(xiàng)目為例，探討了公路石質(zhì)路基施工中控制爆破技術(shù)的應(yīng)用，主要對(duì)項(xiàng)目概況、工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工方法、爆破工藝、爆破安全控制內(nèi)容進(jìn)行分析，希望經(jīng)過研究后，能有效的提高公路石質(zhì)路基的施工水平，促進(jìn)公路事業(yè)健康發(fā)展,可供廣大工作人員參考。

公路路基,石質(zhì)工程,控制爆破,技術(shù)應(yīng)用

0 引言

隨著細(xì)部建設(shè)開發(fā)力度的加大，公路建設(shè)項(xiàng)目也變得多了起來，在公路施工過程中，經(jīng)常會(huì)遇到石質(zhì)路基，而該路基需要通過爆破后才能進(jìn)行路處理，而控制爆破技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效的解決傳統(tǒng)路基施工慢、施工效果差等特點(diǎn)，所以，研究該技術(shù)的應(yīng)用對(duì)促進(jìn)公路建設(shè)發(fā)展意義重大。

1 工程案例與地質(zhì)情況

1.1工程案例

本文所引用事例為石質(zhì)公路項(xiàng)目，此公路項(xiàng)目總設(shè)計(jì)長度為1 892.95 m，南半部分占據(jù)1 069.8 m，北半部分占據(jù)823.15 m，路基寬達(dá)17 m，公路建設(shè)嚴(yán)格按照國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。本項(xiàng)目中石質(zhì)路段開挖深度為810 m，能夠完成大約26萬m2的石方總量，主要用途為路基建設(shè)，剩余部分則無其他用途。此項(xiàng)目施工條件較為特殊，地形起伏較大，周圍滿布住宿用地、生產(chǎn)用地、各種線路等，交通用地同樣處于附近，且為汽車渡口過境線路與某一省道交界處，大大提高了石質(zhì)公路的爆破難度。

1.2工程地質(zhì)

此公路項(xiàng)目橫跨某一河流，沿線地形地勢(shì)對(duì)于爆破工作開展極其嚴(yán)峻，公路的南半部分為泥質(zhì)巖層，而第四系覆蓋層最小平均厚度為1 m，最大平均厚度甚至可達(dá)3 m；北半部分巖層種類較為豐富，既有碳質(zhì)頁巖，又有泥質(zhì)灰?guī)r，第四系覆蓋層相對(duì)較薄，平均厚度最小為0.5 m，最大平均厚度僅為2 m，巖層形成時(shí)間短，風(fēng)化程度低，巖層性質(zhì)較為堅(jiān)硬。

2 工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

本公路爆破項(xiàng)目提出以下要求，需要保證工程在期限時(shí)間內(nèi)完成；要求爆破后產(chǎn)生的碎石粒徑最大數(shù)值；爆破的同時(shí)對(duì)周圍居民點(diǎn)、交通、生產(chǎn)活動(dòng)做好合理安戶。施工單位綜合考慮以上因素，最終決定使用多臺(tái)階深孔爆破技術(shù)，從上至下依次進(jìn)行，施工過程使用大型機(jī)器設(shè)備。臺(tái)階高度設(shè)計(jì)上采用兩種標(biāo)準(zhǔn)，分別為6 m，12 m，階寬數(shù)值為2 m，坡比為2∶1，坡要求堅(jiān)固且表面無粗糙，對(duì)于路堤部分，爆破后碎石粒徑不得大于0.3 m[1]。

3 施工方法

3.1開挖方法

采用階深孔爆破技術(shù)，由于各段具體情況以及要求不同，因此臺(tái)階各段采用不同的爆破技術(shù)安排，譬如臺(tái)階主體要求保證施工速度以及質(zhì)量，需要采用深孔多排微差擠壓爆破技術(shù)；由于邊坡要求堅(jiān)固且表面無粗糙，則選用深孔預(yù)裂爆破。主體與邊坡之間同樣選擇特定技術(shù)進(jìn)行，緩沖控制爆破范圍可以為中間2排，或者3排的范圍，此技術(shù)能夠有效保證邊坡的堅(jiān)固性以及表面無粗糙，并且可以保證周圍交通以及居民等的安全。爆破過程使用大型機(jī)械設(shè)備，例如大型液壓挖掘機(jī)、自卸汽車等，平整線路也并非使用人工，而是選用了推土機(jī)完成工作，一切目的均為保證工程在時(shí)間期限內(nèi)完成。

1)半路塹開挖。此開挖邊坡為高邊且單側(cè)進(jìn)行施工，技術(shù)要求較高，布孔方式較為特別，例如邊坡平行安排傾斜孔等。

2)全路塹開挖。與上述差別較大，單側(cè)進(jìn)行變?yōu)殡p側(cè)進(jìn)行，第一施工環(huán)節(jié)應(yīng)為公路中間開挖溝渠，然后選擇橫向分層臺(tái)階，然后依次進(jìn)行。

施工順序是:

a.邊界的位置、放出路塹的中心線位置和施工平臺(tái)的位置，這三者的位置要最先被測(cè)量出來；

b.使用手風(fēng)鉆在原來的地面上鉆出孔眼，然后進(jìn)行淺孔爆破作業(yè)，最后是使用推土機(jī)把路面推平形成一個(gè)方便大型機(jī)械工作的地方。這個(gè)工作平臺(tái)的大致數(shù)據(jù)是650°～750°的臺(tái)階的坡角度數(shù)，6 m～8 m的整體平臺(tái)寬度；

c.使用KQD-80型潛孔鑿巖機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)。鉆深孔則需要我們根據(jù)設(shè)計(jì)的爆破參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，找出深孔的位置，然后放出孔位，同時(shí)為了精確作業(yè)，要使用白石灰來為這些深孔編號(hào)和做標(biāo)注，鉆鑿需要遵循由遠(yuǎn)至近、由內(nèi)向外的原則。要特別注意在移動(dòng)鉆機(jī)時(shí)保護(hù)已經(jīng)鉆鑿好的成孔和已經(jīng)做好的孔位置的記號(hào)[2]；

d.使用相關(guān)火藥進(jìn)行爆破。在對(duì)孔洞進(jìn)行裝藥前要使用相關(guān)工具對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行檢查，檢查其孔深是否合格和孔內(nèi)是否被堵塞，這些檢查完畢后還要查看其是否符合設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。如果在使用各種方法后仍無法到達(dá)設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，那么就應(yīng)該實(shí)際測(cè)量出孔深改變用藥量；

e.清理碴石。在對(duì)臺(tái)階進(jìn)行完爆破作業(yè)后，大塊的石頭需要最先被清理，清理完大塊石之后，才能進(jìn)行相應(yīng)的清碴工作。大塊的石頭和比較小的石料需要被分開運(yùn)輸，需要使用1.5 m3以上挖掘機(jī)進(jìn)行分裝工作，分裝之后的大石塊直接廢棄，那些比較小的石塊可以在路基填筑中使用；

f.運(yùn)輸填筑。使用15 t的汽車來進(jìn)行運(yùn)輸填筑工作，在卸載相關(guān)石料時(shí)，要有專業(yè)人員對(duì)卸車進(jìn)行指揮，按照由遠(yuǎn)至近的原則，在填筑路基時(shí)要保證每層的填筑厚度不超過30 cm，最后機(jī)器加人工整平路面[3]。

3.2爆破工藝

1)一般深孔采取排微差擠壓爆破。深孔相鄰孔內(nèi)的藥包僅以毫米級(jí)別的差異在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)先后爆破，同時(shí)在爆破的前方隨機(jī)存有一定寬度的巖石堆，形成一定程度的擠壓力，這就是排微差擠壓爆破的大致流程。巖石爆破的粒徑要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際的地質(zhì)工程條件，使用孔徑為100 mm、型號(hào)KQD-80型號(hào)的潛孔鉆孔機(jī)器，在使用一般的公式計(jì)算后，確定合適科學(xué)的擠壓參數(shù)，方便爆破的順利進(jìn)行，起爆系統(tǒng)和爆破順序的使用安排要合理。

2)深孔微差緩沖控制爆破。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)后對(duì)多排微差擠壓爆破技術(shù)完善后就是現(xiàn)在的深孔微差緩沖控制爆破。它的主要工作原理是有針對(duì)性的去控制擠壓爆破的參數(shù)來達(dá)到相應(yīng)的目標(biāo)。它的主要優(yōu)點(diǎn)是控制飛石方向，確?，F(xiàn)場(chǎng)施工的穩(wěn)定性。

3)深孔預(yù)裂爆破。使用設(shè)計(jì)開挖的邊坡線，接著鉆下一排下行炮孔，選用不耦合的方式在每個(gè)孔內(nèi)裝進(jìn)比較少的火藥，在開挖主爆破之前同時(shí)起爆這些炮孔，這陣爆破之后開挖區(qū)和保留區(qū)被一條裂縫分開，這條裂縫可以起到保護(hù)保留巖石的作用。

100 mm孔徑、KQD-80型潛孔鉆孔機(jī)是預(yù)裂爆破所使用的機(jī)器，八號(hào)雷管為起爆器。預(yù)裂爆破的裝藥結(jié)構(gòu)為使用乳膠炸藥和直徑32 mm的藥卷成符合要求的藥塊，然后進(jìn)行合理科學(xué)的綁扎操作以及合理的安放。在前面這些工作完成之后，需要再用一些質(zhì)地較為柔軟的物質(zhì)填放到藥串上部，上面再用一些物質(zhì)封口。孔度的線裝精密一般會(huì)增加到原來的2倍～3倍，這是由于炮孔底部的夾制性過大。鉆孔的準(zhǔn)確度直接影響到了欲裂坡面的整齊度，所以一定要把握好鉆孔的準(zhǔn)確度。為了整體工作高效高質(zhì)量的完成，在開始作業(yè)之前，我們必須有全面深入的技術(shù)交底，對(duì)于孔洞的深度、大小等等一系列信息進(jìn)行寫明，避免錯(cuò)誤的出現(xiàn)。

4 對(duì)安全參數(shù)的確認(rèn)

4.1工作所能承受的最高限度的起爆藥量

振動(dòng)速度控制值小于3 cm/s是比較合理的對(duì)附近建筑物的影響數(shù)值。

Qmax=(vk)3aR3。

式中：Qmax——最大一段的起爆所需的藥量，ks；

v——質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度，cm/s；

k——地質(zhì)條件的系數(shù)(深孔k=180，預(yù)裂k=200)；

a——衰減系數(shù)，取2；

R——爆點(diǎn)至保護(hù)物的距離，m。

在這次工程中能夠使用的保證安全的最大藥量是20 kg。

4.2飛石安全距離

借助洞室爆破飛石飛散距離公式進(jìn)行估計(jì)測(cè)算：

R飛=20n2k飛W。

式中：R飛——一些零散飛石的飛散遠(yuǎn)近距離；

n——最大藥包的爆破作用指數(shù)；

W——最大藥包最小抵抗線；

k飛——系數(shù)值，在1.0～1.5。

在這次工程中所采用的飛石的安全距離為150 m。

5 結(jié)語

對(duì)石質(zhì)的路塹完全實(shí)行現(xiàn)代的大型機(jī)械化作業(yè)，很大程度上減輕了工作人員的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，也大大縮短了施工周期，為整個(gè)工程取得更大的經(jīng)濟(jì)效益。深孔多排微差擠壓和深孔預(yù)裂爆破這兩種爆破方式的使用大大提升了爆破的質(zhì)量，對(duì)整個(gè)工程的影響非常大，在保證施工安全和對(duì)環(huán)境影響比較小的情況下，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 溫章壽.露天控制爆破施工技術(shù)及工程應(yīng)用[J].福建交通科技,2016(3):32-34.

[2] 崔澤強(qiáng).城鎮(zhèn)控制爆破在復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用[J].公路,2016,61(4):98-100.

[3] 李德春.控制爆破在某市政工程施工中的應(yīng)用[J].西部探礦工程,2008(1):201-203.

Applicationofcontrolledblastingtechniqueinconstructionofhighwaystonesubgrade

ChangXinzhong

(LuqiaoShanxiSecondEngineeringCo.,Ltd,Linfen041000,China)

This article takes a project as an example, discusses the application of controlled blasting technology in rock subgrade construction, mainly analyzes the general situation of the project, engineering design standards, construction method, blasting technology and blasting safety control, in the hope that through this study, can improve the level of construction of highway stone subgrade effectively, promote the healthy development of the highway the cause, for the majority of staff reference.

highway subgrade, stone engineering, controlled blasting, technical application

1009-6825(2017)29-0142-02

2017-08-08

常新忠(1975- ),男，高級(jí)工程師

U416.1

A