时间:2022-05-16 12:09:38
摘要:文章结合高危边坡施工工程实例,介绍了预裂爆破设计及施工方法,通过实施预裂爆破施工,保证了此段高危边坡围岩的稳定性,确保了施工安全,保护了下方坡面植被的完整性,同时缩短了工期。
关键词:公路路基;高危边坡;爆破设计
中图分类号:U416 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)28-0110-03
1 工程概述
1.1 工程概况
恩施大峡谷旅游公路第二合同段K20+000~K20+140桩号路基为高危边坡石方开挖路基,路基边坡开挖最大高度约40m,开挖区距边坡坡底高差达300m,路基上端为高危边坡坡顶,下端坡面上为果树林及农田,半坡及坡脚有多处民房处于开挖爆破区下方。该开挖区岩石多为石灰岩,节理发育,且坡度较陡(60°~70°)。根据与业主、监理商议召开专题会议精神,及现场踏勘的实际地形情况,为了保证开挖施工安全,尽量不破坏坡面的完整性,决定采用预裂爆破方法进行开挖施工。
1.2 高危边坡施工参数
高危边坡施工参数详见表1。
2 爆破设计及施工方法
爆破岩石的单位耗药量、线装药密度等参数依据以下爆破设计结合实际爆破效果进行调整,以达到最佳爆破效果。
2.1 预裂爆破
孔径φ100mm,孔距α=0.8~1.0m,孔深h≤10m,线装药密度:
为550kg/cm2时,Δ线===345g/m
为750kg/cm2时,Δ线===406g/m
――岩石单轴抗压强度,单位kg/cm2
――钻孔半径,单位mm
装药示意图:
图1
当单位长度装药量大于设计线装药密度时,用间隔装药,竹片固定药卷和导爆索。
2.2 深孔梯段爆破
钻孔直径D=100mm
最小抵抗线W=(25~30) D=2.5~3.0m
α=3.0~4.0m
孔深h=10~15m
m=α/W=1.0~1.6
堵塞系数k=H/W=1.25~1.3
堵孔高度H=3.12~3.9m
当孔深为5米时,单孔装药量Q=12.5kg/孔,单耗药量q单=12.5/30=0.42kg/m3
当孔深为10米时,单孔装药量Q=35kg/孔,单耗药量q单=35/100=0.35kg/m3
当孔深为15米时,单孔装药量Q=55kg/孔,单耗药量q单=55/180=0.30kg/m3
装药结构为10g~12g导爆索下孔,Φ80乳化炸药柱状装药。
装药示意图:
图2
当单位长度装药量大于设计线装药密度时,用柱状间隔装药,竹片固定药卷和导爆索。
表2 孔网参数一览表
钻孔
直径 孔深
H 孔距α 排距
b 装药
量Q 堵孔高度h 爆破方量V 单耗
药量q
Φ100 H=5m 3.0m 2.0m 12.5kg 2.5m 30m3 0.42kg/m3
Φ100 H=10m 4.0m 2.5m 34kg 3.2m 100m3 0.34kg/m3
Φ100 H=15m 4.0m 3.0m 55.5kg 3.9m 180m3 0.31kg/m3
2.3 浅孔爆破
为保证深孔梯段爆破粒度控制在1m3以内,在外延适当增加部分浅孔同时爆破。
2.3.1 爆破台阶高度H:
通常H=1~3m,本工程取2m。
2.3.2 钻孔直径:
用YT28型凿岩机造孔,孔径Φ42mm。
前排抵抗线:W=(20~50)d
根据岩性条件,确定W=1.2m
孔间距:a=mW
密集系数m通常大于1,此处孔间距a=1.5m
排间距:b=(0.8~1.2)W
确定为:间排距b=1.2m
钻孔采用梅花型布置。
2.3.3 炮孔深度L:
为了达到爆破效果,钻孔要考虑超钻,根据经验,超钻深度用下式计算:
h=(0.15~0.35)W
结合岩性情况,确定超钻h=0.2m
炮孔深度L=H/sinα+h
α为炮孔的倾斜角度。
2.3.4 炸药量单耗:
根据岩性及构造特性,炸药单耗定为q=0.3~0.4kg/m3。
2.3.5 每孔炸药量计算:
Q=qabL
计算出每个炮孔的装药量
Q=0.35×1.5×1.2×2.2≈1.4kg。
2.3.6 堵塞长度L1:
为了达到安全、经济、高效的目的,要求炮孔堵塞长度L1>1.0m。
2.4 爆破网络设计
2.4.1 起爆时间:t=kW/f=40×(2.0~3.0)/3.5=23~35ms
k―岩石抗裂系数
W―抵抗线
f―岩石普氏系数
设计取值:t=25~50ms,浅孔连续段,深孔跳段。
2.4.2 起爆网络。本工程起爆网络采用“V”型“对角线”和“排间”三种微差控制网络,其中“V”型适用于槽方路基开挖,“对角线”和“排间”法适用于高边坡开挖。
采用非电毫秒雷管簇联系网络,即发电雷管起爆。
为了达到减振的目的,采用毫秒微差爆破,主爆孔的微差时间在50~300ms之间。
为确保微差时间大于50ms,爆破采用孔内11段,孔外3段连接。
2.5 爆破方式选用
根据本工程区段山体岩性及地质、地貌特点,选用爆破方式如下:
K20+025~K20+090段采用深孔梯段爆破和预裂爆破为主,浅孔爆破为辅的爆破方式。起爆网路边坡开挖采用“排间”型,路槽挖方采用“V”型。
K20+090~K20+140段采用深孔梯段爆破为主,浅孔爆破为辅的爆破方式。起爆网路边坡采用“对角线”型,路槽挖方采用“对角线”型。
2.6 爆破安全距离计算
爆破地表安全距离,α
R=300m时,Q单=1228kg
R=200m时,Q单=373kg
R=100m时,Q单=47kg
R=50m时,Q单=6kg
因保护建筑物均在200m以外,地震波对附近民房没有影响。
2.7 爆破工程分级
通过计算,得知每次爆破用炸药量均小于50t,可知本爆破工程不实行分级管理。
3 机械设备配置情况
主要机械设备是YQ-100B型潜孔钻机、20m3无基础电动空压机、YT28型凿岩机。另外配备挖掘机、装载机、自卸汽车等土石方施工机械。
4 施工注意事项
(1)钻孔、装药、放炮要由经过训练和考试合格的人员负责进行,并且要有严密的组织和检查制度。(2)装药必须使用木质炮棍,若发现药包(含雷管)没装到位,不能轻微提取时,禁止拔出或硬拉雷管脚线,按盲炮的有关规定处理;操作现场禁止烟火。封口必须用不易燃可塑性强的炮泥。(3)如围岩节理发育,为保证爆破效果,在钻孔过程中将可塑性泥土放入钻孔中,从而形成护壁。
5 效果分析
通过实施预裂爆破施工,保证了此段高危边坡围岩的稳定性,确保了施工安全,保护了下方坡面植被的完整性,同时缩短了工期,取得了较好的经济、社会效益。
参考文献
[1] 爆破安全规程(GB6722-2003)[S].
作者简介:王辉(1983-),男,陕西渭南人,葛洲坝集团第一工程有限公司工程师,研究方向:公路工程施工技术。