深路堑光面爆破施工技术

摘要：本文结合铁路施工实际情况，针对铁路施工中的无法采用挖掘机和大马力推土机开挖的石质路堑，介绍了光面爆破施工方法，并就如何保证施工的质量，加快施工的进度，降低成本，提高经济效益展开了讨论。

关键词：石质路堑；光面爆破；施工技术

Abstract: This paper combined with the actual situation in railway construction, in railway construction it can not used excavators and bulldozers horsepower excavation of rock cutting, this paper introduced the blasting construction method, and how to ensure the construction quality, speed up the construction progress, reduce costs, improve economic efficiency are discussed.

Key words: stone cutting; smooth blasting; construction technology

中图分类号：TU751.9文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

路基施工技术难度不大，但工艺比较复杂。在施工中，会遇到各种各样不同的环境条件的制约，且其工程数量极为庞大，必需要用大量的劳动力、施工机械、工程材料以及建设资金，在大方量集中的地段，常常会影响控制工期。

本文针对无法采用挖掘机和大马力推土机开挖的石质路堑，采用梯段松动控制爆破方法施工，靠近边坡采用预留光爆层法，实施光面爆破。路基面和侧沟采用浅孔爆破。配合自卸车，实行挖、装、运一条龙作业。

1．光面爆破作用原理：

光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在探索之中。尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。一般认为，炸药起爆时，对岩体产生两种效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。

2．光面爆破施工技术：

光面爆破按设计线装药，将炸药和导爆索用细绳捆绑在竹片上装入孔中，并将竹片未绑炸药一侧置于保护岩层一侧；对于开挖深度大于6.0m，且石方数量较大的工点，采用小型潜孔钻机钻孔，实施梯段松动控制爆破；对于开挖深度小于6.0m，且石方数量较小的工点，采用风枪钻孔，实施梯段松动控制爆破；为提高破碎效果，降低大块率，并降低爆破震动效应，采用宽孔距、小排距梅花形布孔，并采用导爆管毫秒雷管实施逐排微差挤压爆破。

为保证基底平整坚实，不论采用潜孔钻机还是风枪钻孔进行爆破，到最底层2.0m时，均用风枪钻孔进行爆破，并严格控制钻孔深度和孔底标高，适当缩小孔距和排距，采用逐排微差起爆方法。

钻孔深度不能有较大的变化，要保持在同一深度，该段路基弱风化层较厚，个别断面下部伏有6-7m的微风化层。在施工过程中要根据地层土质确定使用打孔机械，炮眼孔距必须要测量定位，不能随意改变孔距，防止因炮眼布置不合理，造成边坡变形。

根据现场实际情况，在炮眼出水的炮孔内，在往跑眼内装药时不能采用普通炸药，要采用水下炸药，防止炸药失效或产生安全事故，发现有与设计不符的地质，马上上报项目部，由项目部组织设计单位、监理单位，对地质情况及爆破施工工艺，炮眼布置做出调整，施工过程中要重点注意施工安全，爆破前人员全部撤离300米以外，以防发生安全事故。

3．光面爆破的技术要点：

要使光面爆破取得良好效果，一般需掌握以下技术要点：

3.1根据石质的坚硬程度 ，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。

3.2严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布。

3.3周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。为满足装结构要求，可借助导爆索（传爆线）来实现空气间隔装药。

3.4采用毫秒微差有序起爆。要安排好开挖程序，使光面爆破具有良好的临空面。

3.5边孔直径小于等于50mm。

4．施工方法及工艺

4.1 钻爆机具材料

钻孔采用4台YT―28型凿岩机和3台20m³空压机，人工钻孔，钻孔直径为42mm，一字形合金钢钻头。采用Φ35mm×200mm2号岩石铵梯炸药，引爆管采用导爆管。

4.2 光面爆破施工工艺

4.2.1 放样布眼

钻眼前，测量人员用全站仪，准确定出坡面高程及炮眼的距离；用白灰线洒出开挖轮廓线，并用自动喷漆标出炮眼位置，其误差不得超过5cm；每次测量放线的同时，要对上次爆破断面进行检查，及时调整爆破参数，以达到最佳爆破效果。

4.2.2 钻眼要求

掏槽眼：深度、角度按设计施工，眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm。

辅助眼：深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差均不大于10cm。

周边眼：开眼位置在设计断面轮廓线上允许沿轮廓线调整其误差不得大于5cm；炮眼方向可以3%～5%的斜率外插，眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm，最大不得超过15cm。内圈眼至周边眼的排距；误差不得大于5cm；内圈眼与周边眼应采用相同的斜率。钻眼装药率调整，当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度（相应调整装药量），力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一平面上。钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，有不符合要求的炮眼重钻，经检查合格后，方可装药爆破。

4.2.3 炮眼布置要求

先布置掏槽眼，其方向在岩层层理明显时应尽量垂直于层理，掏槽眼应比其他眼加深20cm。

周边眼严格按设计开挖轮廓线布置，在硬岩层中，周边眼的眼口在断面设计轮廓线上，眼底超出轮廓线小于10cm；在软岩中，周边眼的眼口在断面设计轮廓线内小于8cm，眼底落在轮廓线上。

辅助眼根据上稀下密，中部均匀分布的原则布置。

4.2.4 孔口堵塞长度L0

L0=（0.2～0.5）W

一般堵塞长度浅眼不超过20cm，深眼不超过30cm。

4.2.5 清孔装药

装药前用小直径高压风管将炮眼内石屑吹净，装药需分片，分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”不得混装。所有炮孔均用炮泥堵塞，堵塞长度周边眼不小于20cm，其他眼不小于35cm。周边眼采用小药卷配导爆索，以增加不耦合系数和爆破时的缓冲作用，炮孔装药均采用反向装药结构。

4.2.6 连接起爆网络

起爆网络采用复式网络，以保证起爆的可靠性和准确性。导爆管采用四通管连接，不能打结和拉伸，各类炮眼雷管连接段数相同。引爆雷管应用绝缘胶布包扎在离一根导爆管自由端15cm处，聚能穴背向传爆方向，网络连好后要有专人负责检查后再起爆。

4.2.7 光面爆破施工技术措施

（1）对所有爆破作业人员进行岗前培训，使他们充分了解光面爆破的重要性及一些有效可行的施工方法，以提高操作熟悉程度。

（2）选用低爆速、低猛度、低密度、传爆性能好、爆炸威力大的2号岩石铵梯炸药。

用不耦合装药结构，光面爆破不耦合系数为1.5～2.0，但药卷直径不应小于该炸药的临界直径，以保证稳定传爆。

（4）严格掌握与周边眼相邻的内圈眼的爆破效果，为周边眼爆破创造临空面。炮眼深度大于2.5m时，内圈眼应与周边眼有相同的外插角，周边眼应尽量同时起爆。

控制装药集中度，必要时采取间隔装药结构，为克服眼底岩石的夹制作用，可在眼底加强装药。

当岩石层理明显时，炮眼方向应尽量垂直于层理面，如节理发育，炮眼应尽量避开节理，以防卡钻和影响爆破效果。

5．光面爆破实施效果与经济效益

5.1 光爆效果

深路堑光面爆破路基已接近尾声，坡面开挖全部实行光面爆破，除开始的试验段外，现已爆破地段光爆效果良好。

1、破后炮眼痕迹率达80%～90%，两茬炮衔接台阶最大尺寸为11cm，超欠挖量仅为5%左右，比非光面爆破的超欠挖量（达20%）要低得多。

2、岩碴块度较小亦均匀，利于装碴，节省装运时间。

3、减少边坡防护投入，降低工程造价。

4、岩面平整，应力集中小，减少安全隐患。

5.2 经济效益

1、节省时间：光面爆破施工钻眼及装药延长20min，清理危石或补炮缩短20min。

2、节省材料：对边坡防护节省了大量的浆砌工程，坡面稳定。

参考文献：

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[4] 毕德灵，张德忠，刘明利，刘雅芬. 光面爆破施工技术在渝怀铁路桐子岭隧道施工中的应用[J].铁道标准设计.2003（增刊）