光面爆破技术在枣临铁路施工中的应用

摘要枣临铁路是山东省“十一五”规划建设的重点工程，中铁十局集团公司通过竞标承担了本线全部施工任务，沿线地貌大体上可分为丘陵区和冲积平原区两大地貌单元。丘陵多呈孤立山包状，相对高较大，需实施爆破施工。本文通过施工实践，介绍了光面爆破技术在山区新建铁路路堑开挖施工中的应用，阐述了光爆的优越性。

关键词光爆技术枣临铁路应用

枣临铁路位于山东南部，地跨枣庄，临沂两地级市，铁路全长119.51公里，是山东省“十一五”规划建设项目，是山东省“四纵四横”铁路网建设的重要组成部分，西连京沪线，东接兖石线和"沿海通道"，在山东铁路网中起着重要的作用。沿线地貌大体上可分为丘陵区和冲积平原区两大地貌单元。丘陵多呈孤立山包状，相对高差20～90m；冲积平原位于几条河流之间，其内多含低洼涝地，整个地形呈北高南低之势。DK20+000～DK78+800为低缓丘陵区，地形波状起伏，其中DK46+823～DK47+026段203m为深路堑石方开挖地段，石方爆破量为3.4万立方，DK48+226～DK48+437段221m石方爆破量为3.7万立方。

上述两处深路堑石方开挖地段，一是工作量大二是距村镇居民区近，为较好控制开挖后路堑石方边坡稳定和防止超、欠挖，保证居民区安全，经方案比选，采取光面爆破技术进行深路堑石方开挖。为了确保光面爆破能达到预期的效果，选取了DK48＋226～DK48＋306段路堑石方开挖地段作为试验段进行试验。

地质及设计情况：

试验段全长80m，石方爆破量为13390立方，开挖深度2～7m，岩层状况：地质为石灰岩，有寒武、奥陶系石灰岩地表出露，节理发育（如下图1所示）。

2、爆破方案的确定：

综合考虑工点周围的环境，为了便于运输爆碴，纵向分台阶开挖，采取从DK48+226向DK48＋306方向深入展开施工。横向分两层台阶开挖，下层为松动爆破区预留光爆层，上层为光爆层（如图2）。爆破后爆碴采用自卸汽车运输，挖掘机装车。爆破后爆碴就近利用，以挖作填。

爆破设计：

开挖台阶

实施爆破前，先用小爆破将凸出地表的孤石爆平以逐步形成台阶。纵向台阶长度20m，横向按设计横断面全宽，台阶高度2m。横向中间爆破区采用一次性松动爆破，两侧预留光爆层（如图2所示）。

m，则L＝1.1H爆破材料

炸药采用二号岩石硝铵炸药｛单位耗药量q＝1.2～2.5kg/m3(按次坚石，根据试炮逐步确定)×1.0(换算系数)｝。光爆层采用导爆索起爆，主爆区用导爆（传爆）管配以非电毫秒延期雷管。网络起爆用普通雷管及导火索。

爆破参数

3.3.1 炮孔参数

炮孔深度L＝H＋ι，ι为超钻深度，取ι＝0.1H，钻孔深度H取2＝2.2m。炮孔：光爆孔直径选用50mm，主爆孔直径选用32mm（开槽炮孔直径选用50 mm以增大装药量）。药卷直径32mm。光爆孔的不偶合系数n＝50／32＝1.56。

3.3.2 炮孔间距

光面爆破的周边眼间距一般比普通爆破小，根据现场经验及相关资料光面爆破的炮眼间距E取(12～16)db(其中db为炮孔直径)，光爆孔孔距E＝16db＝16*0.5m=0.8m，最小抵抗线W＝E/mm为炮眼密集系数，根据现场试验，选择m＝0.8～0.9为适宜，取m＝0.8，则最小抵抗线W＝E/m＝0.8／0.8＝1m。主爆区炮孔也取b＝0.8m，a＝1.0m，如图3所示。

装药量计算

3.4.1 开槽炮孔装药量

单炮眼装药量：Q＝0.33q×W×a×L×е×1.0

（q值根据试炮确定取q＝1.4kg/m3）

＝0.33×1.4×2.0×1.0×2.2×1.0(换算系数)

＝2.03(kg)；

3.4.2主爆区炮孔装药量

单炮眼装药量：Q＝0.33q×a×b×L×е×0.83

＝0.33×1.4×1.0×0.8×2.2×1.0×0.83

＝0.67(kg)；

3.4.3光爆炮孔装药量

单炮眼装药量：Q＝q×a×b×H（光爆q值根据试验确定取q＝0.28kg/m3）

＝0.28×1.0×0.8×2.0

＝0.44(kg)；

装药结构

开槽炮孔及主爆区炮孔采用连续装药结构。光爆孔采用自制小直径（取30mm）药卷分段装药结构，药卷绑在竹片上，竹片靠保留边坡的一面放置（如图4所示）。

光爆层与主爆区分两次爆破，待主爆区爆破开挖完毕后，再进行光爆层的爆破。光爆层采用导爆索起爆是使各炮孔达到几乎同时起爆，以取得良好的光爆效果。

爆破施工施工要点：

光面爆破在施工前，应做大量的爆破试验工作。根据实际的岩石性质，按理论计算炸药用量等各数据指标作为参考值进行试验。通过试验逐步取得接近于实际的各项数据。光爆炮孔在施工中严格按照设计边坡率控制钻孔的斜度，确定各炮孔处于同一斜面上。

光面爆破效果及体会：

5.1光面爆破效果

（1）光爆后检查，坡面残留半孔痕迹总长度≥70％，无明显的裂缝和严重的破坏，用2.5m直尺检测凹凸差不大于15cm，提高了边坡的平整度和边坡外观的美观。（2）实施光面爆破，消除了因边坡面凹凸不平产生自重应力的集中点，从而保证了边坡的稳定性，减少了混凝土喷护等加固防护措施同时节约了工程成本。（3）采取光面爆破技术，确保了居民安全，保护了自然环境，防止了村民阻挠。

5.2光面爆破几点体会:

（1）以样板引路，是做好各项工程施工的必要措施。经过对DK48＋226～DK48＋306段石质路堑光面爆破的试验，取得了良好的效果，为下一步DK46+823～DK47+026、DK48+226～DK48+437段的大方量深路堑石方光爆施工取得了可靠的理论及实践经验。(2) 为保证光面爆破效果,凿岩和装药等，必须严格按设计方案进行,并做好相关的技术培训工作。(3) 采用主爆区、预留光面爆破层分次开挖大断面石方工程,既能保证爆破效果,又能节约工程成本。(4) 建立必要的奖惩办法,加强施工管理,严格按设计施工,是保证施工安全和质量的重要措施。

参考资料：

1工程爆破新技术何广沂 中国铁道出版社出版2000年

2爆破技术基础姜彦忠 中国铁道出版社出版2001年

3地质路基邓午天李泽民 西南交通大学出版社2000年

4公路工程施工方法与实例孙大权人民交通出版社2003年

5铁路路基施工规范 中国铁道出版社 2002年

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。