臨近鐵路既有線石方爆破的安全控制

（中鐵十七局集團(tuán)第四工程有限公司，重慶 401121）

臨近鐵路既有線石方爆破的安全控制

賈偉龍

（中鐵十七局集團(tuán)第四工程有限公司，重慶 401121）

隨著我國鐵路運(yùn)輸量的不斷增大，對(duì)鐵路運(yùn)輸能力的要求也越來越高，常通過對(duì)既有鐵路線路進(jìn)行改造，采取增建二線的方法來提高鐵路運(yùn)量。然而，在增建二線時(shí)會(huì)面臨很多臨近既有線施工的安全問題，本文以寧西二線NX2標(biāo)段為例，介紹在不影響既有線行車、設(shè)備及人員安全的前提下，進(jìn)行緊鄰既有線高邊坡路塹爆破施工。

鐵路線路；臨近；爆破；施工；安全控制

1 概述

寧西二線（鄭州局管段）NX2標(biāo)段，起訖里程K248+289.5～K326+843.8全長(zhǎng)78.55km。全標(biāo)段均屬低山丘陵地區(qū)，地形起伏較大，新增二線與既有線之間的線間距為4.0 m～69m，最大挖深24m，總爆破開挖方量134.1萬m3。寧西鐵路每天開行列車34對(duì)，行車密度大，屬復(fù)雜環(huán)境下的石方爆破。本標(biāo)段路塹巖石為泥巖夾砂巖、礫巖夾泥巖、片巖等，屬于軟石和次堅(jiān)石，地下水量小。

2 爆破方案設(shè)計(jì)

2.1 爆破方案

本文重點(diǎn)介紹線間距＜5米，開挖寬度＜6米的地段爆破施工，結(jié)合以往類似工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總體原則上采用機(jī)械、淺孔相結(jié)合的方法開挖主體石方。開挖深度小于1.0m的石方，采用機(jī)械開挖，開挖深度大于1.0m小于3m的石方，采用淺孔爆破的方式開挖。確定爆破方案如下：

采用預(yù)留隔墻臺(tái)階爆破法。自上而下分臺(tái)階進(jìn)行開挖，預(yù)留巖墻采用淺眼臺(tái)階式弱松動(dòng)爆破方法，臺(tái)階高度2.5m，巖墻頂寬不小于1.5m，底寬不小于3m，爆后用挖掘機(jī)將破裂的巖塊挖離坡面后，再用機(jī)械處理。主爆區(qū)采用淺孔松動(dòng)爆破，臺(tái)階高度2.5m。（見圖1、圖2）

2.2 爆破參數(shù)的選取

（1）主控制爆區(qū)淺孔爆破參數(shù)

炮孔平面布置成梅花型或長(zhǎng)方形布孔，鉆孔孔徑Φ=42mm，垂直鉆孔，使用管狀乳化炸藥，計(jì)算得到淺眼臺(tái)階控制爆破參數(shù)列于表1。

（2）預(yù)留巖墻爆區(qū)淺孔爆破參數(shù)

巖墻爆區(qū)隨主爆區(qū)同時(shí)下降，其基本參數(shù)為：鉆孔孔徑d=42mm，垂直鉆孔，臺(tái)階高度H=2.5m，超鉆h=0.5m，鉆孔深度L＝3.0m，巖墻頂寬1.5m，沿巖墻中心縱向鉆一排孔，抵抗線W＝0.75m，孔距a＝1.0m。

（3）主爆區(qū)淺孔藥量設(shè)計(jì)

取填塞長(zhǎng)度L1＝1.0～1.8m，裝藥長(zhǎng)度L2＝0.4～2.8m，單孔裝藥量Q1＝0.36～2.52kg，炸藥單耗為0.35～0.4kg/ m3。

圖1 預(yù)留巖墻主爆破方案意圖

圖2 巖墻拆除爆破鉆孔裝藥布置示意圖

（4）預(yù)留巖墻淺孔藥量設(shè)計(jì)

取填塞長(zhǎng)度L1＝1.8m，裝藥長(zhǎng)度L2＝1.2m，單孔裝藥量Q1＝1.08kg，炸藥單耗為0.2kg/m3。

表1 淺孔臺(tái)階控制爆破參數(shù)

表2 安全爆破距離和最大裝藥量關(guān)系

2.3 裝藥結(jié)構(gòu)

淺眼臺(tái)階控制爆破采用管狀乳化炸藥做主爆炸藥，整卷下裝，起爆雷管置于炮孔底部。使用鉆屑或黃粘土堵塞。

2.4 起爆模式

采用微差起爆方法，同時(shí)視作業(yè)面情況、環(huán)境條件和開挖深度分別采用斜線形、直線形等起爆模式。

2.5 起爆網(wǎng)絡(luò)

主炮孔采用毫秒微差起爆方法，排間自外向內(nèi)順序起爆，排間微差時(shí)間為50ms。采用電與非電混合式起爆網(wǎng)路，即孔內(nèi)和主體網(wǎng)路連接均使用導(dǎo)爆管雷管，最終由電雷管引爆。

2.6 爆破施工工藝流程

清表層→標(biāo)高測(cè)量→計(jì)算孔網(wǎng)→裝藥量設(shè)計(jì)→布孔→鉆孔→驗(yàn)孔→做驗(yàn)孔標(biāo)簽→重新核算單孔裝藥量→做裝藥量標(biāo)簽→提報(bào)爆破器材計(jì)劃→裝藥→填塞→連線→檢查孔網(wǎng)連線→申請(qǐng)封鎖點(diǎn)→防護(hù)→警戒→起爆→爆后檢查→撤除警戒。

3 爆破振動(dòng)安全距離計(jì)算和控制措施

3.1 爆破振動(dòng)安全距離計(jì)算

為保證爆破時(shí)周圍建筑物設(shè)施的安全，根據(jù)《爆破安全規(guī)程》，對(duì)爆破振動(dòng)進(jìn)行安全距離計(jì)算，校核爆破設(shè)計(jì)的裝藥量，控制一次起爆最大藥量，減弱振動(dòng)效應(yīng)，確保爆區(qū)四周居民、建筑物和設(shè)施的安全。對(duì)于一般的建筑物我國規(guī)定的允許地面振動(dòng)速度為3cm/s，按《爆破安全規(guī)程》V=3cm/s，V=10cm/s分別計(jì)算，裝藥量和安全距離計(jì)算結(jié)果見表2。施工過程中根據(jù)爆區(qū)與既有建筑物的距離來確定一次最大起爆藥量。

3.2 爆破振動(dòng)控制措施

為了降低爆破振動(dòng)，可考慮以下措施：

（1）根據(jù)爆破區(qū)域的實(shí)際環(huán)境情況采用諸如微差爆破、預(yù)裂爆破、緩沖爆破等積極的爆破減振技術(shù)。

（2）選擇合理起爆間隔時(shí)間，控制最大單響藥量，避免采用壓碴爆破方式進(jìn)行多排孔爆破。

（3）確定合理的起爆方向和起爆順序，盡可能使爆破最小抵抗線側(cè)向保護(hù)目標(biāo)。

（4）正常爆破施工前利用幾次小規(guī)模的爆破試驗(yàn)，尋找爆破振動(dòng)的衰減規(guī)律，并確定出振動(dòng)衰減公式中的有關(guān)參數(shù)，由此可根據(jù)被保護(hù)物的振動(dòng)安全要求，確定最大允許單響藥量或最小安全距離，指導(dǎo)爆破施工。

4 爆破安全防護(hù)措施

寧西二線NX2標(biāo)段石方開挖均在既有路塹邊坡附近作業(yè)，且既有線列車運(yùn)行較密集，施工困難，安全風(fēng)險(xiǎn)大。施工時(shí)，對(duì)既有線防護(hù)采用剛性和柔性防護(hù)相結(jié)合的方式，確保既有線的行車安全。

4.1 防滾石措施

（1）既有邊坡受到以前開挖爆破的影響，具有一定的損傷范圍，為了防止邊坡開裂產(chǎn)生滾石，危及既有線的安全，故在既有邊坡上覆蓋布魯克網(wǎng)。將錨桿打在預(yù)留巖墻上，然后固定上布魯克網(wǎng)。

（2）安排兩層攔石排架。上層攔石排架采用植入鋼管式搭設(shè)。鋼管排架搭設(shè)方法：在路塹一級(jí)平臺(tái)臺(tái)階上架設(shè)鋼管排架，鋼管采用ф50mm無縫鋼管，豎向鋼管間距1.0m，橫向鋼管間距1.0m，縱橫鋼管交叉采用扣件聯(lián)接，在鋼管靠線路的內(nèi)側(cè)滿鋪竹夾板封閉，竹夾板用8號(hào)鐵絲綁扎牢固，形成攔石柵欄，豎向鋼管植入巖層厚度不小于1m，必要時(shí)用混凝土澆注，整個(gè)排架每隔1.5m加設(shè)一根斜撐，以保證排架的穩(wěn)定性，詳見圖3。下層攔石排架的搭設(shè)要求與上層相同，但要搭設(shè)在軌道旁的水溝外側(cè)表面上。4.2防飛石措施。

裝藥前應(yīng)認(rèn)真校核各個(gè)炮孔的最小抵抗線，如有變化，必須修正裝藥量，不準(zhǔn)超量裝藥。保證堵塞質(zhì)量，不但要保證堵塞長(zhǎng)度，而且保證堵塞密度，堵塞物中避免夾雜碎石。在爆破體上覆蓋彈性防護(hù)材料，主要有大布魯克網(wǎng)、小布魯克網(wǎng)、汽車輪胎（或廢舊輸送帶）做的炮被等。大布魯克網(wǎng)規(guī)格為200mm×200mm，小布魯克網(wǎng)規(guī)格為20mm×20mm。

防護(hù)方法：布魯克網(wǎng)安裝前，如原設(shè)計(jì)邊坡有漿砌片石防護(hù)，則先人工拆除坡面漿砌片石，在二級(jí)排架底部稍上部位先打一排豎直錨桿，同時(shí)在爆破范圍外的邊坡上打一排地錨桿，錨桿的錨固深度為5m，直徑為22mm，間距為2.5m～3.5m，然后將大布魯克網(wǎng)固定在錨桿上拉緊。大布魯克網(wǎng)直接覆蓋于被爆山體之上，小布魯克網(wǎng)以及“炮被” 直接固定在大網(wǎng)上。小網(wǎng)在覆蓋時(shí)其相鄰兩邊緣要疊加20～30cm，以免產(chǎn)生漏石。待形成一定的工作面以后，將大布魯克網(wǎng)三面加以固定，只留出碴作業(yè)面方向，在工作面用木支撐將網(wǎng)適當(dāng)撐起，人在里邊作業(yè)，裝藥連線完畢后，拿走木支

撐，形成一個(gè)幾乎封閉的防護(hù)體系。

圖4 接觸網(wǎng)支柱防護(hù)示意圖

網(wǎng)片面積比實(shí)際爆破范圍略大（四周各超出1.5m為宜）。砂袋用編織袋裝砂、或土，每袋重量以裝滿全袋總?cè)萘康?0%～80%即可，防止爆破飛石亂沖，確保行車安全及作業(yè)人員安全。

4.3 接觸網(wǎng)支柱的防護(hù)措施

對(duì)接觸網(wǎng)支柱采用鋼管加砂包或竹跳板的形式防護(hù)，以防滾石砸壓支柱。在接觸網(wǎng)支柱臨近爆區(qū)一側(cè)的左右兩邊各埋設(shè)一根I20工字鋼，工字鋼間距1m，埋深1m，工字鋼上每隔0.5m橫向綁扎ф50mm的無縫鋼管，鋼管外側(cè)碼設(shè)砂包或布設(shè)竹跳板，見圖4。

4.4 既有線的防護(hù)

必要時(shí)，用竹夾板對(duì)鋼軌枕木進(jìn)行覆蓋，以防個(gè)別飛石對(duì)鋼軌枕木局部進(jìn)行破壞。同時(shí)，為了防止爆破時(shí)的揚(yáng)塵、碎屑等污染道床，采用彩條布對(duì)線路道碴進(jìn)行覆蓋。

結(jié)語

在整個(gè)爆破施工過程中，確保了既有線、電氣化接觸網(wǎng)的安全，保證了行車安全暢通，受到了建設(shè)單位的肯定和好評(píng)。且爆破后巖石破碎，清碴方便，減少了二次解小的工作量，爆破開挖的邊坡坡度、擴(kuò)塹寬度和塹底標(biāo)高均符合設(shè)計(jì)要求。

[1]吳鵬．既有線干擾石方控制爆破在復(fù)線施工中的應(yīng)用[J]．山西建筑，2009（14）．

[2]楊相海，張杰，余學(xué)義．強(qiáng)制放頂爆破參數(shù)研究[J]．西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（03）．

[3]肖志強(qiáng)．既有線近距大型爆破安全作業(yè)與防護(hù)[J]．科技資訊，2010（35）．

[4]顧毅成．對(duì)應(yīng)用爆破振動(dòng)計(jì)算公式的幾點(diǎn)討論[J]．爆破，2009，26（04）．

U215

A