控制爆破在阿爾及利亞東西高速公路W8—2標段中的應用

胡立紅

摘 要：阿爾及利亞東西高速公路W8-2合同段的高邊坡路塹由于近鄰天然氣管道與輸水管道，極大地限制了現場爆破作業，在對施工現場巖性及地形的勘察基礎上，通過對爆破塊度與爆破沖擊波、地震波、飛石的安全距離驗算，選擇了合理的爆破參數 ，較好的解決了爆破施工對天然氣管道、輸水管道及房屋建筑的影響，取得良好的工程效果。本文根據作者多年的工作經驗，并結合工程實踐，介紹了控制爆破各技術參數的選取和施工工藝的控制。

關鍵詞：路塹；控制爆破；施工技術

1.工程概況

阿爾及利亞東西高速公路W8-2合同段全長25.032km，土石方總量2565000m3，有多處深挖石質路塹，其中pk120+800～pk123+600段近鄰馬格尼亞市，線路左側有民房、水管及天然氣管線。路塹斷面底寬36m，最大邊坡高度57m，是東西高速公路全線最大的挖方段，路塹巖體上部為第四系松散堆積巖，下部為不同風化程度的泥巖（RA）、砂巖（RS）、礫巖（RG）、以及白云巖、白云質灰巖（RCD/RC），節理裂隙主要有兩組：J1：126°∠22°；J2：188°∠85°。局部夾雜泥灰巖層，對邊坡穩定十分不利。該爆破工點臨近多出天然氣管道，供水管道及高壓電線，線路左側為馬格尼亞式市區，施工環境比較復雜，對控制爆破的要求高，再加上工程量集中，工期緊，施工難度比較大。

2爆破方案

路塹邊坡設計率從上至下為1：1、1：1、1：1、1：1、1∶1、1∶1、1∶0.75，每8m臺階高度設置3m寬的碎落臺。根據工程特點，結合進度要求和資源配置等因素，采取按臺階高度分層分段多作業面同時開挖的施工方案，施工中采用深孔微差爆破技術，先拉通路塹主槽，兩側邊坡預留的1m～2m寬的巖體不爆，作為中部主爆體的隔墻，以減少大爆破對邊坡的損傷，同時預留的巖體光面爆破時，可以根據主爆體的爆破情況和巖石性質更準確地選擇爆破參數，提高邊坡的光爆效果。

2.1路塹爆破設計

本段路基屬于深挖地段，石方面積較大、挖方較深且數量集中，主要采用潛孔鉆機鉆孔，鉆孔直徑d=100mm，實施臺階式深孔微差松動控制爆破，坡面預留光爆層。

對于局部地段挖深較淺和方量不大的邊坡、路基面修整采用風動鑿巖機鉆眼，淺孔微差松動控制爆破。

為保證爆破效應，均采用大孔距，小排距，梅花形布孔（鄰近系數m=a/b=2.0～2.5），并采用導爆管毫秒雷管實施逐排微差擠壓爆破。為提高邊坡穩定性和美觀程度，在深挖路塹采用預留光爆層法進行光面爆破，邊坡設計有臺階時分臺階進行光爆，設計無臺階時，從路塹頂沿坡面鉆孔一次爆破到位。

①邊坡光面爆破設計：

光面孔孔距a=D/n

D--炮孔直徑，D=100mm

n--系數， n=6～10（巖石堅硬完整時取大值，反之取小值）

光面層厚度（光爆孔抵抗線）W=a/m

m--系數， m=0.5～1.0 （軟巖m=0.5～0.8、硬巖0.8～1.0）

邊坡頂留層不宜過大，否則正常的藥量無法克服巖石阻力，容易造成欠挖。

炮孔長度L及超深h：

L=H/sinα+ h

α--邊坡坡度（鉆孔傾角），h為超鉆深度

h=（0.05～0.1）﹒H

H--臺階高度

光爆孔與輔助孔的孔底距離b0=（10～30）D（完整、堅硬巖石取大值，反之取小值）。

光爆孔裝藥結構及藥量調整：采用間隔一定距離的藥串結構即縱向空氣間隔裝藥。在孔口3m不裝藥，采用粘土和細砂的混合物堵塞，堵塞段以下1～2m處線限裝藥密度為設計的1/2。

線裝藥密度q線和裝藥量Q孔：根據經驗參數，線裝藥密度初選如下數值，在施工中試炮后根據現場實際情況調整確定。

q線=0.6～1.0kg/m（硬質完整巖石取大值，反之取小值）

Q孔=q線L

Q孔--單孔裝藥量

起爆時差Δt：光爆孔遲后主爆孔起爆，時差為75～150ms

起爆網絡：設計起爆網絡同一列（沿線路走向）炮孔均安裝同一段別的毫秒雷管，用連通管把炮孔中的導爆管連接起來，保證各藥包同時起爆，以減少飛石和爆破震動。每孔安裝雙雷管，做到雙保險，確保起爆效果。

2.2預裂爆破

軟巖和中硬巖邊坡實施預裂爆破，為確保預裂爆破質量，保證邊坡穩定，在預裂孔與主爆孔之間設一排輔助孔、一排緩沖孔。輔助孔的深度與坡率均與預裂孔一致，輔助孔與預裂孔的排間距用潛孔鉆機為1.2～1.5m、風動鑿巖機鉆孔時為0.5～0.6m；緩沖孔與主爆孔布置形式一致。輔助孔、緩沖孔與主爆孔一同順序微差起爆。φ=90mm時，輔助孔間距為3m，孔底距主爆孔1.2～1.5m。φ=40mm時，輔助孔孔間距為1.5m，孔底距主爆孔0.4～0.5m。路基預裂爆破設計參數見“預裂爆破設計參數表”。

為確保路基面平整堅實，最底層2m均采用風動鑿巖機鉆孔爆破，嚴格控制孔底標高和超鉆值，并適當縮小排距和孔距，實施逐排微差起爆。

注：孔底加強裝藥段范圍內的線裝藥密度增加2-3倍。

2.3爆破地震安全距離

為了保證爆破區兩側民房安全，根據爆破安全規程規定對爆破地震安全距離進行驗算一般磚石建筑物地面的質點安全振動速度為3cm/s，根據公式r（kv1a.qm計算，結果為69m（k=100，v=3cm/s，a=1.5，q為最大一段的藥量285kgm取1/3），現場測定爆破中心距民房最小的水平距離為80m，驗算結果表明，爆破對民房并無影響。個別飛石的安全距離按200m進行警戒，為減少飛石，施工中采用草袋裝土覆蓋炮孔。

2.4路塹爆破作業

爆破之前清理山體表層植被和履蓋層。布孔前對爆區進行詳細調查（如層理、裂隙、臨空面、爆體、臺階平整度、巖石類別及物理力學特征等是否有變化），并對清理后的地表標高進行測量，根據設計孔網參數和挖深進行布孔和確定各鉆孔深度，如有需要，對參數進行調整。

先由技術人員按參數準確定位布孔，用紅油漆標注，并把孔深、傾角向鑿巖人員進行技術交底；邊坡孔的鉆孔質量要嚴加控制，在鉆進到一半孔深時，提起鉆頭，檢查深度角度，根據鉆孔實際情況決定是否調整鉆桿傾角和鉆機位置，以便進行糾偏，確保邊坡孔角度誤差不超過±1°，深度誤差不超過±5%；孔口位置偏差超過兩倍孔徑時，重新鉆孔。鉆孔完畢后，技術人員對各孔實際孔深、孔距、排距、最小抵抗線和孔傾角進行測量記錄，并根據實際孔網參數進行藥量計算和裝藥。爆破施爆之前進行一次試炮，根據試炮對爆破設計進行優化，最終選擇適合現場實際的爆破參數和炸藥單耗進行爆破施工。

采用人工按設計裝藥結構進行裝藥，上部用炮泥進行堵塞，堵塞長度L0=（0.75～1.0）W，如炮孔有水而無法吹干時，采用防水炸藥或其他防水措施。

起爆采用毫秒微差雷管延期起爆，對起爆系統各聯接點認真檢查，確認各聯接點連接牢固，無遺漏孔后進行警戒起爆，爆破時進行震動安全監測。

2.5安全保護措施：

由于本段路基線路左側為居民區，民房密集，有燃氣管線和水管線、高壓線桿等，為保證以上構筑物的安全，爆破應從以下幾方面對構筑物進行安全保護：

2.5.1采用多種孔徑的鉆桿進行組合鉆孔，利用爆破時產生的不同頻率和波長的振動波相互抵消的原理減弱振動波對構筑物的沖擊效果。

2.5.2作業面方向應沿線路方向進行，避免爆破方向沖向民房和其他構筑物。對高挖地段分臺階進行爆破，需特別注意最小抵抗線不得小于鉆爆設計規定的值，以防最小抵抗線方向出現飛石，而且所有炮眼深度不能小于抵抗線。

2.5.3選擇炮眼位置時，避免穿過巖石的層理與裂縫，以免起爆時氣體沿縫隙漏出。若巖層層理裂縫較多不能避開時，最好垂直穿過，并且炮眼底部須在縫隙以上20-30cm。

2.5.4對原地形的斜坡或平地，有計劃地進行改造，使前次爆破為后次爆破創造兩個或多個臨空面，并且盡量使這些臨空面朝向有利于保護民房等構筑物的方向。

2.5.5放炮之前，積極與當地憲兵隊溝通，設置安全警戒哨。爆破之后，排險人員進行現場查看，排除啞炮并確認安全后，方可解除警戒。警戒范圍400m，施工機械退避工作面后面不少于150m

3結語

從工程實踐看，效果十分明顯，整個路塹爆破中基本無飛石現象，附近的居民房屋、天然氣管線、水管及高壓電線未受擾動及破壞。爆堆高度適中，成型后的邊坡坡面平整度均能符合要求，路塹邊坡穩定。控制爆破中要達到最佳的爆破效果，選擇合理的爆破參數 是至關重要的，在施工中應嚴密觀注有無夾層、石質突變或軟硬不一等地質條件的變化，以便及時調整各項參數。

參考文獻

[1]王鴻渠著.多邊界石方爆破工程.北京：人民交通出版社，1994

[2]gb6722—86爆破安全規程.北京：人民交通出版社，1986