巖質邊坡地質災害治理中爆破技術的應用

劉　剛

（江蘇省中成建設工程總公司，江蘇南京210041）

巖質邊坡地質災害治理中爆破技術的應用

劉剛*

（江蘇省中成建設工程總公司，江蘇南京210041）

經濟發展促使江蘇省石礦開采市場空前繁榮，但過度的開采不但破壞了生態環境，而且開采山體往往遺留高陡邊坡，誘發地質災害，影響人類生活環境和安全。在連云港市連云港新海至徐圩港區公路工程采礦廢棄石質高陡邊坡的地質災害治理過程中，工程環境復雜，而光面爆破、深孔爆破、水壓爆破等爆破技術的運用，使整個工程安全、環保、順利地完成。實踐證明，爆破技術在大規模地質災害治理工程中有著重要意義。

地質災害；高陡邊坡；光面爆破；深孔爆破；水壓爆破

1　工程概況

1.1工程概況

項目區總體位于連云港新浦區東側，連云港前云臺山系推磨山南側。現有路塹邊坡總體是北側陡、南側緩。路塹附近山體東側最高高程為160m左右，西側最高高程為130m左右，路塹底部最低高程約為15m左右。北側坡面分4級臺階開挖，臺階坡面高程依次為40m、70m、100m、130m，臺階寬度10m左右，坡面較陡，約65°～75°。坡面較為平整。南側開挖面不規整。南側坡面坡頂在調繪過程中發現有110kV高壓線電塔。

1.2區域地層

據我院完成的徐新路勘察成果，邊坡區的地質特征如下：第四系土層坡體第四系坡積物，土性主要為可塑—硬塑狀粉質粘土層，黃色、褐黃色，含少量礫石，局部夾碎石或滾石，薄層狀分布。基巖據地面地質調繪及鉆孔揭示，線路區基巖為中—晚元古代云臺組區域變質巖系。路線區域以片麻巖為主，片理明顯，傾向110°～130°，傾角30°～45°，對線路北東一側坡面有不利的影響，巖體中發育綠泥片巖夾層。

1.3地質構造

項目區位于一級構造單元秦嶺造山帶之武當—大別隆起區的東延部分—蘇膠隆起之上，區域構造線走向主要為北北東—北東東。韌性剪切帶、褶皺及中新生代脆性斷裂發育，多期疊加作用明顯，面線構造種類較多，屬于復雜構造變形區。在基巖中，線性強變形帶與透鏡狀弱變形域交織分布，形成不均一變形，變形與變質作用關系密切。本項目近場區無第四系活動性斷裂存在。

2　施工方案選擇

2.1工程難點及治理原則

（1）工程難點：①環境復雜。南側坡面坡頂在調繪過程中發現有110kV高壓線電塔，靠近鐵塔區域需進行控制爆破，確保安全。②邊坡高陡。開挖高差70～165m，原先石場不規則開挖，導致邊坡陡峭，部分有倒坡現象。③翻臺難度大。受礦區地勢所限，無法修建緩坡運輸道路，車輛無法上山裝運，只能采用挖機翻臺，開挖高度高，翻臺工作量大。④治理路線長。坡頂線長3130m。⑤治理面積廣。整個邊坡治理面積約21.7×104m2，除了機械清理最終邊坡外，還需人工清理浮石，保證邊坡安全穩定。⑥治理區靠近村莊，爆破施工給村民帶來不便。村民以環保和爆破危害為理由經常到工地妨礙施工。

（2）治理原則：①確保邊坡安全，消除現有地質災害隱患，避免產生次生災害。②安全第一的前提下，盡量避免造成新的環境破壞。③地質災害與生態治理基本提供修建公路必須的路塹斷面（兼顧遠期規劃斷面），同時消除地質災害隱患，徹底解決徐新公路通車后的安全問題。

2.2施工方案的確定

邊坡的地質災害治理施工首要任務便是修坡施工，常用的方法有人工、機械和爆破施工。人工和機械施工適用于面積小、工程量小的低矮邊坡。大部分需治理的邊坡高陡，人工和機械施工不便，且機械施工成本高、進度慢、粉塵多、噪音大，不適合長時間施工。因此高陡邊坡采用爆破施工更加合理便捷，尤其是在大方量的修坡施工中，爆破施工的優勢顯得尤為明顯。在爆破技術日新月異的今天，完全可采用可控制、可防護、更精細的爆破施工技術，達到高質量、高安全、高進度、低成本和低污染的高效環保施工目的。

依據治理邊坡地質災害工程的原則，針對本工程施工難點，并綜合各方法進行比較，最終選擇爆破作為主要施工方法。通過多次召開現場會議，組織有關專家設計爆破施工方案，最終采用復雜環境深孔爆破和水壓爆破相結合的總方案，邊坡采用光面爆破的方法進行施工。

3　爆破設計及參數

3.1復雜環境深孔及深孔水壓爆破參數

在臺階高度選定、炮孔參數選擇與計算、炮孔裝藥量計算和起爆網路設計等方面，深孔水壓爆破與復雜環境深孔松動控制爆破是完全一致的，所不同的僅僅是炮孔裝藥量和裝藥結構，即將深孔松動控制爆破計算的炮孔裝藥量減少20%左右作為深孔水壓爆破炮孔裝藥量；往炮孔中一定位置注入一定量的水，用含有一定水分的土填塞炮孔。所以深孔水壓爆破設計與深孔松動控制爆破設計可以說是一樣的。

3.1.1爆破參數

對于外側一列炮孔和中間一列炮孔，H=10m、a= 3.5m、b=2.5m，暫取炸藥單耗q為0.35kg/m3，則每個炮孔裝藥量為Q=qabH=30.6kg。

內側一列炮孔，通常孔深4～4.5m，如按此計算，臺階高為4.0m，取炸藥單耗q為0.30kg/m3，則每個炮孔裝藥量Q=10.5kg。炮孔布置如圖1所示。

深孔水壓爆破每個炮孔裝藥量比深孔松動控制爆破減少約20%，則外側與中間的炮孔裝藥量為Q= 24.5kg，內側炮孔裝藥量為Q1=8.4kg。裝藥結構如圖2所示。

3.1.2起爆網路設計

僅以外側、中間和內側3列炮孔為例，其起爆網路設計為中間一列炮孔均裝同一段毫秒雷管，內側一列炮孔也裝同一段毫秒雷管，但要比中間的一列炮孔高2個段別；外側一列炮孔也裝同一段毫秒雷管，但要比內側高出2個段別；炮孔外用同一段毫秒雷管把每一排炮孔伸出的導爆管并聯后再串聯，炮孔外同一段毫秒雷管段別可以選擇與外、中、內一列炮孔相同段別，此種起爆網路即為常用的同列同段炮孔外等間隔控制延時起爆網路。

3.2光面爆破設計

為了坡面的完整性和可觀賞性，以及方便后期綠化施工，使用光面爆破修造邊坡。上部坡面開挖時，光面爆破炮孔間距1.0～1.2m，鉆孔時用標尺精確控制角度、拉線控制方向。裝藥結構采用了不耦合裝藥，不耦合系數2～3。藥包用?32mm小藥卷，捆綁在長度大于炮孔深度的竹片上，孔內采用導爆索連接。起爆前仔細檢查導爆索連接角度、網路連接，保證可靠起爆。

4　爆破安全

4.1爆破振動

南側坡面坡頂110kV高壓線電塔及附近村莊，施工時必須防止電力鐵塔及民房因爆破振動基礎松動而倒塌。施工前現場勘查了地形和環境條件，采用復雜環境深孔爆破和水壓爆破技術，個別區域采用城鎮淺孔爆破。靠近鐵塔爆破時，根據“密打孔、少裝藥、弱爆破”的原則，為保證鐵塔安全，距離鐵塔50～100m的區域采用城鎮淺孔爆破的方法分層開挖。距離鐵塔100m處安全用藥量為178kg，本設計中10m孔深的單孔藥量為30.6kg，100m處可5孔同段起爆，所以距離鐵塔100m外采用深孔爆破較安全，可有效控制飛石。

4.2飛石防護

爆破施工對電力設施的影響還包括爆破產生的飛石危害。有效控制爆破飛石，除應合理選擇爆破參數及抵抗線方向，為防患于未然，還應采取以下措施進行防護：

（1）為防止飛石過高，增加孔口填塞長度，孔口用廢舊橡膠類輸送帶和沙包進行覆蓋防護，對爆破薄弱部位再用荊笆、草簾和裝土的編織袋壓實。因水壓爆破本身藥量較小，采用一般覆蓋防護后基本可消除飛石的危害。

（2）注意最小抵抗線方向，不應朝向電力鐵塔和高壓線。尤其在鐵塔附近爆破時，要控制好孔口的填塞質量，嚴格按照設計進行填塞，防止填塞長度過短，造成個別飛石砸向鐵塔及高壓線。

（3）在環境復雜、飛石防護要求較高的情況下，在覆蓋防護之上還可采用離空防護措施。采用尼龍網（網孔2～3cm），懸撐在單位爆破區域上方進行防護，離空高度一般在2～3m，防護網范圍應大于單位爆破區域，效果很好。離空防護示意如圖3所示。

5　結語

（1）通過本工程，增強了我們對生態環境建設的緊迫感、責任感和使命感，達成生態環境建設的共識，并認識到爆破技術在邊坡地質災害治理工程中的重要性，同時也認識到進行爆破施工方案設計時，除應考慮滿足工程建設需要，而且還應滿足環境的需求。

（2）工程爆破施工完畢后，電力設施在遷移前安然無恙，經過爆破振動監測，附近村子民房的振動速度均在安全允許范圍內，未超過1.0cm/s。實踐證明復雜環境下的爆破施工技術日趨成熟，控制爆破技術經得起考驗。

（3）本工程采用的深孔水壓爆破，爆后石渣塊度均勻，產生的爆破振動小，滿足復雜環境下的爆破施工要求，有利于保證最終邊坡的穩定，具有明顯的經濟、環保效益。同時也證明爆破技術在大規模地質災害治理工程中的重要地位。

生態環境建設是一項宏大的跨世紀工程，需要全社會的參與努力，使經濟發展與環境保護達到“雙贏”的目的，推動社會可持續發展。

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TD235.3

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1004-5716（2016）01-0188-03

2015-01-15

劉剛（1974-），男（漢族），江蘇宿遷人，工程師，現從事巖土工程施工技術工作。