高速路基土石方控制爆破施工技術分析

高杰

（中鐵十七局集團第一工程有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

如今，隨著高速公路線路的不斷延長，正向山區等地形地勢、地質條件較為復雜的地區發展。為了達到施工要求，實現質量與工期目標，在路基施工過程中，往往要采用石方爆破的方法。而對于爆破施工而言，它是一項高風險、高難度的復雜工作，要注意很多因素，除了要保證爆破施工的效果，還要做好安全防護，以免發生不必要的意外。這就決定了控制爆破技術在其中的重要作用和意義。基于此，本文圍繞南昌至上栗高速公路工程實際情況，對控制爆破施工技術具體應用進行分析。

1 工程概況

南昌至上栗高速公路東接南昌西外環、西連上栗至萍鄉高速公路與湖南瀏陽對接，是江西鄱陽湖生態經濟區與長株潭城市群之間的又一快速通道，是江西、湖南兩省省會城市最便捷通道，是溝通南昌、宜春、萍鄉的一條橫向地方加密線，也是江西省高速公路網絡的重要組成部分。路線位于南昌市、宜春市及萍鄉市境內，總體呈東西走向，路線全長約223.09 km。

2 高速公路路基土石方控制爆破施工難點

2.1 風險高、施工難度大

由于邊坡較為陡峭，現場作業人員行走困難，給人員及機械設備都帶來一定安全威脅；因高速公路車流量相對較大，施工時如果有危石向路面掉落，則會造成嚴重的事故。所以，路基爆破施工具有很高的風險，需要引起相關人員的重視。

2.2 存在較多的干擾因素

在施工過程中，不僅要確認其它公路正常通行，還不能對前方橋臺施工造成影響，并且要避免后方保存的成品梁遭到破壞。因此，路基施工會受到很多干擾因素的影響，對組織設計和現場管理都提出了很高的要求[1]。

2.3 工期緊張

由于施工場地面積不大，使存梁場地受到很大制約，在施工設計過程中，要求在制梁的同時進行架設，但路塹正處于主要架梁通道，所以架梁只能在完成開挖施工以后進行，此時的路基必須成型且足夠穩定。若路塹沒有如期完工，則制梁場會由于沒有存梁的空間而面臨停工的境地，嚴重影響正常生產和施工建設。

3 爆破參數及安全距離的確定

3.1 爆破參數

根據施工現場實際情況，綜合考慮外界環境與工期要求，可事先在邊線范圍上開挖減震溝，這樣可以降低爆破產生的震動對周圍民房等建筑物造成的不利影響。針對主爆破施工區使用控爆技術嚴格控制爆破力度及震動，充分利用爆破后形成的碎石對路基進行回填，但要求填料最大粒徑不得超出30 cm。若安全距離設定為15 m，則爆破參數為：

炮孔的間距與排距分別為1.0 m和0.8 m；底盤抵抗線H為0.8 m，W為1.2 m；每體積實際耗藥量記為q，結合以往爆破控制經驗，根據地質與巖石條件，確定為每立方米0.30 kg；每孔裝藥經計算等于0.28 kg。

裝藥采用空氣間隔結構（見圖1）。當炮孔外圍巖石在爆破作用下未破裂，同時可以阻擋氣體產物向外噴出，并且在巖石完全破碎的基礎上能促使巖塊不斷沿抵抗線的方向進行移動時，即為堵塞最佳長度，經計算，取0.9 m。堵塞物為按3∶1∶1比例對砂、黏土和水進行混合形成的混合物。起爆方式為延時、逐個炮孔起爆，在炮孔外部設置若干非電毫秒雷管，炮孔內部同樣設置雷管，在爆破時使用依次起爆方法[2]。

圖1 空氣間隔裝藥結構示意圖（單位：m）

3.2 安全距離

3.2.1 飛石安全距離

按照淺孔炮孔對飛石安全距離進行計算，計算公式如下：

式中：R為飛石安全距離，m；K1為炮孔的密集程度系數，一般取1.0；K2為爆能和抵抗線的相關系數，一般取0.9；r為淺孔的半徑，cm；W為首排炮孔對應的最小抵抗線，m。

經計算，飛石安全距離不得小于3.87 m。

3.2.2 地震安全距離

地震安全距離的計算公式為：

式中：R為地震安全距離，m；Q為微差爆破對應的最大一段實際藥量，可采用最大的起爆藥量，即為0.28 kg；v為地震安全速度，相對于普通房屋，可取2.5 cm/s；K為介質系數，取180；α為衰減指數，取1.5。

經計算可知，在中度堅硬地帶，對于爆破地震，其實際影響范圍為3.32 m。根據設計要求，距周圍既有建筑15 m范圍內的爆破均符合安全規定，說明此影響值達標[3]。

3.2.3 沖擊安全距離

沖擊安全距離的計算公式為：式中：R為沖擊安全距離，m；Q為當使用微差爆破方法時的實際裝藥量，取0.28 kg。經計算，沖擊安全距離確定為14.35 m。

3.3 爆破方案的確定

3.3.1 潛孔鉆深孔爆破

3.3.1.1 鉆孔

3.3.1.2 炮孔設計

按梅花形設置炮孔，其深度根據所在位置巖石與地質條件、爆破方式及參數選定，并對單孔裝藥量的最大值進行準確計算。采用集中連續式裝藥的方法進行安裝，選擇管裝硝銨炸藥，于炮孔的底部進行裝藥，上部使用混合土堵塞[4]。

3.3.2 鑿巖風槍淺孔爆破

3.3.2.1 鉆孔

3.3.2.2 炮孔設計

具體的爆破參數根據炮孔所在位置的巖石與地質條件，以及爆破方法選定。采用集中連續式裝藥的方法進行安裝，選擇管裝硝銨炸藥，于炮孔的底部進行裝藥，上部使用混合土堵塞。

3.3.3 起爆網絡

深、淺孔爆破的起爆網絡完全相同，均為非電“高段別、大微差”起爆網絡。這種起爆網絡的主要特點為：向炮孔中根據一定排序分別設置連續、但高段別有所不同的非典毫秒雷管，再于炮孔外部使用同種雷管將內部的雷管通過連接形成接力式的大微差起爆網網絡，以此確保所有炮孔都能實現單獨起爆，將震動與干擾降至最低限度。

3.3.4 光爆層爆破

3.3.4.1 炮孔布置

根據光爆層實際厚度，在該層上順邊坡分別布置爆孔，共兩排：第一排和邊坡光爆孔保持1.0 m的間隔距離，爆破方法為微差爆破；第二排孔距控制在0.8～1.0 m范圍內。以上炮孔都順延邊坡的方向施鉆，其底部與平臺間的距離為0.5 m，確保邊坡可以實現一次成型。

3.3.4.2 裝藥

外排炮孔所用微量爆破的裝藥方式為間隔裝藥結構，先將2/3總藥量裝于炮孔底部，再利用鉆孔產生的石屑進行隔段填塞，然后裝剩余的藥量。對光爆炮孔而言，先根據設計藥量將管裝藥安裝在導爆索上，再與竹片進行捆綁放入炮孔，上方使用混合土堵塞。以兩排炮孔在孔外用非電毫秒雷管連接形成微差，光爆孔后起爆即可。

3.4 爆破安全與防護

在實際的爆破施工過程中，首先要開展試爆工作，根據試驗結果對設計參數進行檢驗和校正，確認無誤后方可正式爆破。在爆破施工的同時，要隨時使用專業測試裝置監測周圍建筑物，動態調整爆破施工方案，確保建筑物安全。對于距離房屋較近的爆破施工區域，為確保安全，做到萬無一失，避免產生不必要的飛石危害，必須在爆破的過程中采用彈性物完全覆蓋，如荊笆和草袋等[5]。

現場安全警戒和起爆應根據國家爆破工程規定，并結合施工現場實際情況，確定合理的安全警戒距離。在連接設置好起爆網絡之后，開始爆破操作前，向外發布安全警戒命令，要求安全警戒范圍內的所有人員盡快撤離到安全地帶，同時在重要的交通路口安排專人進行站崗警戒，以免其它車輛與行人誤入爆破施工區域。在安全防護工作全面落實，且通過檢查確認無誤以后，即可由專業爆破指揮人員下達起爆命令。

4 結語

該高速公路工程通過對以上爆破方法的應用，以及對爆破的有效控制，達到了預期的施工效果。在施工中未發生安全問題與意外，工程順利竣工，所用施工方法、爆破參數與防護措施均合理有效，可為類似工程的爆破施工提供參考借鑒。

[1]張斌興.簡述泉廈高速路基土石方控制爆破施工技術[J].科技創新與應用，2013，（23）：199.

[2]王國章.淺議公路路基土石方爆破技術[J].技術與市場，2013，（07）：161.

[3]張瑞明.市政工程中石方路基控爆的施工技術[J].工程建設與設計，2017，（11）：179-180，183.

[4]稅宗能.談道路土石方控制爆破施工[J].山西建筑，2014，（04）：138.

[5]魏勇.公路路基土石方開挖施工技術[J].交通標準化，2014，（13）：89-91.