1 工程概況

新建通化—灌水鐵路位于吉林省南部,沿線地貌以中低山為主以及丘陵地貌,地形陡峻,沖溝發(fā)育。在大雅河流域可見(jiàn)大量的懸崖峭壁地貌以及巖堆現(xiàn)象,景觀奇特。其中一段為DK76+647~DK76+740長(zhǎng)93 m的深挖高邊坡石質(zhì)路塹,路塹陡峭。右側(cè)距離路塹20 m為201國(guó)道,距離路塹150 m為居民區(qū),爆破施工必須保證石方爆破質(zhì)量及爆破安全。

2 爆破方案

由于該段路塹較陡、較深,且挖方量較為集中,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和現(xiàn)有土石方施工機(jī)械設(shè)備狀況,充分利用先進(jìn)技術(shù)提高工效,決定主爆破采用松動(dòng)爆破。同時(shí)為保證邊坡質(zhì)量,控制路塹邊坡的超欠挖,決定在路塹邊線處加鉆預(yù)裂炮孔,實(shí)施預(yù)裂爆破來(lái)控制邊坡的超欠挖,提高邊坡的穩(wěn)定性。依據(jù)工程特點(diǎn),結(jié)合進(jìn)度要求和資源配置等因素,采取按臺(tái)階縱向分層開(kāi)挖的施工方案。爆破施工中采用深孔松動(dòng)爆破結(jié)合預(yù)裂爆破和緩沖控制爆破工藝。

2.1 地形、地質(zhì)情況

此段爆破區(qū)長(zhǎng)度只有93 m,但總挖方量達(dá)60 000 m3,開(kāi)挖寬度30 m,左側(cè)最大挖深40m,山體順線路方向?yàn)樽蟾摺⒂业偷男螤?其縱向自然坡度為45°~65°,橫向山體坡度為30°~80°。左側(cè)邊坡坡率從上至下為1∶1. 5, 1∶1. 2, 1∶1. 2, 1∶0. 25,每10 m或12 m臺(tái)階高度設(shè)置2 m寬的碎落臺(tái)。路塹右側(cè)無(wú)邊坡,要求全部爆破。此段路塹表面以下1. 1 m范圍內(nèi)為細(xì)角礫土,以下3 m范圍巖層為強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖,屬泥質(zhì)頁(yè)巖,新鮮的呈瓦灰色,風(fēng)化后轉(zhuǎn)為黃綠色。強(qiáng)風(fēng)化巖層下為弱風(fēng)化頁(yè)巖,砂質(zhì)結(jié)構(gòu),局部裂隙發(fā)育,微層理發(fā)育清晰,地層厚度大于50 m。

2.2 預(yù)裂爆破

所謂預(yù)裂爆破,就是首先起爆布置在設(shè)計(jì)輪廓線上的預(yù)裂爆破孔藥包,形成一條沿設(shè)計(jì)輪廓線貫穿的裂縫,再在該人工裂縫的屏蔽下進(jìn)行主體開(kāi)挖部位的爆破,保證不需開(kāi)挖的巖體免遭破壞。同時(shí)考慮該段工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,預(yù)裂爆破不僅能夠嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)坡面進(jìn)行爆破,分裂開(kāi)的爆破體與原“母體”完全脫離,以后施工不再影響“母體”安全,而且對(duì)爆破區(qū)建筑物造成的地震波和飛石亦能夠得到有效控制。

2.3 爆破地震安全間隔

為了保證爆破區(qū)兩側(cè)民房安全,憑據(jù)爆破安全規(guī)程劃定對(duì)爆破地震安全間隔進(jìn)行驗(yàn)算。通常磚石修建物地面的質(zhì)點(diǎn)安全振動(dòng)速率為3 cm /s。爆破安全距離根據(jù)式計(jì)算:

其中,R為爆破地震安全距離;Q為炸藥量,取最大一段的藥量500 kg;V為地震安全速度,取3 cm /s;m為藥量指數(shù),取1/3;K,a分別為與爆破點(diǎn)地形、地質(zhì)等條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù),K取100,a取1. 5。

計(jì)算結(jié)果為83 m,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定爆破中心距民房最小的水平間隔為150 m,驗(yàn)算效果評(píng)價(jià),爆破對(duì)民房并無(wú)影響。

3 主要施工工藝的控制

施爆區(qū)周邊范圍調(diào)查→配備專業(yè)施爆人員→用機(jī)械或人工清除施爆區(qū)覆蓋層→全站儀測(cè)定邊坡開(kāi)挖線→布孔→鉆孔→爆破器材檢查與試驗(yàn)→炮孔檢查與廢渣清除→裝藥并安裝引爆器材→布置安全崗和施爆區(qū)安全員→炮孔堵塞→撤離施爆區(qū)強(qiáng)地震波影響區(qū)內(nèi)的人畜→起爆→清除瞎炮→解除警戒。

3.1 開(kāi)挖方式

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)坡勢(shì),挖掘機(jī)預(yù)先開(kāi)通上山便道并清除施爆區(qū)覆蓋層,采用縱向分層臺(tái)階法,臺(tái)階高度為6 m,開(kāi)挖順序?yàn)橄鹊冖裉荻?依次為第Ⅱ、第Ⅲ梯段,臺(tái)階平臺(tái)尺寸現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械情況及人員決定,線路右側(cè)掘進(jìn)為左側(cè)橫向梯段創(chuàng)造臨空面。各臺(tái)階邊坡第1排采用深孔預(yù)裂爆破,預(yù)裂孔在主孔之間, 2排3排采用緩沖控制爆破。

3.2 炮孔布置

布孔前應(yīng)先掃除爆破體外貌積土和破碎層,依據(jù)施工丈量確定的邊坡線,從邊坡預(yù)裂孔開(kāi)始標(biāo)定,路塹左側(cè)的設(shè)計(jì)邊坡線布置一排預(yù)裂炮孔。鉆孔機(jī)械采用履帶式潛孔鉆機(jī),預(yù)裂孔直徑為100 mm,炮孔間距為2. 0 m,炮孔深3. 0 m~12 m,炮孔角度與設(shè)計(jì)邊坡線一致。然后進(jìn)行其他孔位的布置,其他炮孔采用梅花形布置。

3.3 鉆孔

鉆孔前,按設(shè)計(jì)位置在爆破體上準(zhǔn)確標(biāo)定炮眼位置,并認(rèn)真檢查機(jī)具能否正常運(yùn)轉(zhuǎn),如有故障應(yīng)及時(shí)修理或調(diào)換,以免卡鉆、堵孔,鉆到設(shè)計(jì)孔深后,檢查成孔質(zhì)量。在鉆孔過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格控制鉆孔的偏向、角度和深度。鉆孔完成后,實(shí)時(shí)清理孔口的浮碴,清孔直接采用膠管向孔內(nèi)吹氣,吹凈后,應(yīng)檢查炮孔有無(wú)堵孔、卡孔現(xiàn)象,以及炮孔的間距、眼深、傾斜度是否與計(jì)劃吻合,如果可能影響爆破效果或危及安全生產(chǎn),應(yīng)重新鉆孔。先行鉆好的炮孔,用編織袋將孔口塞緊,防止雜物堵塞炮孔。

3.4 裝藥

裝藥前檢查炮孔位置、深度是否滿足要求,同時(shí)將孔中的巖粉、泥漿清除,在潮濕的孔中裝乳化炸藥。安放藥卷時(shí)用竹桿將藥卷順次送入炮孔并輕輕壓緊,裝藥時(shí)細(xì)心施工,防止擠壓和撞擊,造成雷管爆炸。炸藥按每孔的計(jì)劃藥量分好,邊裝藥邊丈量,以確保裝藥密度符合要求。為確保能完全起爆,起爆體應(yīng)置于炮孔底部并反向裝藥。

3.5 堵塞

堵塞物用粘土和細(xì)砂拌和,其粒度不大于30 mm,含水量15%~20% (一般以手握緊能使之成型,放手后不散開(kāi),且手上不沾水跡為準(zhǔn))。預(yù)裂孔堵塞時(shí)首先用紙將孔堵塞,然后再堵塞素土,但必須人工將導(dǎo)爆索拉緊以防脫落或炮桿折斷,從而把開(kāi)挖區(qū)與保護(hù)區(qū)分離開(kāi),達(dá)到“預(yù)裂”效果,主孔藥卷布置后應(yīng)立即進(jìn)行堵塞,首先塞入紙團(tuán)或塑料泡沫,以控制堵塞段長(zhǎng)度(預(yù)裂孔口預(yù)留1 m~1. 5 m,主爆孔口預(yù)留2 m~2.5 m),然后用木炮棍分層壓緊搗實(shí),每層以10 cm左右為宜,堵塞中應(yīng)注意掩護(hù)好導(dǎo)爆索。

3.6 覆蓋

它是控制飛石的重要手段,施工中采用兩層草袋覆蓋,先在草袋內(nèi)裝入砂土,覆蓋后將排間的草袋用繩子連成一片,草袋覆蓋時(shí)要注意掩護(hù)好起爆網(wǎng)絡(luò)。

3.7 起爆

起爆前應(yīng)布置安全崗和施爆區(qū)安全員,撤離施爆區(qū)強(qiáng)地震波影響區(qū)內(nèi)的人畜,因該段緊鄰201國(guó)道,需安排專職人員封閉道路,待起爆后確認(rèn)無(wú)瞎炮及其他不安全隱患后方可解除警戒。

4 爆破效果與結(jié)論

從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際爆破情況來(lái)看,爆破完全按設(shè)計(jì)起爆順序起爆,無(wú)“沖炮”現(xiàn)象發(fā)生,爆碴塊度松碎均勻,適合機(jī)械裝運(yùn),滿足填方粒徑要求。爆破后,在對(duì)周圍建筑物進(jìn)行檢查時(shí),未發(fā)現(xiàn)飛石與振動(dòng)損傷現(xiàn)象發(fā)生。爆破開(kāi)挖后坡面較為順直、美觀,達(dá)到了減小振動(dòng)、穩(wěn)定邊坡、控制塊度、提高邊坡質(zhì)量的目的。

可見(jiàn)施工中采用深孔松動(dòng)爆破結(jié)合預(yù)裂爆破和緩沖控制爆破工藝,達(dá)到了預(yù)期的效果,既保證了路塹邊坡坡度,又避免了對(duì)周邊居民點(diǎn)造成的安全隱患。深孔松動(dòng)爆破結(jié)合預(yù)裂爆破和緩沖控制爆破工藝滿足進(jìn)度、安全、質(zhì)量的要求,在類似路塹爆破施工中可供借鑒。

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