路堑光面爆破试验研究(全文)

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摘要：为了提高开挖边坡的工程质量，避免或者消弱开挖爆破对围岩的破坏作用，最佳方案就是采用光面爆破和预裂爆破等弱扰动爆破技术。为此，本文以浙赣线电化提速工程第七标段DIK119+150～DIK119+350裁弯取直段路堑工程为背景，进行光面爆破开挖试验，提出了在当前工艺条件下光面爆破合理施工工艺，以满足高标准铁路的高质量边坡开挖工程要求。

关键词：路堑边坡；光面爆破；施工工艺

Abstract: In this paper, the Zhejiang-Jiangxi Electrochemical speed engineering the seventh tenders DIK119 to +150 ~ +350 DIK119 cutting the bends straight section of road cutting engineering as the background, to take the smooth blasting excavation test, point out smooth blasting reasonable construction technology in the current process conditions, to meet the high standards of railway high-quality slope excavation.Key words: cutting slope; smooth blasting; construction process

中图分类号：TD235 文献标识码：A文章编号：

1、工程概况

浙赣线电化提速工程第七标段位于浙江义乌市后宅镇，系原有铁路的裁弯取直段，施工过程对既有铁路没有影响，故该标段施工条件等同于新线建设。其中DIK119+150～DIK119+350段的双线路堑石方边坡总长度为613m，路堑上部开槽宽度为34－48m，底宽20m左右，最大挖深为32m，需要采用弱扰动光面爆破法施工。

为使试验具有代表性和普适性，根据施工现场的实际情况，深孔光面爆破试验于2004年夏在DIK119+150~DIK119+350内只进行了200m，最大挖深30m，分2个台阶开挖。上台阶高10m，岩体较风化，坡度为1:0.75;下台阶高20m，岩体为弱风化，坡度为1:0. 5，如图1－1。

2、钻孔施工

2.1钻孔前的施工准备

2.1.1边坡测量放线

施工前要严格做好测量放线工作。边坡测量应分两次进行，第一次测量主要为钻机操作的平台定位，在钻机平台修好后，进行第二次定位测量。其测量方法可以用全站仪一次完成，边桩点10m设一个，边桩点连线为钻孔轮廓线。

2.1.2钻机平台修建

钻机平台是钻机移位和架设的场地。钻机平台原则是越宽越好，一般根据钻孔机械类型而确定，但最小不要小于1.5m。平台应尽量做到横向平整，纵向平缓。

2.2钻机对位

为了提高钻孔水平，在总结大量施工经验的基础上，提出必须按“对位准、方向正、角度精”三要点安装架设钻机。

钻机对位要准：为了保证钻机在同一水平面上对位开孔，在钻机平台上利用钢管作为钻机移动的轨道。钢管一般架设在边坡线外30cm处，连接并固定垫实，再根据设计的孔距用油漆在钢管上标明孔位，以保证对位准确。

钻孔方向要正：钻孔方向正就是要使炮孔垂直于边坡线，并保证相邻炮孔相互平行并处在同一坡上。一般做法是沿边坡开挖线拉一条测线，量测机架两侧至测线距离相等时，则钻机没有发生扭曲现象。同时还应注意，由于边坡高低不平，为了机身不倾斜，在机架顶部焊接20cm角钢或者半圆钢，并将其垫平以保证方向正确。

钻孔角度要精：钻孔角度是爆破坡面平整、光滑的保证。一般的做法是在钻机机架上吊一垂线，以标准角尺调整钻孔角度。

2.3钻机工艺

钻机作业的基本要求：必须熟悉岩石性质，摸清不同岩层的凿岩规律。

凿岩的基本要领：孔口要完整，孔壁要光滑，湿式凿岩时要调整好水量，掌握好岩浆浓度，保证排渣顺利。

凿岩的基本操作方法：钻孔开孔时不加压，利用自重打出眼窝后再加压钻孔。在钻孔过程中，软岩慢打，硬岩快打。

3、装药和堵塞施工工艺

严格做好药包、药串加工，装药量、装药结构和堵塞质量均需符合设计要求，这是搞好光面、预裂爆破的重要技术措施。

3.1装药结构

光面预裂爆破的装药结构能使其爆破后达到理想的爆破效果，即形成一个光滑平整的壁面。常采用不耦合装药结构，径向不耦合系数k＝D/d(孔径/药径)，通常取2～5。

3.2装药与堵塞

一般采用人工装药。装药前要将孔内残渣和存水吹干净，有水的孔要使用防水炸药。为了使炸药爆炸时能获得良好的不耦合效应，尽量将药柱（或者药卷串）置于炮孔的中心。为达到此目的，可采用一种塑料制的膨胀联结套（称居中器）将药卷串固定在炮孔中央。炸药装填好后，孔口的不装药段应使用岩粉或干沙等松散材料堵塞。目的，可采用一种塑料制的膨胀联结套（称居中器）将药卷串固定在炮孔中央。炸药装填好后，孔口的不装药段应使用岩粉或干沙等松散材料堵塞。

4、起爆网路

起爆网路是爆破成败的关键，因此必须做好设计和施工工作。

主炮孔为导爆管毫秒雷管，边坡孔为导爆索接力传递，采用复式交叉网路。传爆顺序为：

导爆索连接起爆，连接方法如图4－1

图4－1 预裂爆破起爆网路连接示意图

在连接起爆网路时应注意以下几点：

主炮孔下部雷管反向安置在底部，以避免产生瞎炮和残留药。

孔内引出导爆索与地面导爆索主线连接时，应注意连接方向必须端头朝向引爆雷管，且其绑接长度不少于20cm。

当光面、预裂爆破规模较大时，为了减轻爆破过程中的振动影响，可以使用分段爆破。在同一时段内采用导爆索起爆，各段之间分别用毫秒电雷管引爆，每一段可以接5～10孔。

若单独起爆可用电、非电或者火雷管；若于主体爆破同时施爆则必须使用符合设计要求的相应段数的电或者非电毫秒雷管。

5、安全措施

5.1 爆破安全设计

5.1.1 爆破振动安全设计

按照爆破安全规程（GB6722-2003），爆破地震控制以地面质点振动速度为安全依据：

式中：

V——地面质点振动速度（cm/s）；

Q——一次起爆的最大炸药量（kg）；

K——与地质条件有关的系数；

——地震波衰减系数；

R——建筑物距爆破中心距离（m）。

根据以往的工程经验，本次试验取值K＝150，＝1.5。

当最大单响药量为90kg时200m外的村庄最大质点振动速度小于0.5cm/s。

5.1.2 飞石安全距离设计

按照爆破安全规程，爆破时为了防治飞石的安全距离设为300m。

5.1.3 空气冲击波的安全距离设计

临空面位于山谷内，山谷出口方向2km无人居住，山背侧影响很小，现场可以设在300m处设置警戒线。

纵上所述经过计算分析，每次爆破在300m处设置警戒线，可以满足安全要求。

5.2安全措施

无论在何种情况下，都应保证设计所要求的堵塞长度。堵塞段内均采用粘土掺岩粉的方式充填密实。在靠近居民区、通讯线、高压线等重点保护区域，必须采用橡胶垫覆盖炮孔。对有水孔堵塞时，不能充填含水量高的粘土和岩粉，而应用干岩粉充填捣实。严格按照爆破安全规程有关规定施工。

6、试验效果及小结

在浙赣线电化提速工程DIK119+150～DIK119+350工点路堑光面爆破试验中，按照光面爆破工艺流程来进行施工试验，得到了很好的光面效果。爆破开挖后试验段的路堑边坡一次成型，坡面平整、美观，半孔率达到95％左右，如下图。

参考文献：

张继春等. 工程控制爆破. 成都:西南交通大学出版社. 2001

张志毅王中黔. 交通土建工程爆破工程师手册. 北京：人民交通出版社. 2002

冯叔瑜马乃耀. 爆破工程. 北京：中国铁道出版社. 1980

张电吉. 爆破震动对边坡影响的分析与研究. 爆破. 1993.2

戴俊. 岩石动力学特性与爆破理论. 北京：冶金工业出版社，2002. 05

蔡福广. 光面爆破新技术. 北京：中国铁道出版社,1994.

刘殿中.工程爆破实用手册.北京:冶金工业出版社，1999.

GB6722-2003,爆破安全规程. 中国建筑工业出版社，2003.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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路堑光面爆破试验研究

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