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临近既有线爆破施工技术的设计及控制

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摘要:K104+500~K104+640段紧靠既有线(黔桂线),行车密度大;岩石坡面组成主要为石灰岩,石质坚硬,局部岩石有破碎。施工方案要求该段切方较深(16m),爆破对岩体强度的层面粘聚力的损失较敏感。路堑施工时,必须采用安全合理的爆破技术。

Abstract: K104+5~K104+640 section nears the exsiting line(Qian-Gui Line), its driving has big density, and its rock slope composed of limestone whose stone is hard, and some local rocks have broken. Construction scheme requires the cut square more deeper(16m). The blasting is sensitive to cohesive strength loss of rock strength. In the cutting construction, we must adopt safe and rational blasting technology.

关键词:爆破设计;飞石控制;安全措施

Key words: blasting design;control fly-rock;security measures

中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)02-0071-02

1工程概况

黔桂线属主干线,K104+500~K104+640段岩石坡面的组成主要为石灰岩,石质比较坚硬,局部有岩石破碎。该段紧靠既有线,铁路外侧紧靠宜州到金城江一级公路,行车密度大。在既有线旁进行山体开挖、爆破等施工,对行车安全隐患多,而车流量大对施工干扰也大。该段最大开挖深度为16m,切方较深。因爆破对岩体强度的层面粘聚力的损失较敏感,为确保铁路及公路行车安全,选择合理安全的路堑施工爆破技术尤为重要。

2方案的选择

2.1 K104+500~K104+640段段内预计石方3000m3,爆破区域内地形变化较大,施工场地狭窄,机械施工受很大限制。爆破开挖计划为3个月,本段内切方深度较大,采用浅眼爆破与中深孔爆破组合的方式。由于距铁路、公路较近,宜采用减弱松动控制爆破。

2.2 主体爆破前,先沿铁路路肩外侧爆出一条沟槽,以阻挡滚落的飞石。上部边界保留部分,采用浅眼爆破,修成设计坡面。

2.3 施工场地狭窄,靠近铁路、公路,无法使用大型爆破。

3爆破设计

3.1 预裂爆破经比较密孔法、护层法和预裂法,决定采用预裂法爆破。

3.1.1 钻孔深度 L为避免主体爆破对边坡的影响,一般用3m左右扦杆钻眼。

3.1.2 钻孔间距 a段内岩石不成整体,无法定间距。根据岩面坡度和破碎程度,布置钻孔间距。

3.1.3 单孔药量和每米装药量

①预裂爆破中,单孔药量用体积形式的多边界药量计算公式计算,取药包性质指数为0.1~0.4,则单孔半装药量(预裂爆破孔内间隙一般不充填,药卷应固定在孔的中内或靠近崩落区一侧)计算公式:Q裂=(0.1-0.4)Ka2L。式中:K为形式标准抛掷时的单位耗药量,L为钻孔深度m。

②每米炮孔装药量(即线装药量)Q线=(0.1-0.4)Ka2

根据上式计算,结合实地经验数据定量。

3.1.4 预裂爆破时应注意的事项①准备爆破时,首先要平整场地,清除预裂线两侧的覆盖层或浮渣等。清理范围,可根据所采用的确定,要能满足钻机的作业和行走。②钻孔时,须严格控制质量,允许偏斜度应控制在1度内。由于岩面不平整或与钻进的方向不呈垂直,往往容易引起孔口的偏离,此时可以采用人工撬凿或用冲击的方法,凿出孔口位置。检查无误后,方可钻眼。

3.2 浅眼爆破采用YT28风枪钻眼,主要用于爆破深度小于3m的岩体开挖以及修整上山便道和钻机作业平台等。①浅眼爆破设计参数:a)爆破高度H≤3m;b)钻眼直径D=42mm,垂直钻眼,三角形布置;c)炮眼深度L=1.05H;d)炮眼间距a=1.0~1.2m;e)炮眼排距b=0.8m;f)炮眼装药量q=qabh。式中q为单位岩石用药量,取q=0.38~0.52kg/m3,可根据岩石硬度调整。风枪浅眼爆破设计参数如表1。②风枪浅眼爆破炮眼布置:根据所选爆破设计参数,进行炮眼布置。③风枪浅眼爆破装药结构:采用连续装药结构,炸药品种为?准32mm卷装2号岩石炸药或?准120mm卷装岩石乳化炸药(有渗水时)。按设计药量,从炮孔自下而上将炸药装填均匀密实,每个炮孔均装1发非电毫秒雷管,采用反向起爆法将炸药卷装在孔底。炮孔堵塞,采用略微潮湿的黄土逐层捣实,堵满为止。

4爆破安全距离计算

根据《爆破安全规程》有关规定,爆破安全地震距离按下式计算:R=(K/V)1/aQ1/3,式中R为爆破地震安全距离(m);Q为爆破最大一段装药量(kg);V为建筑物地震安全速度(cm);K、a为与爆破点地形地质等条件有关的系数和衰减系数。《爆破安全规程》规定建筑物地震安全速度如下:

土窑洞、土坯房、毛石房屋V=1.0cm/s。一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物V=2~3cm/s。

5爆破飞石控制

5.1 爆破飞石控制措施①采用加强松动爆破的药量计算公式,使爆破岩石只产生破碎和适当位移,没有过多能量对爆破岩石产生抛掷作用。②充分创造和利用临空面,并应用微差爆破技术,使炮孔爆破从临空面开始逐段由外向内按顺序微差间隔起爆,减小爆破时后排炮空的夹制作用,防止过远飞石的产生。③严格按设计堵塞长度堵塞炮孔,使用黄土、钻孔岩粉等细粒材料,并保证堵塞密实。炮孔堵塞时严禁装入石块,以防冲炮产生过远飞石。④利用临空面爆破时应注意临空面方向避开被保护目标,为避免爆破时大量飞石飞向既有线,可采取爆破临空面方向避开既有线方向、适当减少炸药单耗、增加炮孔堵塞长度等技术措施。⑤起爆之前,人员及机械撤离到安全区,设置安全警戒岗。爆破之后,暂时不解除警戒,要到现场查看情况,发现哑炮及时安全处理。

5.2 爆破飞石距离的估算正常的梯段爆破一般飞石距离不会太远,当炮孔堵塞质量不好或岩石中含有软弱夹层时,个别飞石的距离(m)可按下式估算:RF=1.57D,式中D为炮孔直径(mm)。

5.3 爆破安全警戒距离爆破安全警戒距离是根据爆破产生的个别飞石的距离确定的。按照《爆破安全规程》规定,对于深孔梯段爆破、风枪浅眼爆破及浅眼解小爆破,其爆破安全警戒距离不应小于300m。

6确保行车安全措施

6.1 开工前一天,向邻近车站提出施工申请,严格按批准时间、地点实施,不得随意超限施工。驻站联络员在每次放炮前二小时,向车站值班员提出封锁要点计划。封锁时,驻站联络员严格按规定与车站值班员办理封锁要点手续并进行登记,双方签认后通知施工负责人,施工负责人在接到预报的封锁时间后做好爆破准备。

6.2 在爆破区周围贴安全告示,设好安全警戒区,并设人警戒,所有人员、车辆、牲畜等不得进入警戒区内。

6.3 既有线及周围建筑物的防护采用靠既有线一侧搭设排架(宽30m、高6m)和炮区覆盖钢筋网、竹夹板、砂袋相结合的防护方法。排架网具体搭设:①在排架网搭设前,沿线路方向在不侵限的路基上预钻一排锚孔,深1.0m,锚孔内灌200号砼,并插入锚杆,锚杆长1.5m,插入深度0.7m,露置长度0.8m。②搭设排架网及架管骨架,同时横向采用横向架管支撑,横向架管底部采用锚杆与边坡岩体相联,用斜向架管联结以确保架管稳定。③架管网满铺2.5×0.25m竹夹板,架管网底部搭枕木垛加固。

6.4 对爆破区范围内既有线的钢轨、灰枕、电缆进行防护;枕木和电缆防护采用道碴或柔软枝条覆盖;钢轨防护采用钢轨上铺满竹排,上面加压砂袋,并在施工地段备有足够的备用钢轨,随时更换因爆破而损伤的钢轨。

6.5 爆破后应及时清理轨道上及限界内的土石,将线路抢通,及时清理危石,处理瞎炮并且检查好线路几何状态合格后方能开通线路。

6.6 施工负责人在确认障碍物已完全排除,线路符合开通条件后,要迅速撤除工地防护,并通知驻站联络员办理销点开通签认手续。

6.7 线路开通后,要尽快清除路肩上和侧沟内的弃碴,未清除之前不得进行下次爆破施工。

6.8 爆破后如发现行车设备受到破坏不能保证安全时,应申请继续封锁区间,立即组织抢修,尽快开通线路。

6.9 凡浓雾、暴风雨雪、雷电恶劣天气和夜间均不得进行爆破作业。

6.10 所有施工人员持证上岗,特别是爆破作业人员必须是经过专业培训、考试合格、有上岗操作证,禁止无证施工。

6.11 爆破人员高空及路堑底部作业时要系安全带、戴安全帽、戴口罩施工,严禁穿拖鞋进入施工现场。