公路路基爆破施工技术的探讨
摘要：本文对在公路沿线土石方施工中，爆破施工技术的探讨，有效地保障了施工人身安全和公路运营安全。
关键词：公路沿线；爆破设计；施工控制
1工程概况
工程施工路段的岩性主要为人工填筑土、园砾土、膨胀性泥岩、砾岩。路基土石方44×104m3,其中挖方21×104m3,距既有公路线路两侧115～210m范围、高度为5～13m的挖方地段2处、合计220m长、计12×104m3,属该段的控制工程项目;而且行车施工安全责任大,技术标准要求高,自然环境差，而且施工时间仅有158天时间,工程量大,任务重,工期紧。
2土石方爆破设计
2.1爆破手段
采用深孔梯段微差挤压控制爆破法施工。根据路线距离,分别采用了如下不同的爆破作业方式:
2.1.1爆破作业方式
(1)一般爆破。适用于周围环境空旷、无建筑物等障碍的工点,按减弱抛掷爆破计算孔网参数及单位炸药消耗量。
(2)控制爆破。邻近开挖区有构筑物、电力及通讯线等,爆破要对飞石、滚石及各种有害效应作必要的控制。控制爆破按松动爆破计算孔网参数及单位耗药量,并在其爆区周围及爆体表面作必要的遮挡及覆盖防护。
(3)预裂爆破。为保证开挖边坡的圆直顺度及坡面平整、美观、稳定,拟对部分石质高路堑边坡实施预裂爆破。
2.1.2钻孔机具及火工用品
该段所有爆破作业均采用大型钻机钻眼,并辅以一定数量的7655型风动凿岩机对非预裂爆破的边坡进行修理及处理检底部分进行施工。
炸药采用RJ-2#乳胶炸药或2#岩石硝铵炸药(前者在雨天孔内有水时使用,后者在睛天孔内无水时使用)。雷管采用“第二系列”1-15段非电毫秒雷管,凡是梯段爆破均实施毫秒微差爆破。
2.1.3爆破孔网参数及单位耗药量设计
(1)一般爆破的孔网参数及单位耗药量
钻孔直径、药卷直径的选择:钻孔直径取D=75mm;药卷直径取Dd=70mm(底部),Dc=45mm(柱部)根据以上计算公式可计算出不同梯段高度的孔网参数及单孔装药量,此处,要特别强调的是:钻孔必须打斜眼并严格满足堵塞长度。
(3)预裂爆破的孔网参数及单位耗药量。炮孔直径D与药卷直径d:钻孔直径D=75mm,采用的药卷直径d=D/3=25mm。炮孔间距A=12D(mm)。线装药密度qx:可根据公式计算,亦可根据经验取值0.3
～0.5kg/m,堵塞长度L:取值1.0m。
2.1.4爆破网络联接
本工程爆破网路联接一律采用非电导爆系统,除引爆雷管可使用火雷管外,其它部分严禁使用火雷管,以策安全;联接时主炮孔与预裂孔一起起爆,亦可分开起爆,预裂孔先于主炮孔起爆。联接网路见下图1所示:
2.1.5起爆方式
炮孔组的起爆方式采用“V”型起爆法,使爆堆集中、便于装运,并能削弱端头炮孔夹制力,利于边坡平整,减少超欠挖,如下图2所示:
在特殊情况有建筑物时,爆堆方向必须避开,则采用侧向起爆法,如图3所示。
2.1.6爆破警戒区的确定
按《爆破安全规程》中的有关规定,露天爆破安全距离不得小于200m,按计算的个别飞石安全距离的周边布置警戒线,以确保人员和行车安全。
2.1.7盲炮的预防措施
储存的爆破材料除定期检查外,爆破前进行复查,选用合格的炸药和雷管。购买、使用爆破材料时注意生产日期,有效保质期等,严禁使用过期的废旧火工品。必须仔细进行装药、堵塞、联结工作,注意每一环节,防止出现卡孔、雷管与炸药分离及折断雷管脚线等问题。管药联结时,雷管脚线不要过分拉紧,要保持一定的松驰度,雷管与雷管联结时反向联结。
2.1.8降低大块率的措施
采取斜眼钻孔,由于炮孔倾斜,存在一个向上分力,有利于岩石破碎。多组排炮孔爆破时,增加后段炮孔装药量补充克服前排炮孔压碴带来的能量损失。采用各种微差雷管,并精确计算微差间隔时间,以使岩石在空间得以充分碰撞,达到岩石破碎的目的。采用宽孔距多排微差爆破技术,既能获得理想的爆破块度,又能提供充足的爆破方量。
2.1.9保证石质路堑边坡平整、稳定的措施
钻孔前使预裂部位岩面达到较好平整度,测量精确定线,画出炮孔的位置。
为保证预裂孔的方向及偏角,在预裂孔的两端事先埋置两根3m长的钢管,其方向与坡度经测量精确测定后,在其钢管上下两端各拉一条弦线,并在弦线上按孔位打上标记,固定所有预裂孔的坡度及方向。钻孔机械就位即按上下弦线及标记,调整钻杆精确对位。为保证预裂效果,先进行小规模的试爆,确定合理的间距及装药范围。
2.2爆破施工方法
施工前,先用推土机盘山打道至山顶,从上至下揭去盖山土,形成较大的工作面后,钻机上至平台进行钻孔作业,钻眼深度视其挖深可安排6～9m,其钻眼典型图式如下图4示:
路基石方主体爆破后,边坡及基底部分出现超欠挖现象,对于凸出欠挖部分,辅以手持风钻清除。孤石爆破均随主爆破进行,减少了爆破次数。
3爆破施工
根据施工组织设计中土石方的调配方案,先组织路堑利用土石方的开挖,然后再进行其它段落施工。挖方均为泥岩时,利用在距路堤基面2.5m以下部位。初步拟定:距离既有线规定范围以内地段石方爆破施工采用临线公路运营安全范围内设钢管排架栅栏防护、采取浅孔松动控制爆破作业。严格按设计方案实施,确保了既有公路线运营安全。其实施方案如下:
准确测放开挖线,避免超、欠挖。开挖过程中,随时检查坡面坡度,并随时分台阶清刷边坡,确保开挖断面和坡度符合设计、规范要求。靠近公路的路堑土石方施工,必须设专人防护,严格按批复后的设计方案实施,杜绝各类影响运营线的行车安全、施工人员人身安全的发生。
路堑石方需实施爆破开挖的地段,安全威胁大。在既有公路沿线旁石方爆破开挖,在距既有线路基外缘向外50m以内,采取石方控制爆破施工技术,即采用浅眼(低台阶)松动微差控制爆破设计方案进行施工;施工中以“浅眼、密眼、少药、间隔装药、松动微差爆破”为主要技术控制标准。并报请建设指挥部、监理工程师审批。严格按批复的爆破设计图施工,装药前对炮孔进行检查。若与设计有误,及时调整参数和装药量,切实做到安全、无飞石,确保爆破效果。同时对既有线采取钢管排架挂网防护。
4爆破作业安全保障体系
4.1组织保障
成立爆破作业施工安全领导小组,由行政第一负责人任组长,主管生产的领导任副组长,工程科、安全质量科、材料厂、机电设备科、公安等部门负责人为成员。将审批的爆破作业方案报有关部门审批,以监督实施。领导小组负责组织实施爆破作业。每个爆破作业点指定爆破负责人,负责工点爆破作业的组织、指挥。
4.2严格员工持证上岗制
担任施工爆破作业的现场指挥员和操作员必须是正式路工,并经过培训且取得合格证的人员,工点爆破负责人和具体爆破作业人员必须持证上岗。对驻站联络员、工地防护员、工地电话员、爆破员、通讯工选派正式路工担任并进行培训,考试合格后持证上岗。
4.3坚持“先护、后爆”
本着“先防护、后爆破”的原则,在起爆之前对公路沿线、通讯设施、等进行了有效的防护,确认防护人员、驻站联络员、电话员、爆破人员均按各自的职责坚守岗位。
4.5爆破作业施工程序
施工点接到命令后,立即按批准的实施性爆破设计进行施工防护和警戒,同时检查起爆线路。确认防护无误,且人、畜全部撤离200m以外后,联结起爆源,进行起爆。炮响后2分钟,爆破人员进入爆破区,检查有无瞎炮、危石、落石,并进行处理。爆破后必须清理危及安全的危石,确保消除安全隐患。
5实施效果
(1)工期目标:按照建设单位的要求,通过全体参战员工的共同努力,实现了按时拨接目标以及工程最终交付营运的目标。
(2)质量目标:杜绝了质量事故的发生,工程质量合格率100%,工程优良率达95%以上。兑现了合同质量目标。
(3)安全目标:杜绝了重大以上的安全及责任事故,杜绝了行车安全事故,确保了施工人员、运营安全。
