摘要:在路基及隧道施工过程中,为了更好地保护山体和隧道边坡及开挖面,特进行明山石方及隧道光面爆破讨论和爆破设计分析。 
关键词:爆破 参数 设计 
   
  一、爆破施工顺序: 
  根据路堑挖深不同分别采用深孔爆破和浅孔爆破,挖深小于5米时用浅孔爆破,挖深大于5米时用深孔从上而下分级爆破,每开挖一级及时进行防护及加固。 
  二、光面爆破参数设计 
  1、参数设计部分 
  光面爆破(SB)设计的主要参数有钻孔直径D、装药直径d、周边眼间距E、线装药集中度q、最小抵抗线w和周边眼相对距(周边钻孔密集系)E/w。 
  其中,钻孔直径D由钻机类型选定;炮孔间距E=(10~16.5)D(mm);装药直径d根据不偶合系数确定;周边钻孔密集系数m=E/w≤0.8;最小抵抗线w=E/0.8(mm);线装药集中度q(可用工程类比法或通过实地爆破漏斗实验获得)。 
  2、光面爆破器材 
  光面爆破宜使用小直径炸药(以减少线装药密度),如使用轻型钻机的炮孔直径(D)为 Ф38~45mm,则炸药直径(d)宜选择在Ф20~30mm之间。光面爆破炸药宜选用低密度、低猛度、低爆速,高爆力、传爆性好的炸药。 
  目前国内光面爆破用的雷管,有第一系列的毫秒延期电雷管和非电毫秒延期导爆管雷管(有15~30个段)供选用,考虑到误差的影响,一般要跳段使用。一方面要尽可能使周边炮孔达到起爆同时性,另则也要尽可减少单段雷管用药量以获减振目的。光面爆破为减少线装药密度,一般要借助导爆索来实现空气间隔的装药和达沿孔深爆压均衡目的。 
  3、装药结构 
  为减弱炸药爆炸能量对炮孔岩壁的破坏,光面爆破时须利用炮孔和装药直径之间不偶合作用系数,其值可据地质状况在k=D/d=1.25~2.25间选用。 
  当采用空气间隔时,装药结构如图。 
  4、放线布孔 
  隧道光面爆破施工质量的好坏,放线布孔的精度是首位的。布孔的方法有“五寸台阶法”或“幻灯布孔法”等。隧道开挖后的轮廓成型率,与施工中线及水平的放线误差及钻孔布点正确与否密切相关。 
  5、钻孔工艺 
  钻孔的质量,从工艺上要做到准、平、齐、直。准,就是要定位准确,钻头开孔误差必须要据钻孔深度限定开孔误差值;平,就是孔与孔之间要保持平行,这样才能保证不会改变孔底的抵抗线;所谓齐,就是要使孔底落在一个断面上,使爆破后的掌子面平整,它是提高炮孔利用率的重要参数;直,就是钻出来的炮孔是直孔而不是曲孔。产生曲孔的原因有钻机在钻孔过程的角度、水平及加压力度不稳定等因素所致。 
  三、浅孔爆破设计 
  1、主爆区爆破设计: 
  1)、自由面及最小抵抗线的选择:陡坡或半挖半填段,一般以横向作为爆破方向,为防止爆破滚石影响周围环境,一般采用松动或加强松动爆破。陡坡或半挖半填段下为居民区时,除了检算地震效应外,还应采取防护措施,保证居民安全。全路堑地段,一般以线路方向做为最小抵抗线方向。 
  浅孔爆破采用小型凿岩机钻孔,炮孔直径38~50�,孔深2~4米,根据开挖深度分一个或两个台阶进行爆破,边坡采用预裂爆破。炮孔方向:中间主炮孔取垂直孔,边坡预裂孔与边坡坡率相同。 
  2)、主爆区爆破参数初步设计 
  以炮孔深度H=3m、次坚石为例设计,底板抵抗线W=1.1m、超钻深度h=(0.1~0.33) Wp=0.2m、炮孔间距a=(1.0~1.5)Wp=1.4m、炮孔排距b=(0.9~1.0)a=1.2m、单位用药量(软石为0.4、次坚石为0.45、坚石为0.5)取q=0.45kg/m3,则前排炮孔单孔用药量Q=qWpaH=0.45×1.1×1.4×3=2.08kg,取为Q=2 kg后排炮孔单孔用药量Q=(1.15~1.3)qwpbH=1.2×0.45×1.1×1.2×3=2.14kg, 
  3)、预裂孔的爆破参数初步设计 
  如果岩石整体强度不高,在爆破后为了保持预想的边坡线形,必须采用预裂爆破。钻孔间距取a=0.4m、孔深H=3.2×1.12(按1:0.5边坡率计)=3.6m、线装药密度q’=155~215g/m取q’=180g/m,则预裂孔的单孔装药量Q=180×3.6=648g,取Q=600g,即为袋装2#岩石炸药3条(每袋2kg/10条)。 
  预裂孔的堵塞长度取为1米(0.8~1.3m)。预裂孔内采用分散不藕合装药,具体方法是将以上3条炸药分别绑扎于长2.4米、有一定强度的竹签两端和中间上,每条炸药各插入一个毫秒雷管(或用导爆索连接)。装药时仔细地牵住雷管线,将绑有炸药的竹签缓慢放入孔底,在竹签顶端塞入20cm水泥纸,再在水泥纸上面填入约1米粘土堵塞并夯实。 
  浅孔爆破使用毫秒雷管起爆,利用火雷管引爆,如果爆破数量较少,非电雷管可在孔内分段,孔外采用即发雷管引爆,如果爆破数量较大,在会出现雷管段数不够的现象,则在孔内采用同段的即发雷管,在孔外采用分段雷管连接起爆。爆破时各排按从前到后的顺序起爆。如果对连线起爆不太清楚,则可及时与技术人员联系,在现场共同解决。 
  四、深孔爆破设计 
  本段深孔爆破采用微差挤压梯段爆破。采用潜孔钻机钻孔,钻头直径为90~150mm,成孔直径为100~160mm,孔深5~10米,路堑挖深大于10米时分层开挖,边坡采用预裂爆破或光面爆破。路堑挖深较大边坡设置变坡时,在变坡点高度处分层。除预裂孔和光面孔按坡面坡率钻孔外,其余中间主爆孔均为垂直孔。 
   1、主爆孔爆破参数设计 
  以梯段高度H=6米、次坚石为例初步设计如下: 
  取底板抵抗线Wp=3.2米,超钻深度h=μWp=(0.15~0.25)×3m,取h=0.6米,则孔深为6.6米,炮孔间距a=0.7 Wp~1.3 Wp=3米,炮孔排距b=0.8 Wp~1.0 Wp=2.5米,取单位耗药量q=o.43/m3,则每孔装药量Q=q WpaH=0.43×3.2×3×6=24.7kg,取为Q=24kg,采用袋装乳胶炸药,每箱24kg/12条,每条2kg,长度为40cm,直径80cm,装孔后长度会压缩,故炮孔堵塞长度Ld在2米以上。 
  临近边坡的主爆孔孔底距边坡的保护层厚度为 1.5米。 
  五、浅孔、深孔工艺流程图 
  六、技术要求与标准 
  1、准确爆破,达到预期的爆破形状和数量。 
  2、确保基床、边坡和堑顶山体稳定、不受破坏。爆出的坡面平顺,底板平整、无根坎。 
  3、确保现场及附近人员、设备、建筑物的安全,控制爆破飞石、爆破冲击波,杜绝爆破飞石、爆破冲击波造成人身财产安全。公路边爆破作业,设置防护和警戒人员,爆破后及时清理,保证车辆、行人安全畅通。 
  4、浅孔、深孔爆破均保证岩石块度适合机械铲挖、装运,作为路基填料符合规范要求,大块率控制在8%以下。 
  5、预裂爆破和光面爆破保证坡面平顺整齐,坡面局部凹凸差不大于15cm,边坡上留明显的半个炮孔痕迹,总长度不小于钻孔总长的70%,且炮孔附近围岩无明显裂碎。 
  6、公路边爆破作业,设置防护和警戒人员,爆破后及时清理,保证车辆行人安全。 
  七、技术措施 
  1、通过试爆精选爆破参数,根据每次爆破的特点不断优化,提高爆破效率。 
  2、准确布孔,浅孔爆破、深孔爆破均采用梅花形布孔,所有孔位准确测定,保证岩石块度的均匀性,保证边坡位置准确。 
  3、浅孔爆破钻孔采用托架支撑风钻,并用测尺测定钻孔角度,保证钻孔定位和钻孔角度准确。 
  4、预裂孔和光爆孔均采用测尺控制钻孔角度,确保爆后坡面平顺。 
  5、炮孔钻好后用水泥纸或稻草堵住孔口,防止因机械和人员活动导致钻碴落入钻好的炮孔内。 
  6、起爆网络采用宽孔距爆破技术,即按孔距和排距比为2~5的原则选择起爆联线,以减少爆破大块率。 
  7、采用孔底起爆技术,即选择较长的雷管脚线将起爆雷管安放在距孔底较近的位置,减少爆破残药的可能性。 
  参考文献 
   《铁路隧道钻爆法施工技术要点手册》 中国铁道出版社2010年.北京