土石方施工爆破技术的实施

 　　爆破是很多大型工程施工中必不可少的施工技术，爆破实施中安全保障至关重要，本文主要探讨土石方施工爆破技术安全防护措施。

　　《工程爆破》(双月刊)1995年创刊，是中国工程爆破协会会刊，由中国工程爆破协会主办，是国家科学技术部批办的全国性科技期刊(季刊)，国内外公开发行。以工程爆破实践及其应用研究为主要报道内容，报道工程爆破界在科研、工程设计、施工管理、安全防护、产品开发及与其相关理论研究等方面的新成果、新动向。

　　爆破所指的是破坏，击破，用炸药摧毁岩石、建筑物等。爆破是利用炸药在空气、水、土石介质或物体中爆炸所产生的压缩、松动、破坏、抛掷及杀伤作用，达到预期目的的一门技术。研究的范围包括：炸药、火具的性质和使用方法，装药(药包)在各种介质中的爆炸作用，装药对目标的接触爆破和非接触爆破，各类爆破作业的组织与实施。

　　新建义乌车站路基位于既有沪昆铁路浙赣线上行线右侧，本工程为路基土石方深孔松动爆破结合浅孔排炮爆破施工，总控爆石方量为448000方。根据现场原地貌及地质情况，义乌车站土石方爆破主要集中在K308+325.1～K308+301.62，K308+811.53～K309+247.62，K309+247.62～K309+678.62共3段既有山体位置，根据3处山体与既有沪昆铁路浙赣线上行线的位置关系制定不同的爆破施工和安全防护方案。

　　一、工程概况

　　1、新建义乌车站路基位于既有沪昆铁路浙赣线上行线右侧，起讫里程为K308+325.1～K309+907(DK110+545.1～DK112+127.00) ,全长1581.9m。施工范围为新建义乌车站站场施工，受影响的主要既有运营铁路设备主要有：(026)#～(078)#既有(6)股道侧，既有接触网立柱及网路，雨棚，以及站内既有铁路右侧梯形排水沟。

　　2、车站区域内表层为第四系全新统素填土(Q4ml)，冲洪积层(Q4al+pl)粉质黏土，(Q3al+pl)细圆砾土，残坡积(Q4el+dl)粉质黏土，下伏基岩为侏罗系上统大爽组(J3d)凝灰质砂岩，根据设计院地质勘探资料揭示，该段开挖范围内地质均为粉质黏土、全风化凝灰质砂岩σ0=150～250Kpa，强风化凝灰质砂岩σ0=250～350,无流砂、暗涌等不良地质存在，地表无河流通过。

　　3、K308+811.53～K309+247.62，地形起伏大，新建线左线线路中心与既有沪昆上行线(6)股道线间距为20～22m不等，为保证既有线路运营及车站人员和旅客人身安全，爆破施工必须在天窗点进行，爆破前应和车站派出所提前联系做好现场安全警戒。为保证爆破顺利进行，在主爆区爆破开挖之前进行小规模的爆破试验，验证爆破参数，通过爆破试验结果摸清岩石性质，单位炸药实际消耗量数值，根据现场观测及爆破震动测试，检验设计爆破参数和防护措施是否产生个别飞石，控制车站既有股道地震波振速，进一步优化和改进爆破参数，把各种爆破有害效应控制在有效范围内，确保万无一失。在试爆参数合理，试爆成果真实可行后，再对主爆区实施正常爆破作业。在天窗爆破后，立即会同工务、电务、供电、维管、义乌车站及车站派出所等设备管理单位现场监督人员对既有通信、信号线缆，接触网支柱、承力索及接触网网路，线路股道、车站站台及站房等设备进行全面检查，以及营业线铁路的沉降观测，确认试爆对其是否有影响。

　　二、施工机具配备和材料计划

　　1、义乌车站路基土石方爆破机具配备表

　　2、材料总需用量计划表

　　3、沿线的南北向公路主要有03省道、机场路等，本工程的原材料及路基土石弃碴可以通过既有陈宅一号隧道及义乌车站提货站附近既有便道及新建、改建的临时便道运输至弃碴场。沿线河流支系丰富、地下水埋深较浅，水质较好，工程用水可采取河中取水、打井取水和铺设供水管路相结合的措施。沿线电力资源丰富，10KV高压电线或交错或平行线路布置，施工用电可就近引入，施工时采用地方电力线路与自发电相结合，拟在DK111+300处配置2台S9-400kvA变压器，施工低压线路由此连接，并配备发电机自发电，满足施工用电需要。

　　三、施工概况

　　1、根据本工程施工特点及设计文件的要求，同时综合 考虑本施工区段土石方调配方案、劳动力配备情况，并结合总工期的要求，本着全面规划、突出重点、均衡施工的原则，科学组织、合理安排。车站路基及路基附属工程从2011年1月15日开工，2011年5月30日完工。

　　2、既有沪昆铁路浙赣线为繁忙运输干线，运行列车间隔时间短，新建义乌车站路基土石方爆破临近营业线，为A级石方爆破工程，施工时必须采取切实有效地防护措施防止飞石等危及既有线路、电气化设备的安全;根据本工程的地形、地质条件和安全要求，决定对该土石方工程实施以深孔松动爆破为主、浅孔排炮与机械修整场地为辅的爆破开挖方案。

　　3、开挖深度在5米以上的地块，采用深孔松动台阶式由上至下分层开挖，每层开挖深度控制在≤12m，采用复式起爆网路，排间单孔微差起爆,而边坡采用光面爆破。在实际施工时，必须控制好每个炮孔的装药量、装药结构、每次起爆的炮孔数、每段起爆药量、孔间微差时间、覆盖、防护等工艺流程的细节。除采用毫秒非电微差单孔起爆技术以外，必要时采用孔内毫秒微差，孔底空腔装药、间隔装药，深孔水压爆破等综合爆破技术和手段，确保既有车站股道、接触网、站房设施、候车室和其他相关设备的绝对安全。

　　4、义乌车站土石方爆破施工主要采用既坡脚槽钢防护排架防护，工作面钢管排架防护，设置效力沟和爆破点爆破覆盖防护四种防护方式，对既有营业线路线路，接触网及地方电线、电缆进行防护，确保既有线行车安全、车站站内结构物、周边民居以及旅客、工作人员等人身安全。在施工以前，离既有沪昆上行线不少于4m，沿线路方向每隔1m预挖一排30cm×20cm孔，其中每隔1米内均匀预挖2个10cm×10cm孔，深度大于1.5m(具体深度按现场实际情况定)，再将长度不小于6m的30型槽钢放入30cm×20cm孔内，长度不小于6m的φ50mm钢管放入10cm×10cm孔内，基坑回填夯实。放入槽钢时应注意底宽垂直面向既有线方向，槽钢与钢管排架向山体坡度为2%。水平及纵向每隔1 m布设φ50钢管。钢管与槽钢焊接连接，钢管与钢管用扣件连接，并用竹排封闭。将φ50mm不小于3m的斜撑钢管与槽钢焊接，钢管与钢管用扣件连接，支撑点至原地貌硬质层以下不小于0.5m。根据地形情况钢管排架采取分层分台阶钢管排架防护，钢管采用φ50mm钢管,立柱高度结合开挖高度来定，但出露地面不得小于2.5m，立杆与立杆间距1m，横杆间距1m，坡面撑杆设在立、横杆相交处，长度根据现场确定，与立杆连接支撑在坡面上。钢管竖、横杆内侧满铺竹排架。钢轨防护排架及钢管防护排架必须在施爆点沿线路方向前后各延伸6m，保证施爆的万无一失。

　　5、一般炮孔采用连续装药方式，对于某些抵抗线变化较大，或岩体差异大等特殊结构的前排炮孔，应根据实际地形间隔装药方式，减弱小抵抗线处药包的线密度。炮孔的堵塞采用钻孔时排出的岩渣，其堵塞长度L=(20～40)d。

　　6、根据本工程的特点，该爆破网路设计采用非电导爆管起爆网路，并采用孔内和孔外延期相结合的延期方式，用起爆器起爆。采用排-排之间，孔-孔之间分别微差起爆技术，深孔以单孔一响的联结形式，本工程使用1～15段以上非电毫秒雷管，孔内采用高段位，孔外采用低段位。为提高准爆性，孔内外采用双发毫秒非电雷管。这种方法综合了排间顺序和斜线起爆的优点，大块率低，可以有效地控制爆破地震波对相邻边坡和附近建筑物的破坏，并减少飞石。当微差时间超过50ms时，爆破能达到最佳效果。本次爆破所选取的微差时间间隔为50～110ms。

　　浅孔爆破采用排间微差起爆技术，浅眼以小于10孔为一排的联结形式，孔内使用10段以上非电毫秒雷管，排间采用3、5、6段雷管接力传爆，以加强岩石的碰撞和挤压，以获得较好的破碎质量，同时减少爆堆宽度，降低地震效应。

　　在拉槽边坡区进行拉槽施工中的光面爆破在主爆完成后进行，在主爆时预留约2m 的光爆层。拉槽爆破深度≥5米时采用深孔松动爆破，根据爆破深度确定各炮孔的深度及炮孔间距、排距和最小抵抗线。

　　结束语：以上为理论与经验结合的计算结果，但在实际施工中，必须根据待爆岩石的物理性质作适当调整。按控制爆破的程序，还应有个少量炮孔试爆环节，主要是摸清该岩石的炸药实际单耗与爆破效果的关系。所以，在第一次爆破时，主要以试炮工作为主，通过爆破震动测试，优化选择合理的爆破参数，再直接进入实施爆破程序。在临近营业线施工，必须保证既有营业线行车安全及人身安全，必须严格按照路局相关规定和要求进行施工，

　　参考文献：

　　[1]客运专线铁路路基工程施工技术指南,TZ212-2005.

　　[2]客运专线铁路路基工程质量验收暂行标准》(铁建设【2005】160号).

　　[3]国家《爆破安全规程》GB6722-2003.

　　[4]铁路工程岩石试验规程,TB10115-98.

《土石方施工爆破技术的实施》

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