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第34卷 第2期 2017年6月 爆 破 BLASTING Vol. 34 No. 2 Jun. 2017 doi10. 3963/ j. issn. 1001 -487X. 2017. 02. 011 暨有高速公路互通半路堑爆破开挖工法研究 王守伟 1, 唐家明2, 徐 进 3, 石 峰 2 (1.重庆市公安局, 重庆404100;2.重庆市万州区天城爆破公司, 重庆404000;3.重庆市交通大学, 重庆400074) 摘 要 为修建重庆酉阳至贵州沿河高速公路一标段酉阳互通工程匝道, 对与之相连接的已通车的G65 高速公路两处高边坡采取了综合控制爆破技术措施进行开挖, 爆破开挖的边坡高出G65高速路面的最大高 度为53. 8 m。为确保G65高速的行车安全, 采取了G65高速半幅双向限速通行、 在另半幅行车道内从边坡 脚往外依次采取砂垫层、 挡石墙、 沙袋墙、 钢管竹排架等预防飞石、 滚石的防护措施; 通过预裂、 深孔加浅孔台 阶松动综合爆破技术措施优化爆破参数。最好边坡残孔率95%以上、 边坡不平整度小于15 cm; 爆破飞石得 到良好控制, 确保了通行安全。 关键词 高速公路;半路堑拓宽;控制爆破;安全防护 中图分类号 TD235. 3 文献标识码 A 文章编号 1001 -487X(2017)02 -0060 -03 Study on Blasting Excavation Method for Half Cutting of Existing Highway WANG Shouwei 1, TANG Jiaming2,XU Jin3,SHI Feng2 (1. Chongqing Public Security Bureau,Chongqing 404100,China; 2. Chongqing City Wanzhou District Blasting Company,Chongqing 404000,China; 3. Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China) Abstract For the construction of Chongqing Youyang to Guizhou expressway along the river section of Youyang interchange project,the controlled blasting technology was applied to excavate two high slopes connected with the o pening of G65 high speed. The slope is 53. 8 m higher than the maximum height of G65 highway. In order to ensure the safety of G65 running,the scheme of half speed access on half lane was performed,and the sand cushion was taken on the other half lane from the foot slope to the outside. The steel frame and raft sandbags were used to prevent rock flying and stone rolling. Meanwhile,the deep hole presplitting and shallow hole bench loosening blasting were applied and the blasting parameter got optimized. Good blasting effect was obtained,as slope residual hole rate above 95% and the slope roughness less than 15 cm. Results show the flying rock got controlled well and made no influence on traffic safety. Key words highway;half graben widening;controlled blasting;security protection 收稿日期2017 -01 -18 作者简介王守伟(1968 -) , 男, 重庆市公安局高级工程师, 主要从 事爆破安全技术管理工作, (Email)wujingui1985@ 126. com。 由于高速公路建设时间的不同, 后建高速公路与 先建高速公路的互通建设必将成为一个新的难题。 因为, 后建高速公路的互通匝道必然要对既有高速公 路的路面进行拓宽, 这对于山区高速公路路面拓宽 ( 特别是岩石高边坡的路面拓宽) 会带来一系列的技 术、 安全问题[ 14]。飞石、 滚石对既有高速公路行驶车 辆的影响是路面拓宽岩石爆破的首要安全问题; 其 次, 高边坡开挖保护、 爆破振动、 岩石爆破块度控制等 问题是对工程成本、 工程工期的控制关键[ 57]。 以重庆酉阳至贵州沿河高速公路一标段酉阳互 万方数据 通工程背景, 并借鉴了同类工程施工成功经验。 1 工程概况 重庆酉阳至贵州沿河高速公路一标段酉阳互通 工程, 为酉沿高速一标的控制性工程。该工程为半 路暂开挖, 根据设计及原计划该处高速路50 m范围 用机械凿打, 由于受到地质环境和条件的限制, 减小 对既有高速运行的影响及保证施工工期, 设计更改 为爆破施工, 爆破区域与既有高速位置关系如图1 所示。该互通有两个施工区域1#施工区D匝道路 基, 起点桩号DK0 +118. 127 m至DK0 +468. 821 m, 挖方边坡最大高度53. 80 m,爆破方量约9. 0 104m3,2 #爆区E匝道路基,起点桩号EK0 + 246. 652 m至EK0 + 513. 271 m,爆破最大高度 26. 3 m, 爆破方量约6. 0 104m3。岩石为弱风化灰 岩, 硬度系数f =8 ~10, 见图1所示。 图1 爆破周边环境状况 Fig. 1 Environment condition of blasting 2 爆破方案 本次爆破具有岩石开挖边坡较高, 最高处相对 既有高速路面58 m, 高边坡爆破开挖保护是关键因 素之一。其次是紧邻既有高速公路, 岩石爆破飞石 和滚石对既有公路路面和车辆的影响较大。 根据上述土石方特点及周围环境状况, 本次土 石方爆破总体方案采用深孔加浅孔梯段爆破, 至上 而下、 分层开挖、 微差松动爆破, 在设计边坡轮廓线 进行预裂爆破。既有高速公路采用半幅通行, 地面 铺设砂垫层和搭设拦石墙, 爆破瞬间临时中断交通。 3 方案设计 3. 1 拦石墙和砂垫层 由于施工期间高速公路照常运营通车, 为保证 施工期间的安全, 在行车道搭建围栏、 悬挂警示标 志、 绕行标志, 引导车辆慢速行驶。同时在围栏内用 沙袋作23 m的挡渣坡, 并根据文献[8]研究计算公 式, 以最大岩石块径1 m计算, 按最不利自由落体考 虑, 对地面和墙体冲击破坏的安全尺寸为4 m, 地面 缓冲层1. 5 m, 根据此计算设置拦石墙和砂垫层。 具体尺寸及位置关系见图2所示。 3. 2 爆破方案及参数 主体深孔及浅孔控制爆破, 爆破时采用正常药 量60% ~ 80%的松动控制爆破。采用普通毫秒电 雷管自上而下台阶、 分区进行爆破, 爆破方向平行高 速路方向。采用连续柱状正向装药, 每个炮孔按照 起爆顺序的要求装一发毫秒延时电雷管, 起爆药包 置于炮孔的中下部。炮孔装药后, 剩余空孔段用粘 土或粘土拌钻屑密实堵塞。联系方式为串联, 起爆 方式用MFB500型起爆器一次性起爆。 图2 爆破防护及爆破区域位置示意图( 单位m) Fig. 2 Schematic diagram of the location of blasting protection and blasting area(unitm) 16第34卷 第2期 王守伟, 唐家明, 徐 进, 等 暨有高速公路互通半路堑爆破开挖工法研究 万方数据 3. 2. 1 微差松动控制爆破参数设计 对爆破深度小于3 m区域, 采用浅孔微差松动 爆破法。炸药均为二号岩石乳化炸药, 根据施工现 场岩石硬度情况及安全控制要求, 浅孔炸药单耗为 0. 30 kg/ m3。孔径为38 ~42 mm, 孔深超深0. 3 m, 炮孔间距为1. 3 m, 炮孔排距0. 9 m, 炮孔倾角为 80 ~90, 其孔网参数参见表1。 表1 浅孔微差松动爆破孔网参数 Table 1 Hole net parameter of shallow hole millisecond loose blasting 台阶 高度/ m 炮孔 深度/ m 装药 高度/ m 堵塞 高度/ m 每孔装 药量/ kg 实际每孔 装药量/ kg 2. 002. 301. 600. 700. 700. 60 2. 502. 801. 900. 900. 880. 70 3. 003. 302. 201. 101. 050. 85 对爆破深度大于5 m采用深孔微差松动爆破, 炸药单耗均控制到0. 40 kg/ m3。孔径为90 mm, 孔 深超挖均为0. 5 m, 炮孔间距为3. 5 m, 炮孔排距 2. 5 m, 炮孔倾角为80 ~ 90。梅花形布孔均为连 续装药, 其孔网参数见表2。 表2 深孔微差松动爆破孔网参数 Table 2 Hole net parameter of deep hole millisecond loose blasting 台阶 高度/ m 炮孔 深度/ m 装药 高度/ m 堵塞 高度/ m 每孔装 药量/ kg 实际每孔 装药量/ kg 5. 05. 53. 52. 010. 50 ~14. 0012. 0 6. 06. 54. 12. 412. 60 ~16. 8014. 0 3. 2. 2 预裂爆破参数 为了使预裂爆破达到良好的效果, 需要正确地 选定预裂爆破的参数。由于影响预裂爆破参数的因 素较多且复杂, 如 装药密度、 钻孔间距、 地质条件 等, 目前还难于用理论公式来全部概括。国内在预 裂爆破施工过程中总结出许多线装药密度经验公 式。比如说,用于深孔爆破线装密度公式Q线= 0. 042[σ压] 0. 5[ α] 0. 6, 式中 Q线为炮孔线装药密 度,kg/ m;σ压为岩石极限抗压强度,MPa;α为炮孔 间距,m。本工程保证预留永久边坡岩体的平整及 整体稳定性, 且避免超、 欠挖, 提高工程质量和效率, 节约成本, 爆破参数如见表3。 4 爆破效果 每天上午11∶ 00 ~ 12∶ 00, 下午5∶ 00 ~ 5∶ 00两 个时间段集中爆破, 爆破时临时中断交通, 四周警 戒, 每次爆破规模控制在50个炮孔左右, 炸声沉闷, 最大个别飞石在60 m范围内, 最大块度没有超过 1 m, 少量滚石塌落在地面上由于地面砂垫层作用, 没有越过拦石墙对既有公路造成影响。 表3 预裂爆破参数 Table 3 Parameters of pre splitting blasting 炮孔直径/ mm 炮孔 间距/ m 单孔装药线 密度/(g. m -1) 与主爆孔 起爆时/ ms 备注 100. 00 1. 00 ~ 1. 20 200. 00 ~ 300. 00 75. 00 底部40. 00 cm 加强装药 40. 00 0. 40 ~ 0. 60 200. 00 ~ 300. 00 75. 00 底部40. 00 cm 加强装药 永久边坡采用预裂爆破保护措施, 残孔率95% 以上, 不平整度小于15 cm, 满足设计要求, 开挖的 永久边坡效果见图3所示。 图3 开挖的永久边坡效果图 Fig. 3 Effect diagram of permanent slope 5 结论 对于在既有公路这种复杂环境下修建高速互通 工程, 通过优化控制爆破方向、 爆破参数, 加强安全 警戒和防护, 对边坡轮廓线采用预裂爆破等控制措 施, 成功地完成这种复杂环境下的土石方开挖工程。 比采用机械方法提前15个月工期, 且整个施工阶段 无安全事故发生, 提高了工程的质量, 节约了施工成 本。这充分证明该方案切实可行, 且行之有效。 参考文献(References) [1] 李洪伟, 邓 军, 颜事龙, 等.复杂环境下楼房深基坑 岩石控制爆破安全技术[J].爆破,2016,33(2) 8386. 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