紧临既有线石方控制爆破技术及安全防护措施.pdf

第2 8 卷第4 期 爆破 V o l 2 8N o 4 2 0 1 1 年1 2 月 B L A S T I N G D e c ．2 0 1 1 D O I 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 1 1 ．0 4 ．0 2 7 紧临既有线石方控制爆破技术及安全防护措施木 吕小师，孙博 河南理工大学土木工程学院，焦作4 5 4 0 0 0 摘要新建公路、铁路施工与既有线路交叉作业时，其石方爆破作业难度相当大，既要考虑既有线路的安 全。又要保证施工的如期进行，要求采取相应的爆破技术和必要的安全措施。以株六线娄底至大龙段湖南怀 化沙堆道口平交改立交工程为例，介绍了在紧临既有线的复杂条件下所采用的横向台阶爆破施工方法及工 艺流程．并针对该爆破施工过程中的钻孔、参数、堵塞、网路等爆破技术要点以及炮被覆盖、轨道防护、预留隔 墙等安全防护措施作了扼要的阐述。 关键词石方开挖爆破；既有铁路；爆破安全技术； 防护措施 中图分类号x l l 5 ．3 文献标识码A文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 1 0 4 一0 0 9 7 0 4 C o n t r o l l e dB l a s t i n go fR o c kC l o s e dt oE x i s t i n g R a i l w a y sa n dS a f e t yP r e c a u t i o n L VX i a o s h i ，S U NB o S c h o o lo fC i v i lE n g i n e e r i n g ，H e n a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y ，J i a o z u o4 5 4 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t W h e nt h en e wh i g h w a yo rr a i l w a yc o n s t r u c t i o nc r o s s e 8e x i s t i n gr a i l w a y s ，t h eb l a s t i n go fr o c ki sr a t h e r d i f f i c u l t ．I no r d e rt oc o n s i d e rt h es a f e t yo ft h ee x i s t i n gr a i l w a y sa n de n s u l f et h es c h e d u l eo ft h ec o n s t r u c t i o n ，i ti sn e c 。 e s s a r yt ot a k ea p p r o p r i a t eb l a s t i n gt e c h n i q u e sa n dn e c e s s a r ys a f e t ym e a 8 u 1 1 e s ．B a s e do na l le x a m p l eo ft h er e b u i l d i n g o ft h er a i l w a yg r a d ec r o s s i n gt oi n t e r c h a n g ef r o mL o u d iP r e f e c t u r ei nZ h u L i uh i g h w a yt oD a - l o n gs e c t i o no ft h es a n d H u a i h u a ，H u n a nP r o v i n c e ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h eh o r i z o n t a ls t e pb l a s t i n gm e t h o da n dp r o c e s sc l o s e dt ot h ee x i s t i n g l i n e ．w h i c hi sac o m p l e xc o n d i t i o n ，p r o v i d e sab r i e fe l a b o r a t i o no nt h et e c h n i c a lp o i n t si nt h eb l a s t i n gp r o c e s s ，s u c ha s d r i l l i n g ，p a r a m e t e r s ，s t e m m i n ga n dn e t w o r k ，a n de x p l a i n st h es a f e t yp r e c a u t i o n si n c l u d i n gt h eb l a s t i n gc o v e r e d ，t r a c k p r o t e c t i o na n d ． K e yw o r d s r o c ke x c a v a t e db l a s t i n g ；e x i s t i n gr a i l w a y ；b l a s t i n gs a f e t yt e c h n o l o g y ；p r e c a u t i o n 随着国民经济的快速发展，原修建的公路、铁路 的运营能力已不能满足日益高涨的道路运输需求， 而在对现有路网进行改造时经常遇到在既有铁路旁 进行路堑开挖的情况，施工过程不可避免的要遇到 一个难题既不能影响既有线的运营安全，又要保证 收稿日期2 0 1 1 0 5 0 9 作者简介吕小师 】9 7 5 一 ，男，山西省阳城县人，工程师，在读研究 生，土木与建筑工程专业。主要从事工程爆破教学与研究 工作， E - m a i l l v x i a o s h i h p u ．e d u ．c n 。 基金项目国家自然科学基金资助项目 5 0 8 7 4 0 3 9 ；河南省重点攻 关项目 0 9 2 1 0 2 3 1 0 3 1 3 ；河南省教育厅自然科学基金 2 0 1 l A 5 8 0 0 0 3 ；河南理工大学研究生创新基金 c x 一 2 0 1 0 1 0 施工顺利如期完成。这就要求在施工过程中制定并 执行安全、经济、快速的控制爆破技术方案和采取必 要的安全防护措施。 1 工程概况 株六线娄底至大龙段沙堆道口平交改立交工程 位于湖南省道1 8 0 2 线，起讫里程G D K 0 o o o G D K 0 4 5 0 。全长4 5 0m ，从株六铁路K 3 7 1 5 4 0 ．5 沙堆铁路框架桥下穿过，框架桥宽2 5 ．7 6m ，公路与 铁路的斜交角为4 5 。。 该工程石方开挖爆破施工里程为G D K 0 万方数据 爆破2 0 1 1 年1 2 月 0 0 0 一G D K 0 2 5 7 ．7 6 ，爆破挖方量约5 70 0 0m 3 。其 中G D K 0 0 4 5 一G D K 0 1 1 0 为半路堑开挖段，该段 山体横向自然坡度3 0o 一5 0o ，相对高差近5 0m ，山 体上有少量植被，岩石裸露。地下水不发育，无不良 地质现象。待爆山体距既有铁路线最近不足2m ， 施工难度极大。 2 难点分析 既有铁路施工难点主要在于保护线路及行车安 全，要求采取严格的控制爆破技术和可靠的安全防 护措施，同时要搞好爆破施工过程中的安全管理工 作，最终达到既有线行车与施工两不误的目的。 1 爆破要确保铁路运输线路、光纤电缆的安 全，要求现场管理人员对爆破作业安全知识和爆破 施工人员的技术水平以及既有线施工的有关规定要 做到心中有数。 2 施工与运营相互干扰，既有线行车密度大， 行车速度快，公路是省道，行车也较多，施工场地严 重受限。 3 石方爆破紧临既有铁路，作业面与既有线 间距小，加之山体节理裂隙发育，爆破方法和爆破参 数的合理选定是工程的一个技术难点。 4 爆破山体相对高差较大，坡度较陡，岩体中 有孤石和分层，安全防护措施是否合理、有效和可靠 是本工程爆破成功的关键。 ， 5 安全技术措施交底是否全面、具体，安全管 理制度是否贯彻落实，安全检查是否到位，应急处理 措施得当与否是控制工程顺利进行的一个重要环 节⋯。 3 爆破技术措施 3 ．1 总体实施方案 为确保既有线行车安全，施工时首先与相关单 位签订安全协议，请点封锁株六线溆浦新化区 间3 0m i n 进行爆破作业，请点封锁线路后再行起 爆，起爆前1 0r a i n 按规定封锁线路并设置警戒，同 时安设对线路钢轨、轨枕的防护装置；起爆后1 5r a i n 内撤除防护装置、清理可能上道石块，最后用近 5m i n 的时间由机务段现场配合人员检查线路，确认 达到放行列车条件，正式销记开通线路旧1 。 3 ．2 技术方案设计 根据沙堆道口平交改立交工程施工设计图以及 现场实地勘察情况，按照“安全、快速”的石方控制爆 破施工要求和原则，确定沙堆道口平交改立交工程石 方开挖爆破采用横向台阶爆破方法进行施工，具体概 括为“横台阶、密布孔、浅打眼、少装药、严防护”。 1 台阶宽度的选定 台阶宽度 垂直既有线方向 与设计开挖横断 面保持一致，台阶长度 沿既有线方向 选为 3 ～6m ，台阶高度日为2 ．5m 。 2 炮孔参数选择及炮孑L 分布 炮孔参数为H 2 ．5m ，排距b ≤0 ．5 H ，取 b 1 ．2 5m ；等边三角形梅花型布孔，则炮孔间距 口 1 ．1 6 ，取a 1 ．3 8m ；炮孔超深O ．2m ，炮孔深度 L 2 ．7m 。 3 炮孔装药量计算 药量计算公式为 Q q a b h 1 式中口为炮眼间距；b 为炮眼排距；h 为炮孔深度； 9 为单位耗药量，q 值需结合岩石种类和地质结构经 试炮确定。一般地，土岩爆破作业在正式爆破前均 应进行试爆来确定适合现场环境的q 值。 4 单段最大起爆药量 根据爆破安全规程及铁路营业线施工安全 知识手册，可通过下式计算爆破单段最大起爆药量 Q 列 詈 讥 2 式中R 为爆破点距保护铁路的距离；V 为既有铁路 允许安全振动速度；K 为与爆破场地相关系数，取值 1 5 0 ～2 5 0 ；a 为与爆破现场地质条件系数，取值 1 ．3 ～1 ．5 。K 与O t 值均需在现场通过小型爆破试验 回归确定适合本项目的准确的取值∞J 。 3 ．3 施工技术要点 1 钻孔时要由施工负责人统一指挥、统筹安 排，以提高钻孔的速度和准确性，每个孔钻完后都要 及时进行清孔和验孔H J 。 2 选择合适的爆破参数对爆破效果十分重 要，要在综合考虑各方面因素的前提下通过试爆来 确定合理的爆破参数。 3 炮孔装药后的堵塞长度和炮泥质量是杜绝 爆破飞石的有效措施。首先，堵塞长度不得小于炮 孔最小抵抗线，其次，堵塞炮泥要用黏土并捣实。 4 合理的起爆网络和起爆顺序是保证控制爆 破效果的主要技术措施。选择台阶方向背离或平行 既有铁路线的同时，采用毫秒微差爆破网路让偏离 既有线的一侧先爆∞J 。 ， 3 ．4 施工工艺流程 如图l 所示，工程技术人员从爆破设计、施工组 织设计开始参与，爆破施工过程中所包括的主要作 业内容和可能出现的安全问题及对应解决办法等对 所有现场工作人员都要进行技术交底1 。按图1 中 所列的作业程序逐项进行。 万方数据 第2 8 卷第4 期吕小师，孙博紧『临既有线石方控制爆破技术及安全防护措施 9 9 现场勘察 包括地质和环境 I 爆破方案设计及审批l 受方案现场确定、交底及施工组织 上 上 上 国 j 一上 _ L．．L 确确试 组配 准安 定定爆织备备全 台炮确施机施防 阶孔 定 工其工护 高 布 药人设材施 度 置 量员备料工 T _ 一T。一_ 一TT 请点、警戒、起爆 排除危石、撒】j 鲁警戒、销点 I 机械清理 效果分析、资料整理 图1 施工工艺流程图 F i g ．1 } 、 o c e f i 8f l o wd i a g r a mo fc o n s t r a c t i o n 4 安全防护措施 4 ．1 防飞石措施 由于爆破现场地质地形条件及周围环境的复杂 性，即使采用了控制爆破仍有可能产生飞石，为防止 飞石的出现，爆破岩体采用“炮被”覆盖。 “炮被”就是用汽车废旧外胎加工制成的像棉 被一样的覆盖物，即把外胎切成宽2 0c m 、长2m 的 长条，编成长2 ．5m 、宽2m 的长方块，每块1 0 0k g 左右。把炮被盖在爆破岩体表面上，炮被与炮被之 间用铁丝连在一起，如图2 所示⋯。为进一步增加 覆盖重量，可在炮被上压装土编织袋。 图2 炮被覆盖防护 F i g 2P r o t e c t i o no fb l a s t i n gc o v e r e d 4 ．2 钢轨、混凝土枕的防护措施 为防止落石砸坏钢轨及混凝土枕，采用枕木对 爆破段及前后1 0m 范围内的既有线进行保护．将方 木顺线路纵向方向紧贴钢轨，2 根枕木纵向摆在道 心，可防止落石砸坏钢轨和砼枕，如图3 所示‘“。在 请点时铺设，销点时撤除，有时上面可再覆盖彩条布 防止道床污染，爆破后，立即撤去彩条布及防护木枕 和方木。 图3 钢轨、混凝土枕防护示意图 单位I c m F i g ．3 S c h e m a t i cd i a g r a mo fp r o t e c t i o nf o rr a i l a n dc o n c r e t es l e e p e r u n i t c m 4 ．3 预留隔墙 就本工程而言还有一个难点。爆破岩体距离既 有铁路不足2m 距离，但高度却超过铁轨8i n 左右， 此外紧临的3 根电气化支柱上方的既有高压线路也 低于该待爆岩体。针对此实际情况，设计对半路堑 陡坡路段爆破预留2 ．0 ～2 ．5m 隔墙，最后用松动爆 破结合机械破碎单独处理。 实践证明，该方法是安全可靠的。利用此隔墙 改变了爆破最小抵抗线的方向，有效的保护了既有 线的行车安全，同时对其余山体的爆破危石也起到 了很好的隔离防护作用。如图4 所示为施工时的爆 破预留隔墙效果图之一。 图4 预留隔墙爆破效果 F i g ．4 E f f e c t so fb l a s t i n go nr e a e r v e dp a r t i t i o n 5 结语 在近7 个月的爆破施工过程中，所采取的爆破 技术及安全措施有效的控制了飞石、滚石等对既有 线的破坏，保障了既有铁路的正常运营安全。快速、 安全的完成了开挖任务，受到业主、铁路部门、当地 政府及群众的好评，取得了良好的经济效益和社会 效益。 1 近邻既有线施工土石方控制爆破的核心是“安 全”，合理的爆破技术方案和健全的安全防护措施可有 万方数据 1 0 0爆破 2 0 1 1 年1 2 月 效的防止飞石、滚石等的产生，是确保安全的关键。 2 采用废轮胎编制的“炮被”进行岩体覆盖， 施工简便，耐用，而且费用低，效果好；采取的预留隔 墙措施很好的防止了近临部位的爆破危害，有效的 提高了施工效率。 3 爆破作业前针对爆破施工过程中所可能出 现的安全问题及对应解决办法等对所有现场工作人 员都要进行技术交底，大家互相督促和监督，实现了 施工过程中对安全的控制。 参考文献 R e f e r e n c e s [ 1 ] 张万营．浅谈爆破施工过程安全管理[ J ] ．山西建筑， 2 0 0 9 。3 5 1 0 2 2 0 ．2 2 1 ． [ 1 ] Z H A N Gw 舳y i n g ．O ns a f e t ym a n a g e m e n ti nb l a s t i n gc o n s t r u c t i o np r o c e s s [ J ] ．S h a n x iA r c h i t e c t u r e ，2 0 0 9 ，3 5 1 0 2 2 0 ．2 2 1 ． i nC l l i n e s e [ 2 ]肖志强．既有线近距大型爆破安全作业与防护[ J ] ．科 技资讯，2 0L O 3 5 4 6 ．4 7 ． [ 2 ] X I A OZ h i q i a n g ．S a f eo p e r a t i o na n dp r o t e c t i o no fl a r g ee x - p l o s i o nc l o s et oe x i s t i n gr a i l w a y [ J ] ．S c i e n c e ＆T e e h n o l o - g YI n f o r m a t i o n ，2 0 l o 3 5 4 6 4 7 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收录期刊，中国学术期刊综合评价数据库 C A ． J C E D 统计源期刊，中国期刊网全文收录期刊，“万方 数据库”全文收录期刊，中文科技期刊数据库 全文版 收录期刊，中国学术期刊 光盘版 全文收录期刊。 办刊宗旨推广铜工业技术，开展铜技术理论研究， 交流国内成功经验，传递国际铜发展信息。 本刊着重报导铜企业的采矿、选矿、冶金、分析化 一验、材料加工、机电、工业建筑、自动化、节能、环保、企业 管理和资源综合利用等方面的科研成果、学术论文和综 合评述，并侧重报道国内外铜工业生产的建设成就、科 技动态、市场信息、新知识、新技术、新观点等。 请您投稿，请您订阅，请您刊登广告 刊登广告请直接与本编辑部联系。 本刊为双月刊，每年6 期，每本订购价1 5 元，全年 价9 0 元 含邮资 。 本刊征订业务已委托天津联合征订服务部办理，需 订阅铜业工程请直接与该部联系。 天津联合征订服务部联系方式 通信地址天津市卫津南路李七庄邮局9 8 0 1 信箱 邮编3 0 0 3 8 1 办公地址天津市大寺泉集北里别墅1 7 号 邮编3 0 0 3 8 5 电话0 2 2 2 3 9 7 3 3 7 8 ，0 2 2 2 3 9 6 2 4 7 9 传真0 2 2 2 3 9 7 3 3 7 8 网址W W W ．1 h z d ．C O r n E m a i l l h z d p u b l i c ．t p t ．t j ．c n ．w i n s l h z d ．c o r n 铜业工程编辑部联系方式 通信地址江西省贵溪市冶金大道江西铜业集团公司 邮政编码3 3 5 4 2 4 联系电话0 7 0 1 3 7 7 7 1 3 2 E - m a i l t y g c c h i n a j o u m a l ．n e t ．c n 万方数据