晋焦高速公路路堑开挖大爆破.pdf

第 “ 卷第 期 ““ 年 月 爆破 “ ’,.9 6,/ /*332 “ 69,, ,’A,B 5CD,8 ’-, E’C-,，1;9F;9 ““， 69;） A3./29.GFF,C H9-’HA9F ;8’AI,8 I’ C,;J, ’’, -’9IC’,8 K;I9F 9 I6, ,L-;M;I’9 ’ -6;D 9’I-6 K;I9F N,;’9;KO -6’’9F K;I9F AC’FC;D ;98 8,F99F K;I9F 9,IP’CQ 9 -’DA-;I,8 F,’’F-; -’98I’9 ;C, ;8’AI,8 9 I6, K;I9F 26,C,’C, I6, ,,-IM,9, ;98 ;,IO ’ I6, K;I9F ;C, -’9IC’,8 ,,-IM,O B* ,/13-6;D；-6;DK,C -’9IC’,8 K;I9F；K;I9F AC’FC;D；K;I9F 9,IP’CQ 收稿日期 ““ . “0 . R 作者简介 王剑武 （4RR . ） ， 男； 襄樊 中国人民武装警察部队黄金技 术学校高级工程师 工程概况 晋焦高速公路是由晋城市至焦作市一段待建的 省级公路。在铁 局承建的一段施工段上， 约有R 万 D的山体位于路基范围内需爆破开挖， 山体要开 挖的部分沿路基中线东西方向长约 0“ D， 需要爆 破开挖的约 “ D。由于山体东西及南北方向跨度 都比较大， 开挖最大高程 4/ D， 因此需做阶段性 分层爆破。首先进行山体东西两翼各 “ D 长的开 挖， 最后进行中间区段 R“ D 长的分层开挖。本工程 只进行了东向 “ D 的切槽开挖。 经现场勘察及从收集到的路基设计的地质、 地 形等资料， 发现山体坡度东西约 “ S 3“T， 南北向约 S 3T， 覆盖层厚度约 D， 大部分基岩裸露于地表。 岩石为中等硬度的灰岩 （ , - R S /） ， 近水平产状， 裂 隙发育， 风化程度较高。距路基北向约 ““ D 处为 一小村庄， 大部分为砖砌结构住房； 东北向约 “ D 落差的山脚下、 距路基约 “ D 水平距离处为甲方 工程指挥部， 其附近有一小加油站； 其余方向无特别 要防护的重要建筑物。 爆破技术要求为 ） 爆破作业不得影响到工程指挥部和加油站， 个别飞石不得进入 ““ D 处的民房区； ） 爆破后须形成较稳定的路堑边坡， 路基不能 残留岩坎， 为以后边坡光面爆破修整成 U“3 的坡 面、 3 D 净宽路面、 标高 R303“ D 的路基打下基础； ） 爆破后岩石块度大于 03 -D 的不得超过 “V， 以便于机械清基。 爆破方案 根据爆区周围环境及技术要求， 经综合考虑爆 万方数据 破效果、 工期和成本等因素， 采用条形药室和部分方 形药室进行松动爆破。预留边坡保护层， 以较大的 不耦合比、 多药室、 少装药、 毫秒延时起爆以控制破 坏的程度和范围。 爆破方案 ［“ ］ “药包间距 “ ； “（“ ’ ） ’ 式中 为药包间距系数， 对松动爆破 “ ’ “’ ’； 为平均最小抵抗线； “ ， ’为相邻两药包平 均最小抵抗线。 ’药包压缩圈半径及边坡保护层 对集中药包*“ ’’ * “ ； 对条形药包 *“ ’, “ 式中 *为压缩圈半径， -； * 为药室装药量， ./； 为条形药室延米装药量， 01-； “为炸药密度， 01-， 一般取““ ’ ’,； 为压缩系数， 取 “ “。 预留边坡保护层“ * ’2,， , 为药室宽度 （-） 。 单位炸药消耗量 据现场勘察及有关地质资料， 参阅国内外硐室 大爆破的经验数据， 本次爆破单位炸药消耗量定 为 -标3 “’./1-。 4药室布置 根据路基中线纵断面图及每隔 , - 的横断面图 合理布置药室。为了加快施工进度， 沿路堑路基两 侧分别布置两条平硐， 硐底标高与设计路基标高一 致， 方向与路基中线方向相同， 两平硐室间距 ’ -， 并于每硐中按照设计， 间隔一定距离掘进横硐， 在横 硐内布置药室。靠山体边缘布置 个集中药室 （. “ 、 . , 、 . ） ， 其余均为条形药室。 条形药室内炸药 放置于靠路基中线一侧， 以减弱对边坡的破坏程度， 条形药室装药时不耦合比控制为 , “， 最小抵抗 线 与埋深/ 的比值控制在 / “ ’2 ’5， 并 按下式求算出药包上破裂半径， 以求得 6 、 4 6 、 6、 5 6 药室的最小抵抗线 及上破裂范围 0“ 、 0 ’ （如 图 “、 图 ’、 图 、 图 4 所示） 。 0““ “ 1’ ； 0 ’ “ “ ’ （ “ 1 ’ “ 1’ ） 图 “ 7“, 8 “4 路基边坡、 导硐 布置断面图 （单位 -） 图 ’ 药室布置示意图 （9 为药室） 图 路基纵断图及左导硐内药 室布置示意图 式中 为崩塌范围系数， 取“ ,； 1 为爆破作用指 数， 取 1 “ ’； 为药包最小抵抗线， -。 原设计左右两导硐内的药室均匀布置， 但在导 硐掘进过程中发现一软弱泥砂土夹层 （如图 ’ 所 示） ， 左边距硐口 “, -， 右边距硐口 “2 -， 厚度约 -， 为此将右导硐内 92 药室向后移动 ’ -， 以防 止在爆破时， 高温高压气体从夹层中泄溢， 造成冲天 炮， 产生大量飞石的危害。在进行爆破参数时， 参照 左导硐推导。 ,装药量 条形药包装药量 “ 2-’（’4 ’1） ； 集中 药包装药量 * “ 2-（’4 ’1） 对于条形药包 * “ 3。 式中3 为条形药包长度， -； 为药室单位米装药 量， ./1-； 2 为炸药换算系数， ’ 6 岩石炸药为 “’； - 为药包间距系数， 对松动爆破 - “ ’ “’’； 为 “第 ’ 卷第 4 期王剑武晋焦高速公路路堑开挖大爆破 万方数据 药包最小抵抗线， 。 导硐采用拱形断面 （“ “ ） ， 左导硐内 设计 个药室， 右导硐内设计 ’ 个药室， 导硐与药室 之间有横硐相连， 横硐掘进长度为 ， 条形药室长 度为 。各药室装药量计算结果见表 “。 ’起爆网路 为保证爆破能够准确可靠地起爆， 设计采用导 爆索和导爆管非电联合起爆网路， 采用 * 套相互独 立的双起爆双作用的非电起爆网路， 即在每个药室 中部设一起爆体， 起爆体内安设 * 组非电塑料导爆 管， 并在药室中部布设 * 条导爆索束，起爆体中一 组非电导爆管直接置于起爆药内， 另一组与药包内 的导爆索束相连， 支路传爆导爆索分别相互连接， 接 于支路同平硐相连控制时差的非电导爆管上， 各非 电导爆管同主平硐内的传爆导爆索相连。左右两平 硐的导爆索束于硐外相连于起爆站， 用电雷管起爆。 为尽可能减弱爆破对周围环境的影响， 硐室内的药 包共分 * 个起爆时段， 时差为 * , （见表 “） 。 表 药室爆破参数情况表 药室号起爆顺序 “ “ “-.“’ “/ ’总“/ ““0*“ *““**0“1’0 “0*1’ “0*“ ““0“1*“““ *1000“ ’*“*0““00“ 0*0’* 1*“0*0“’“ ’ * *0 ’ * ’10 ’ * 1 装药与堵塞 “条形药室装药 条形药室按设计及调整后的每米装药量 （视平 硐开挖后具体情况进行适当的炸药调整） ， 整齐均匀 堆放于远离路堑边坡的一侧， 在设计装起爆体的位 置周围装散装 * 2岩石炸药， 装药断面中央压 * 束导 爆索， 导爆索上下均匀堆放炸药。 *堵塞 利用硐室开挖出的岩渣及附近的砂土， 将岩渣 和砂土混合后装入编织袋内， 从里向外堵塞， 先堵 “ 袋装混土， 再堵 “ 散渣， 如此循往复， 整齐密实 堆放， 直至达到设计的堵塞长度。横硐全部堵塞， 主 平硐与横硐 “ 3 ” 字交叉处， 向前向后各堵 ， 接近 主平硐口的 “ 、 药室向后堵 ， 向前堵至硐口。 堵塞时， 所有起爆线路全部用硬塑料管进行保护。 主要经济技术指标 * 2岩石炸药用量为 1 /， 爆破方量约为 * 万 ， 巷道掘进长度 “ ， 堵塞总长度 * ， 药 室工作量 “ ， 最大药包抵抗线 “* ， 最小药包 抵抗线 ， 平均炸药单耗 *1 -.4， 最大段药量 ’10 /。 爆破安全测算 “地震安全距离 地震安全距离 * ’““（, “ -） ““ 式中 为爆破地震安全距离， ； ’ 为最大响药量， -.； , 为与爆破地形及地质条件有关的系数， 根据其 它工程队的情况并结合以往的经验取 , * “； 为 衰减指数， 取* “； . 为建筑物的允许震速， 54,。 根据 大爆破安全规程（67“’181*） 中的有关 规定， 爆区的工程指挥部房屋及加油站的 -许 * 54,， 将 ’ * ’10 / 代入上式， 可求得 * “ 。 另外， 由于为条形药室松动爆破， 采用较大不耦 合比， 预计比同等药量的集中药包震强减少 *9， 又爆源比临近的指挥部高约 ， 预计震强可再减 少 9， 此外， 岩石水平裂隙发育， 又可降低约 “9， 因此实际的震动安全距离大约为 , 1 。 而指挥部距爆源 ““ ， 故不会对其造成破坏。 实爆 *爆破* 年 “* 月 万方数据 结果也证明了这种推断是正确的、 科学的。 “个别飞石的安全距离 个别飞石的安全距离“ ’’ 式中为个别飞石的安全距离， ； 为爆破作用 指数， “ ； ’为最大的最小抵抗线， ’“ * ； ’为安全系数， 取 *。 计算得 “ ,*- ， 根据周围环境实际情 况， 个别飞石最远距离不会进入小村庄。 为确保安 全， 根据 大爆破安全规程 ， 警戒线定为正东 （正前 方） . ； 侧面 , ； 后方 / 。 爆破效果及其分析 “*爆破效果 起爆数秒后， 听到一声闷响， 随后左导硐内堵塞 物向外冲出约 *. 左右； 接着整个爆区山体向上 隆起约 ， 尔后沿山坡向路基正前方塌落， 大约持 续 * 01。待塌落平息后， 对爆区观察发现 路基后 向及右侧爆破漏斗边界成一条很好的直线， 效果很 好， 左侧部分地段超挖量稍大， 基本上为一直线。爆 区内有 * /以上的大孤石 - 块， 其余破碎效果尚 好。 “原因分析 左导硐内堵塞物向外冲出， 主要是由于工程监 督不力、 硐室堵塞不严造成。爆区左侧部分地段超 挖量稍大， 主要是由于左导硐掘进不直， 药室实际尺 寸同设计有误差， 同时路基左侧地表高程有起伏， 改 变了条形药室的作用效果。爆区内有 - 块 * /以 上的大孤石， 则主要是由于岩石风化程度较强， 裂隙 发育， 同时较大范围的泥砂土与岩石混合在一起所 致。 -结语 从该次大爆破的设计、 施工到最后的爆破效果， 可得出以下结论。 *） 采用多药室、 少装药、 分段毫秒延时进行硐室 爆破， 只要各种参数选择合理， 可以达到加强松动爆 破的目的， 并能有效地控制地震及飞石的危害。 ） 采用较大不耦合比条形装药， 同时合理选择 药室内炸药的放置形式， 可有效地控制对边坡的破 坏程度。 /） 在大爆破施工中， 导硐及药室掘进一定要按 设计方案进行， 堵塞时一定要严密， 防止漏堵、 少堵 等现象的发生， 同时加大监管力度， 切实做好跟踪测 量工作， 以确保施工质量和爆破效果。 参考文献 ［*］ 龙维祺“爆破工程 ［2］ “北京 冶金工业出版社， *--“ ［］ 张其中“爆破安全规标准选编 ［3］ “北京 中国标准出版 社， *--,“ ［/］ 刘殿中“ 工程爆破手册 ［2］ “ 北京 冶金工业出版社， *---“ //第 卷第 , 期王剑武晋焦高速公路路堑开挖大爆破 万方数据