复杂环境下双壁路堑开挖控制爆破

摘　要： 在水库大坝、高压线铁塔附近进行路堑爆破开挖作业，必须保证水库大坝和高压线铁塔的安全，对爆破振动和飞石控制要求严格。介绍了该复杂环境下控制爆破方案设计、爆破参数选取和安全控制措施。

关键词：路堑开挖；水库大坝；高压线铁塔；延期爆破
1.工程概况与环境
1.1 工程概况
　　玉环县双港路工程为双壁路堑开挖工程，拟将城关镇与坎门镇连通，其间有茶山相隔，此前曾在茶山开凿隧道，因山体地质条件极差，隧道开凿未能成功，通过论证，方案改为拉沟贯通。
1.2 地形地质条件
　　茶山山体为南北走向，山体自然坡度26～36度，山上植被茂密，主要为小树、杂草及灌木丛。地表强风化层1.5～2.0m，下部完整性较好。路堑通过部位山体最大高度75.4m。
　　开挖区凝灰岩岩石坚硬，性脆，节理与裂隙较发育，岩石呈现碎块，岩石坚固性系数f=8～10，主要节理面与开采面斜交，与开采面同向的节理其倾角较缓（35）。山体南侧局部岩石较为破碎，风化程度较高，此前隧道开挖时出现过塌方。因此工程地质条件比较复杂。
1.3 周围环境
　　爆区环境极为复杂。茶山南端是双庙水库二坝的交汇支撑点，二坝分别为东西、南北走向，近于垂直相交，坝顶标高21.0m。坝体与路堑底板最近距离为106m；路堑上开口爆破区距离坝体的最近水平距离为87m，距东西坝端部60m、南北坝端部70m的山顶部有一高压输电线路铁塔，此条线路供坎门用电。铁塔处的标高为45.0m，由山脊往北192m有另一条输电线路的电线杆，所处标高81.0m；两处电线杆距双壁路堑的两壁的距离分别为12m和20m。山体东侧坟墓较多，山脚下紧邻路堑有民房，西南侧无直接相关的坟墓、民房。
1.4 工程规模
　　该路堑为双壁路堑，底宽为60m，长度240m，设计底板标高4.3～8.5m，最大开挖高度64m。开挖总方量约105万m3。
　　边坡设计坡度为1 : 0.75～1 : 1.5，上缓下陡，每8米高度留一2m宽安全平台。
1.5 安全及技术要求
　　（1）最大限度地降低爆破振动的影响，绝对保证附近水库大坝的安全；由于爆区距大坝的最近距离仅80m左右，爆破振动控制不好，将导致坝体开裂渗漏，危及人民生命财产安全。
　　（2）最大限度地降低爆破振动的影响，控制爆破飞石，绝对保证堑沟两侧两条高压输电线路的安全；这两条线直接供电坎门镇，如出现断电事故，将造成巨大经济损失。
　　（3）保证东出口两侧民房不受到影响。
　　（4）保证开挖线外的坟墓不受到破坏。
2.爆破方案确定
2.1 方案选择
　　浅孔爆破与深孔爆破相结合的爆破方法具有施工成本较低、根据工程的不同技术要求灵活运用、有利于控制爆破有害效应、保证附近重要构筑物安全等特点。因此浅孔爆破与深孔爆破相结合的爆破方法为首选方案。
2.2 分层台阶及运输道路设计
　　路堑最大垂直开挖高度达64m，北坡最大开挖山体水平80m，因此必须进行分层台阶爆破施工。路堑边坡设计为每8m一个台阶，并留2m宽的安全平台。从8.0 m的底板标高至地表共分10个台阶进行爆破开挖。
　　从路堑西北端出口顺山坡修筑折返式上山运输道路，路宽7m，双车道，坡度不大于9％。从底部一直修到80.0 m水平。
3.爆破设计
　　由于本区爆破施工环境复杂，根据不同区域的技术要求不同，采用不同的爆破方法。
（1）浅孔爆破法
　　①边坡修整。由于本区地质情况不是太好，而且边坡较高（约60m），靠水库一边的南坡为永久性边坡，因此要求有良好的稳定性。为了最大限度的降低爆破对边坡岩体的破坏，深孔爆破时对边坡预留一定厚度的保护层，用浅孔爆破方法施工，或用浅孔光面爆破；
　　②靠近水库大坝特别近的部位。在距水库大坝特别近的区域，当深孔爆破的单孔装药量不能满足降振要求时，采用浅孔爆破；
　　③在路堑的东端出口附近有紧邻路堑的民房，为了保证爆破振动对民房不受到严重影响，在此区域内采用浅孔爆破；
　　④为了保证路堑两边高压输电线路的安全，在高压线铁塔及电线杆附近采用深孔爆破时单孔装药量不能满足降振要求时，则采用浅孔爆破；
　　⑤表层的斜坡地形爆破深度小于5m的部位，采用浅孔爆破。
（2）深孔爆破
　　路堑主体工程以及对保护构筑物不构成严重影响的部位均采用深孔爆破。其界限的划分用爆破振动衰减规律公式进行验算后圈定。
（3）光面爆破
　　此路段属于城市建设道路，由于边坡较高，且是永久性边坡，因此必须采用光面爆破，以保证边坡的稳定性和美观性。
　　由于边坡设计较缓，用直径90mm的钻孔不易控制钻孔角度，而且装药量较大，不利于控制爆破振动，因此采用直径40mm的小孔径光面爆破，炮孔深度为4m。每个台阶分二层。
3.1 爆破器材选择
　　本次爆破使用2#岩石乳化炸药，炸药密度ρ=1.25kg/m3，爆速D=3200m/s；雷管使用3～15段非电毫秒雷管。
3.2 中深孔爆破参数
　　（1）台阶高度H。根据边坡设计、降振要求情况等综合考虑，深孔爆破台阶高度设计为：H=8m。
　　（2）孔径：D=90mm。
　　（3）孔深：L=H/sinα+△h (α为倾斜炮孔的倾角)。H为台阶高度，△h为超深，取0.5～1.0m。L=8.5~9.5m。
　　（4）孔距：取a=3.0～4.0m。
　　（5）排距：取b=2.5～3.0m。
　　（6）底盘抵抗线： 取W=3.0～3.5m。
　　（7）炸药单耗：q=0.30～0.40kg/m3。
　　（8）每米炮孔装药量：Q=0.785D2·p （p为装药密度），取5.8kg/m。
　　（9）堵塞长度：取L=3.0～3.5m。
　　（10）炮孔装药量：Q孔=q·a·b·h， kg，取22.5~36kg。
3.3 浅孔爆破参数
　　（1） 孔径：采用40mm孔径，手风钻凿孔。
　　（2）孔距与排距：孔距1.0～1.6m，排距0.8～1.2m。
　　（3）布孔方式：采用三角形布孔方式。
　　（4）孔深L=H+⊿h， H为台阶高度,取1.0～5.0m；⊿h为钻孔超深，取0.2～0.4m。孔深L=1.2~5.4m。
　　（5）爆破单耗q。按q=0.35kg/m3的取值进行试爆，根据其爆破效果，再进行适当调整。
　　（6）单孔药量Q。根据公式：Ｑ＝ a· b·H·q，取0.24~3.5kg。
3.4 光面爆破参数
　　（1）孔径 40mm；
　　（2）孔距 0.8～1.0m；
　　（3）孔深。根据实施光面爆破的坡面高度等情况而定，一般炮孔深度为4～6m，每个台阶分二层进行光面爆破。
　　（4）最小抵抗线1.2～1.5m；
　　（5）线装药密度 300～450 g/m，底部1m按400～500g/m；
　　（6）起爆网路及微差时间。光面爆破孔尽量做到同时起爆，孔外用导爆 索串连或用1段非电雷管起爆。光面爆破孔与正常爆破孔的微差间隔时间保持在50～100ms之间。
3.5 装药结构
　　深孔与浅孔爆破炮孔均采用连续装药，深孔炮孔内设置两个起爆药包，每个起爆药包装1发非电毫秒雷管；浅孔爆破孔内装1发非电毫秒雷管；光面爆破孔内敷设导爆索，用Ф32mm的药卷间隔均匀地绑扎在导爆索上，然后放入孔内。孔口0.6～0.8m填塞段用黄泥填塞密实。
3.6 起爆网路
（1）网路联结方式。采用导爆管雷管入孔，地表微差与孔内微差相结合，导爆管采用连接块或导爆索连接，终端采用非电雷管起爆。
（2）微差间隔。孔内采用高延时精度毫秒雷管3～15段，单孔微差起爆，孔间微差间隔25～100ms，地表排间微差采用50～150ms间隔.工程爆破，2012,18(1):36-39.