高邊坡路塹控制爆破施工技術探究
時間:2022-10-16 10:45:35
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摘要:光面爆破技術隨鉆孔機械的發展而出現。實施爆破地巖層分明,在充分考慮坡面周邊地質狀況后,為減少對原地層的破壞,路塹沿巖層自然傾向進行設計。本次施工同設計單位充分交流,決定先在山體下部打通貫穿裂縫,維護邊坡穩定性,然后充分利用光面爆破技術的優勢,降低原巖層間的黏合度,作業后成型規整,形成光滑平整的新壁面。
1工程概況
本標段項目爆破地點為懷化西編組站GDK1+325~GDK2+190,長度865m、最大開挖寬度670m、最大路塹邊坡為14級,最大開挖深度約為124m,爆破石方量約1200萬m3,爆破用藥量較大。路塹開挖斷面土質類別為:地表上覆2~5mII級普通土、5~12mIII級硬土、其余為V級次堅石。所在區域為武陵山脈和雪峰山脈之間,地表起伏緩和,多有丘陵和盆地。丘陵區均高范圍為210~400m,部分地區走勢變化大。平原、谷地主要為舞水河及支流太平溪沖洪積平原及溶蝕殘丘地貌,地面標高225~285m,谷地地勢較平坦。
2爆破施工方案的選擇
方案選定原則:(1)因本工程離市政道路、建筑房屋及電力設施較近,爆破施工盡可能減少對其震動干擾;(2)保持邊坡原有巖體的穩定性,避免大劑量爆破造成數10m的邊坡表面松動;(3)滿足路基填筑要求,所產生的碎石規格要遵照規定的機械作業標準;(4)考慮方案經濟、降低成本,達到耗藥量小且生產效率高的原則。為獲得較好的邊坡坡度及平整效果,計劃對兩側邊坡實施邊坡光面爆破,以減少爆破對邊坡巖質損傷及穩定性的影響。沿設計邊坡線,采取孔間距小的預裂孔,裝藥量小,按設計邊坡的坡面一次成坡。
3施工方案
根據實際現場情況,選用KQD100型潛孔鉆機鉆孔,直徑100mm的鉆頭,臺階高度選用H=10m,采用深孔臺階爆破的施工方法。3.1施工測量。首先,施工隊伍需要爆破現場進行雜物清除,使用機械挖土設備平整場地,操作推土機處理地面松土、碎石。場地達標后可以進行鉆孔,明確作業地點,確定深度,注意參照施工圖紙精準放線。布孔過程中要避免讓前排孔抵抗線變化,過大會妨礙爆破,不便裝碴,而抵抗線過小通常會引起炮孔拋擲,易發生意外事故。還要觀察測量炮孔處與坡頂的距離,保證邊距超過1m,以確保機械運作安全。在作業前,根據當地狀況,通常采用矩形或梅花形布孔。開挖過程中,操作工人要隨時對開挖現場狀況進行把控,經常性校準作業位置,檢驗坡度、水平標高等是否同設計圖紙標準相符。3.2鉆孔作業。爆破鉆孔時要遵循隔排隔孔鉆孔施工的原則。在爆破技術人員的指導下,采用履帶式全液壓露天潛孔鉆機嚴格按照爆破設計進行布孔、鉆孔作業。根據設計要求,深孔爆破通常使用油壓式鉆井,這種機械具有良好的除塵性能,能夠降低工人勞作強度。在鉆孔過程中,要將孔位、孔徑、深度等指標進行明確規范、統一后進行作業。注意及時清理現場殘渣、碎石,保持現場清潔,避免各種雜物堵塞孔口。施工方還要關注炮孔口周邊地質狀況是否穩定,對破裂處進行修復,避免炮孔口過大。施工后要及時驗收現場,包括積水情況、鉆孔質量等,同時還要注意清理周邊環境,最后將檢測報告匯總給專業負責人,準備實施爆破計劃。3.3裝藥。裝藥環節要有專業技術人員指導,嚴格遵守規范標準,控制進藥量,確定最大起爆藥量。在裝藥前一定要做好對鉆孔質量的檢查工作,了解積水深度,是否存在堵塞狀況等。達標后方可開始進行裝藥,在這一過程中要注意及時記錄分量,專人負責,記錄內容要詳細,及時記錄實施過程中發生的問題。裝藥工具可以選擇材質較好的木制或竹制長桿,在進行裝藥時發現堵塞要及時制止。嚴禁工人隨意使用鉆孔設備嘗試清理堵塞口,否則很容易發生鉆孔事故。3.4堵塞鉆孔過程產生的巖粉能夠用來做堵塞材料,或者選擇特定的黃黏土也可以。按照爆破一般程序,禁止隨意調整堵塞距離或者更改裝藥量,如果需要更改,作業人員要及時同專業負責人聯系并取得批準。堵塞時要注意填充緊密,但也不要用力拉抻導爆管。3.5爆破網路敷設。爆破時,施工人員在工程技師的指導下依據各標段進行作業,避免執行隨意導致裝藥混亂,出現漏接、錯接等現象??變妊b藥前應先行確認該孔所用雷管段別,在裝藥完成后采用鉆孔巖屑堵塞孔口后,并用膠布或者扎帶將連接導爆管雷管和導爆管包扎好。網路連接好后,應由爆破技術人員再次對鉆孔堵塞質量和孔外網路所用毫秒雷管段別、連接質量進行再次確認,達到設計要求時根據實際情況方可進行覆蓋。3.6爆破防護操作。爆破防護材料為網狀橡膠炮被,由于爆破區域200m范圍內存在房屋、交通道路、電力線路設施,避免飛石對其造成事故或損傷需采用炮被進行防護。施工團隊要注意做好爆破防護工作,按照爆破工作的施工規范設置好安全警戒線,保證隔離區區域和周邊建筑在一定距離內,負責人要及時清理閑雜人群,確?,F場安全性。指揮人員要與工人協調配合到位,確保得到指示信號后,工人可以及時作業。爆破完成后,檢查人員要在規定時間后方可進入現場,爆破防護一定要做好安全措施,爆破后也要注意人員進入時間,確保安全后可以解除警戒。3.7爆破檢查。爆破檢查需要在規定時間內進入施工現場,要嚴格遵循規定的靜候時間。檢查內容主要為現場是否存在后期安全隱患,如有未按規定起爆的裝藥等,要及時清理不安全因素,未確保環境安全前禁止撤離警戒標識。檢查組還要及時將各種未利用的施工設備和爆破材料進行盤點退倉。檢查人員要規范填寫記錄表,對現場實施狀況做出總結,包括設計規范是否合理、施工過程有無紕漏、安全指標達標情況是否存在不確定的安全隱患以及應對策略等。以便在今后的爆破工作中可以改善工藝技術。此外,要對總結報告進行監測,了解后期現場狀況,是否對周邊環境產生負面影響,如遇到意外情況,要及時上報,采取應對措施。爆破檢查反饋可以幫助總結經驗教訓,以便為今后施工提供參考建議。
4爆破設計
4.1爆破參數選擇。(1)炮孔直徑選擇d。在進行鉆孔時,選擇使用KQD100型潛孔鉆機,鉆頭選擇使用d=100mm的鉆頭。(2)臺階高度H和超深h。臺階高度選用H=10m,由經驗公式得:超深h取1.0m。(3)底盤抵抗線選擇W。底盤抵抗線W底,由臺階高度經驗公式:W底=3.5m。(4)孔間a和排距b。孔距a=4.0m,排距b取3.5m,在對孔間距進行布孔時,按垂直孔矩形來布置。(5)堵塞長度。在堵塞長度的選擇上,長度需為孔徑的35倍,所以孔徑為100mm時,堵塞長度為3.5m。(6)炸藥單耗q。巖石選擇使用次堅石,在炸藥的選擇上,選擇使用乳化炸藥,臺階自由面數原則上由施工具體情況來確定,盡可能選擇前后開挖縱向面來作為臺階自由面,q的選取在0.2~0.6kg/m3之間,本工程選取0.35kg/m3。Q=q•a•W底•H(1)在進行多排孔爆破時,從第二排孔起,各排孔的每孔裝藥量按下式計算:Q=K•q•a•b•H(2)式中:K——前面各排孔礦巖阻力作用的增加系數,一般為1.1~1.2,本工程取1.1。單孔藥量Q=1.1×0.35×4×3.5×10=53.9kg。在開展爆破施工前,需嚴格保持設計進行試爆工作,然后由所得效果再對炸藥單耗量和各個參數進行調整和優化。4.2裝藥結構。預裂爆破孔裝藥結構示意圖如圖1所示。圖1預裂爆破孔裝藥結構4.3起爆網路設計深孔臺階爆破時,為保證起爆安全可靠,可采用孔內微差爆破,孔內用相同段別的一發雷管孔底起爆方式,深孔臺階爆破與邊坡預裂爆破時,為保證起爆可靠,孔內用同段別的一發雷管,孔底起爆方式。路基爆破段起爆網路均采用導爆管雷管聯網:孔內為高段別雷管、孔間傳爆雷管為低段別,按“排間順序起爆”連接。4.4爆破安全距離計算。飛石對人員的安全距離由以下公式得出:RF=20KFn2W=20×1.1×1.52×3.5=173m式中:RF——個別飛石到人員之間的安全距離(m)。由《爆破安全規定》可知,一般飛石安全距離為200m。本工程中,對于爆破警戒區的安全距離設置為200m,為避免出現飛石砸壞附近建筑物的情況出現,需做好防護工作,比如,對爆破體進行覆蓋護。
5安全措施
(1)爆破前要認真檢查保護物體防護和爆破區表面覆蓋防護。(2)控爆時,淺孔巖體表面及上空采取炮口覆蓋和柔性防護措施,深孔使用被動防護。(3)根據現場實際情況,在距離建(構)筑物較近的部分淺孔爆破區域可以采取膠皮網炮被覆蓋的防護措施,防止爆破個別飛石的產生,滾石、采取被動防護擋護。
6結語
隨著爆破技術的發展,現場施工作業能力也不斷提高,專業技術和施工人員在實踐中汲取經驗,確保施工安全,提高作業效率,符合爆破安全和技術性要求。經項目部后期檢測,該方案污染較小,飛石控制在80m以內,不會對周邊環境產生破壞或干擾。本次山體爆破工程的順利開展,為今后相關技術研究積累了寶貴經驗。
參考文獻
[1]劉克峰.預裂爆破技術在路塹施工中的應用[J].石家莊鐵路職業技術學院學報,2015(3):32-36.
[2]劉長義.臨近既有鐵路路塹控制爆破施工技術[J].山西建筑,2010,36(18):275-276.
作者:鄭鵬飛 單位:中鐵二十局集團第二工程有限公司
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