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爆破技术在路基施工中的应用

姓名：李晓东

单位：中铁十一局集团第二工程有限公司日期：2014年4月

爆破技术在路基施工中的应用

摘要本文重点介绍了麻竹高速公路路堑开挖过程中运用的欲裂爆破技术，通过选择合理的爆破参数、装药结构、起爆顺序，较好的解决了石质路堑高边坡开挖施工中如何控制坡面平整及稳定，提出提高爆破效果的技术措施。

关键词石质路堑开挖欲裂爆破松动爆破应用

1、工程概况

麻城至竹溪高速公路宜城至保康段第3合同段中铁十一局项目经理部二分部起讫里程K24+610~K43+488，路线全长18.878km，本标段路基部分挖方共472.5万方，其中硬土123.2万方，软石、次坚石、坚石340.9万方，其中K32+880～K33+050和K36+300～K36+510地段地势险要、山体陡峭，为六级边坡，开挖深度最深处达到44.6米，地质情况为地表覆盖土层，下伏白云岩、灰岩、页岩、泥质砂岩，在该段的石质路堑开挖中，应用欲裂爆破技术取得了良好的技术效果。

2、爆破方案的确定

K32+880-K33+050路段横穿210县道附近尚有少量民房，为了减少对路堑周边环境的破坏，保护边坡和堑顶山体稳定，保证石质挖方边坡顺直、圆滑、大面平整，加之工期紧任务重决定采用欲裂爆破技术，为确保边坡的稳定，不产生超过和欠挖，边坡采用光面爆破技术。根据施工图设计，路堑台阶高度H=8m，坡度为1:1（α=45°）施工中每级开挖台阶高度h=4m，采用直径100的钻研台车钻孔，用2号岩石铵梯炸药，进行欲裂爆破和开挖区深孔松动爆破，靠近欲裂孔的1-2排炮孔进行减弱松动爆破。

3、施工机具选择

确定了采用深孔松动加预裂爆破施工方法，根据现场实际情况，选用KG910B型履带式潜孔台车钻机凿岩，钻孔直径为100mm，山体险要地段钻机平台因机械无法上去直接清理，采用手持式小风钻人工配合施工。

4、爆破设计：

4.1 欲裂爆的破参数

4.1.1钻孔直径(d):按选定的钻孔机械，炮孔直径为100mm。

4.1.2 孔距（a ）:根据经验公式，a=（7-12）d,炮孔间距a=(7-12)×0.1=(0.7-1.2)m,取a=1.0m.(炮孔布置见图1)

4.1.3 不耦合系数（D ）:y k r r Dr /==50/16=3.1式中 k r 为炮孔半径，k r =50mm ，y r 药卷半径，取y r =16mm 。

4.1.4线状药密度（X Q ）:参考长江水利委员会和长江科学院公式X Q =0.034[]σ0.63a0.67=0.79kg/m 式中[]σ=147.175为岩石极限抗压

强度（MPa ）；a 为孔距（m ）。

4.1.5炮孔长度（l ）：欲裂炮孔是布置在设计边坡线上的倾斜孔，其倾

角与边坡角度相同。炮孔长度l =a h sin /=5.7m

4.1.6单孔装药量（Q ）：Q =l ×X Q =

5.7×0.79=4.5kg

4.1.7装药结构：欲裂爆破的装药结构采用不耦合间隔形成药串式装药

结构（见图2），欲裂孔沿孔轴分为3段。

堵塞段：孔口堵塞长度1l =0.8m ，用草团填至药串上部位置，上面再用粘

土填塞密实。

孔底加强段：长度d l =0.8m ，药量)1(d X d l l Q Q +==0.79×（0.8+0.8）

=1.3kg 。由于孔底受岩石夹持作用大，需用较大的线装药密度。

均匀装药段：长度d l l l l --=10=4.1m 。为轴向间隔不耦合装药，按设计

的线装药密度均匀分布。

4.1.8起爆方法：欲裂轴向间隔装药须用导爆索串联各药卷起爆，将药卷和导爆索绑扎在竹片上，起固定药串作用，竹片靠保留边坡一侧放置，以减弱爆破对边坡的影响。采用瞬发电雷管传爆，确保各欲裂孔同时起爆。

4.2松动爆破参数

4.2.1孔径：d=100mm 。

4.2.2底盘抵抗线（d W ）：150/d HD W d η==4×0.48×1×100/150=1.28m ，取1.3m 。式中H 为台阶高度（m ），d 为炮孔直径（mm ），D 为岩石硬度调整系数，取D=0.48；η为台阶高度影响系数，取η=1。

4.2.3炮孔长度（L ）：炮孔为垂直孔，为克服底盘阻力，避免残埂，爆破后获得符合设计标高、且较平整的底盘。炮孔长度按下列公式确定，L=1.05h=4.2m 。

4.2.4孔距（a ）与排距（b ）：孔距a=d mW =1.4×1.3=1.82m ，取1.8m ；排距b=1.8m 。式中m 为邻接系数，取m=1.4。

4.2.5单孔装药量（Q）:H

qaW

Q d

=0.52×1.8×1.3×4=4.9kg。式中q为深孔台阶松动

爆破炸药单耗，取q=0.52kg/m3。

4.2.6装药结构：为均匀的破碎岩石，防止炸药过分集中，在施工过程中一般采用间隔装药方式，即分上下两层装药，两层药之间需用炮泥填充，底层药量占单孔药量的70%，上层药量占30%，松动爆破的装药结构（见图3）。

堵塞段：堵塞段长度L1≧0.75d

W=0.75×1.3=0.975m。取L1=1.2m，采用粘土填塞密实。中间充填段：中间充填高度不小于孔径的20倍，

L2≧20d=20×0.1=2m，充填物采用干燥土均匀捣实。

均匀装药段：

上层装药段L3=(L-L1-L2)×30%=0.3

下层装药段L4=(L-L1-L2)×70%=0.7m

4.2.7起爆方法：松动爆破各炮孔与欲裂炮孔连成同

一起爆网络，各松动炮孔采用毫秒延期电雷管传爆，

以确保松动炮孔在欲裂炮孔之后起爆。

5 爆破效果分析

5.1爆破效果

麻竹高速公路K32+880～K33+050段，应用欲裂爆破

技术进行石质路堑开挖，取得了良好的爆破效果。

5.1.1开挖边坡面上基本没有松石，危石、坡面没有

明显的爆生裂隙，保证了坡面岩体和堑顶山体的稳

定。

5.1.2没有残留根坎，岩壁上炮孔痕迹率达到60%以上。

5.1.3爆破后坡面不平整度控制在±20cm之间，符合设计要求。

5.1.4岩石破碎均匀，爆块适中，满足路堤填筑的粒径要求。

5.2提高爆破效果的技术措施

5.2.1及时调整爆破参数：爆破参数不可能准确计算，必须根据已有的爆破实践资料和各爆破部位的具体情况，遵循药量平衡理论及时调整爆破参数。

5.2.2改善装药结构：可采取混合装药结构，在炮孔底部装高威力炸药，上部仍装常用的一般炸药，混合装药可减少超钻深度。

5.2.3改进起爆网络：根据工程具体情况，选择最佳的起爆顺序和微差间隔时间，对于增加爆破自由面，促进爆破岩块相互撞击减少块度，防止爆破公害具有十分重要的作用。

5.2.4适当采用倾斜炮孔：倾斜炮孔操作技术复杂，钻孔效率低，装药过程中容易堵孔，但全长所受抗力均匀，因而爆岩块度较均匀，底部残埂少，且坡面较稳定平整，利于提高爆破效率。