預(yù)裂爆破在馬萊高速公路路塹中的應(yīng)用

預(yù)裂爆破在馬萊高速公路路塹中的應(yīng)用

0爆破作業(yè)的構(gòu)造“密集的炮孔將被判打破重點(diǎn)，采用非結(jié)合藥物或低劑量炸藥，在主爆炸區(qū)之前爆炸，并在爆炸區(qū)和保護(hù)區(qū)之間形成裂縫，這不僅可以減少主爆炸區(qū)對(duì)保存巖體的破壞，而且可以形成一個(gè)平坦的輪廓爆破作業(yè)?！边@樣的爆破作業(yè)就叫預(yù)裂爆破。我們?cè)隈R萊高速公路路塹開挖修建過程中,就是采用這種原理,沿著路塹邊坡設(shè)計(jì)輪廓線預(yù)先鉆一些周邊炮眼,爆破出一道裂縫,因此,主爆破區(qū)發(fā)生爆破時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力波在預(yù)裂面發(fā)生反射或者折射,從而大大減輕了邊坡巖體在爆破時(shí)受到的震動(dòng)或是破壞,這樣就在路塹邊坡巖體預(yù)定的輪廓留下光滑平整的巖壁。1工程特點(diǎn)及邊坡防護(hù)要求馬站～萊蕪段高速公路是交通部規(guī)劃的國(guó)家重點(diǎn)公路，不僅是青島到紅其拉甫的重要組成部分，也是山東省“五縱、四橫、一環(huán)”高級(jí)公路網(wǎng)的重要組成部分。這條公路起始于臨沂市沂水縣的珠江店子鄉(xiāng)西，終點(diǎn)與濟(jì)南～萊蕪段高速公路順接。本線路的設(shè)計(jì)級(jí)別為公路一級(jí)，計(jì)算行車速度100km/h，整體式路基寬33.5m，而分離式路基寬2×16.75m。路塹中心最大的挖深為19m，地層主要是太古代花崗巖，強(qiáng)風(fēng)化厚度較大并且兼有少量亞粘土和碎石土層。設(shè)計(jì)要求：弱風(fēng)化巖石采用欲裂爆破時(shí)，如果巖質(zhì)路塹邊坡路段的最大邊坡高度低于10m以內(nèi)時(shí)，可以不做防護(hù)或者適當(dāng)?shù)夭捎酶褓e網(wǎng)主動(dòng)防護(hù)；如果路段的最大邊坡高度高于10m以上時(shí)，第一級(jí)（高8m）的不防護(hù)或者設(shè)護(hù)面墻（含窗式）防護(hù)，以上部分采用格賓網(wǎng)進(jìn)行主動(dòng)防護(hù)。2乳化藥劑現(xiàn)場(chǎng)采用三腳架潛孔鉆機(jī)在邊坡鉆預(yù)裂爆破孔。φ80乳化炸藥用在預(yù)裂爆破的底部,而在柱部采用φ32乳化炸藥捆綁在導(dǎo)爆索上,然后將預(yù)裂孔內(nèi)引出的導(dǎo)爆索聯(lián)結(jié)到孔外導(dǎo)爆索上,最后采用雷管引爆并采用便攜式起爆器起爆。2.1確定炮孔的位置和數(shù)量主爆區(qū)的孔距、排距應(yīng)當(dāng)根據(jù)炮孔的深度、藥卷的直徑以及密度來確定，以不傷害路基的邊坡為原則。當(dāng)炮孔深度為5～10m時(shí)，孔距應(yīng)當(dāng)控制在3～4m，而排距則控制在1.8～2.2m范圍內(nèi)。炮孔的平面布置可以采用梅花形也可以采用矩形，但是一般梅花形布置適用于爆破規(guī)模較小的，而爆破規(guī)模較大的宜采用矩形布置。根據(jù)邊坡系數(shù)和平面幾何位置的關(guān)系確定預(yù)裂和輔助炮孔的布置（如圖2）:預(yù)裂炮孔的位置必須控制在路塹頂?shù)倪B線上，鉆孔的時(shí)候要保持炮孔的斜率與設(shè)計(jì)邊坡的坡率相一致。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)的考察，松軟的巖石應(yīng)當(dāng)取小值而堅(jiān)硬的巖石應(yīng)當(dāng)取大值，孔距系數(shù)大約在8～12之間。布置輔助炮孔時(shí)可以參考主爆區(qū)的布置方式，但是特別注意炮孔的深度不得打到邊坡上并且炮孔底部和邊坡之間要留有一定的保護(hù)層，在留取保護(hù)層時(shí)破碎的巖石取大值，而堅(jiān)硬的巖石一般取小值，保護(hù)層厚度一般為1.0～0.5m。如果路塹開挖較深并且沒有邊坡平臺(tái)時(shí)，在進(jìn)行路塹石方深孔爆破時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮采用臺(tái)階爆破：一級(jí)臺(tái)階H1爆破到路基面設(shè)計(jì)標(biāo)高，二級(jí)臺(tái)階H2爆破到邊坡平臺(tái)標(biāo)高。如果有多級(jí)邊坡平臺(tái)則每一個(gè)平臺(tái)標(biāo)高就要設(shè)置一個(gè)臺(tái)階，同時(shí)最好將主爆區(qū)與預(yù)裂爆破臺(tái)階控制在同一個(gè)臺(tái)階上。2.2c為單位的用藥量預(yù)裂爆破取c預(yù)裂爆破線裝藥量根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)得出公式為:q′=C×a×a。其中,C為單位的用藥量,預(yù)裂爆破取C=0.1～0.9(Kg/m3),一般堅(jiān)硬和完整的巖石取大值,反之則取小值;a為炮孔之間的間距(單位為m)。2.3炮孔管道深、密度根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn),輔助炮孔的藥量可以按照堵塞長(zhǎng)度理論計(jì)算,公式為Q=δ(L-L2),(δ為線裝藥的密度,Kg/m,L為炮孔的深度,m,L2為堵塞的長(zhǎng)度,m)。采用此公式計(jì)算用藥量再用體積法驗(yàn)證計(jì)算處理的用藥量,如果計(jì)算藥量偏小,為了達(dá)到總藥量的要求可以考慮增加輔助炮孔的數(shù)量。2.4爆炸主區(qū)域中藥物的體積計(jì)算2.5孔距及流場(chǎng)的選擇為了有效地節(jié)約時(shí)間,在實(shí)施預(yù)裂爆破作業(yè)前應(yīng)將主爆破區(qū)炮孔、輔助爆破區(qū)炮孔以及預(yù)裂炮孔實(shí)行一次性鉆孔。在對(duì)預(yù)裂孔進(jìn)行裝藥時(shí)應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn):第一,對(duì)炮眼進(jìn)行裝藥前要認(rèn)真檢查每一個(gè)炮眼,并且測(cè)量孔深以及傾斜度是否符合設(shè)計(jì)的要求;第二,炸藥要按照設(shè)計(jì)要求分散到炮孔的各個(gè)部位同時(shí)裝藥量也要符合設(shè)計(jì)的要求。一般都是將毛竹中部的結(jié)巴去掉形成半圓形,然后用按照其設(shè)計(jì)的裝藥量進(jìn)行裝藥。為了保護(hù)邊坡不受太大的傷害同時(shí)使炸藥按設(shè)計(jì)的裝藥量分布在炮孔內(nèi),在沒有毛竹的情況下也可以用其他不易受擠壓變形的材料代替。見照片1。預(yù)裂炮孔進(jìn)行堵塞時(shí)不得有堵塞物落入裝有炸藥的炮孔區(qū)域內(nèi)，這樣才能確保預(yù)裂炮孔的堵塞長(zhǎng)度符合設(shè)計(jì)的要求。在連接預(yù)裂爆破的主線時(shí)一定要特別注意導(dǎo)爆索傳爆的方向，實(shí)際操作中一定不能有差錯(cuò)。照片2為現(xiàn)場(chǎng)預(yù)裂爆破主線導(dǎo)爆索的連接。輔助炮孔的操作程序以及方法與主爆區(qū)的方法相同，應(yīng)當(dāng)特別主要檢查炮孔的深度是不是符合設(shè)計(jì)的要求，如果鉆孔過深，為了保證預(yù)裂爆破的保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)的要求，一定要用細(xì)粒土或者石粉回填到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置。炮孔員要對(duì)每個(gè)炮孔逐一檢查完畢后在進(jìn)行主爆區(qū)裝藥，檢查炮孔石頭達(dá)到了設(shè)計(jì)的孔深。如果孔內(nèi)有堵塞現(xiàn)象，要立即用炮棍弄通并且用高壓風(fēng)將浮渣吹出；如果孔內(nèi)有水，一定要用高壓風(fēng)將水吹出并且使用的炸藥優(yōu)先考慮使用防水炸藥。然后，按照設(shè)計(jì)的單孔裝藥量爆破員逐孔裝藥，裝藥長(zhǎng)度靠近孔底三分之一處的位置安放雷管，起爆藥包裝入炮孔后要隨時(shí)注意理順雷管的角線，同時(shí)裝藥時(shí)一定要注意炮孔的任何部位都不能卡藥卷，為了確保炮孔剩余的堵塞長(zhǎng)度不小于設(shè)計(jì)的要求，一定要邊裝藥邊用炮棍試探其深度。裝藥完成后應(yīng)當(dāng)用細(xì)粒土或者鉆孔的石粉堵塞炮孔，同時(shí)要一邊堵塞一邊用炮棍振搗，一直到地表。此外，為了防止堵塞炮孔時(shí)把導(dǎo)爆管頂破，堵塞炮孔的材料不得摻有小石子。為了減少爆破對(duì)邊坡的擾動(dòng)，最好使爆破后的巖體擠壓堆積在路基中部，因此，在日常的起爆網(wǎng)絡(luò)中一般采用V形網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。（見圖3)3爆破安全距離計(jì)算預(yù)裂爆破的爆破安全距離的檢算按照深孔爆破設(shè)計(jì)計(jì)算，這是因?yàn)轭A(yù)裂爆破可與主爆區(qū)的深孔爆破一次性爆破，而計(jì)算過程不在此贅述，對(duì)于馬萊高速的路塹開挖爆破的安全距離確定為200m。4爆炸安裝過程爆破作業(yè)流程見圖4。4.1爆炸試驗(yàn)之書4.2炮孔的設(shè)計(jì)及施工控制本次爆破設(shè)計(jì)是指每一次實(shí)施爆破作業(yè)之前,必須根據(jù)爆破設(shè)計(jì)書的要求和實(shí)際地形、地質(zhì)情況設(shè)計(jì)炮孔的具體位置、深度,預(yù)裂孔的傾斜度及施工控制措施,炸藥用量、網(wǎng)絡(luò)布置等各項(xiàng)參數(shù)。4.3開孔控制的原則鉆孔技術(shù)交底要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行,預(yù)裂爆破孔的開孔位置、孔深、傾斜度及其控制措施是鉆孔技術(shù)交底的重中之重,必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求鉆孔,才能取得預(yù)裂爆破的預(yù)定目標(biāo)。4.4做好觀眼的處理放不響的炮經(jīng)過重新聯(lián)線放炮,仍然不爆炸的就是瞎炮。工作面有了瞎炮要及時(shí)處理,不然就埋伏下隱患。處理瞎炮必須在班、組長(zhǎng)直接指導(dǎo)下進(jìn)行,并應(yīng)在當(dāng)班處理完畢。如果當(dāng)班處理不完,放炮員必須同下一班放炮員在現(xiàn)場(chǎng)交接清情況,并在瞎炮炮眼處作明顯的標(biāo)志。處理瞎炮首先要弄清楚瞎炮炮眼的角度,距離瞎炮至少300mm的位置另打一個(gè)同瞎炮炮眼平行的新炮眼,重新裝藥放炮。實(shí)際工作中的很多事故都是由于兩個(gè)炮眼離得太近而新炮眼打在了瞎炮上引起爆炸而造成的。如果用鎬挖處理瞎炮或者用打眼的方式往外掏或者用壓風(fēng)吹炮眼等都有可能引起爆炸。在遇見瞎炮的情況下一定要?jiǎng)澏ㄎｋU(xiǎn)范圍,禁止一切人員和機(jī)械在危險(xiǎn)范圍內(nèi)活動(dòng)或者作業(yè),等處理完畢后才可以進(jìn)行作業(yè)施工。5爆破設(shè)計(jì)書的內(nèi)容預(yù)裂爆破在馬萊高速公路路塹開挖施工中取得了較好的成績(jī)，其邊坡坡面平整，半孔率均在85%以上，達(dá)到了預(yù)期目的。照片3為互通區(qū)預(yù)裂爆破邊坡實(shí)況，照片4為線路預(yù)裂爆破邊坡實(shí)況。根據(jù)相似定律和體積法設(shè)計(jì)計(jì)算單孔炸藥用量,可以參考炮孔堵塞長(zhǎng)度和經(jīng)驗(yàn)公式Q1=qabH(q為單位的耗藥量,Kg/m3;a為炮孔之間的距離,m;b為炮孔之間的行距離,m;H為炮孔的深度,m)雙向控制炮孔裝藥量,對(duì)于受巖石夾制作用較大并且堵塞長(zhǎng)度較長(zhǎng)的炮孔可以適當(dāng)?shù)卦黾铀幜?反之則要減少藥量。爆破設(shè)計(jì)書主要是指“爆破技術(shù)設(shè)計(jì)”,其主要內(nèi)容必須有: