既有線干擾土石方爆破工法

現(xiàn)有線干擾土石方爆破工法GZSJGF07-98-05

一、前言現(xiàn)有線干擾土石方控制爆破技術(shù)是一種常規(guī)淺孔爆破基礎(chǔ)上發(fā)展起來、一種位于復(fù)雜地理環(huán)境條件下的土石方控制爆破新技術(shù)。該技術(shù)重要是通過選擇對(duì)的的爆破方案，進(jìn)行適宜而精確的裝藥、并進(jìn)行適宜的安全防護(hù)來實(shí)現(xiàn)的，能較精確控制飛石方向或距離，將飛石控制在允許范疇內(nèi)。實(shí)踐證明：該技術(shù)安全可靠，能夠以較少的投入獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，效果十分明顯。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)總結(jié)形成本工法。二、工法特點(diǎn)1．精確控制飛石方向或距離，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。2．能使爆破體僅開裂凸起，松動(dòng)而不飛散。3．能有效控制爆破振動(dòng)，確?，F(xiàn)有線電氣設(shè)施安全。4．做到控爆干擾土石方不抽線、不要點(diǎn)、不封鎖線路、確?，F(xiàn)有線正常的運(yùn)行秩序。5．通過變化最小抵抗線方面、預(yù)留巖石隔墻等方法來減輕防護(hù)，減少工程造價(jià)。6．使用常規(guī)鉆爆工具、炸材等，防護(hù)材料簡(jiǎn)便，不需要特別加工，便于技術(shù)推廣應(yīng)用。三、合用范疇1．現(xiàn)有鐵路、公路線旁干擾土石方爆破擴(kuò)塹工程。2．都市內(nèi)砼地坪，砼樁、柱、基礎(chǔ)等拆除爆破工程。3．都市內(nèi)基抗開挖工程。4．其它復(fù)雜環(huán)境條件下土石方爆破開挖工程。四、施工工藝（一）工藝流程施工工藝流程圖（見圖1）（二）核心技術(shù)1．采用預(yù)留巖石隔墻、縱向（與線路平行）臺(tái)階開挖辦法，對(duì)位于河側(cè)的干憂土石方進(jìn)行定向爆破。2．采用預(yù)留巖石隔墻、橫向（與線路垂直）臺(tái)階開挖辦法，對(duì)位于山側(cè)的干擾土石方（亦是山體的一部分）進(jìn)行加強(qiáng)松動(dòng)爆破。3．對(duì)預(yù)留的巖石隔墻，進(jìn)行定向拆除爆破。4．對(duì)位于山側(cè)而又沒有足夠?qū)挾阮A(yù)留巖石隔墻（距現(xiàn)有線較遠(yuǎn)）、亦無法架設(shè)防護(hù)排架的高薄邊坡，進(jìn)行松動(dòng)爆破。5．對(duì)緊臨現(xiàn)有線，低于接觸網(wǎng)高度的山體，進(jìn)行削弱松動(dòng)爆破。

6．對(duì)原始邊坡上的大塊石及孤石進(jìn)行龜裂爆破。（三）爆破設(shè)計(jì)1：預(yù)留巖石隔墻、縱向臺(tái)階開挖的定向爆破技術(shù)對(duì)位于河側(cè)的干擾土石方，由于可將炮孔最小抵抗線設(shè)立成背離現(xiàn)有線方向，再加上預(yù)留隔墻保護(hù)，故飛石含有較好的飛散空間與方向，此時(shí)可采用多排（少于4排）炮孔共同作用的定向爆破法。其定向爆破泡孔布置示意圖如圖2所示。（１）炮孔參數(shù)炮孔傾角：普通為垂直眼臺(tái)階高度：H=3m炮孔深度：L=H-0.1m炮孔間距：a=0.8~1.2m炮孔排距：b=0.6~0.9m前排最小抵抗線：w=0.6m裝藥構(gòu)造：底部持續(xù)裝藥堵塞長(zhǎng)度：全長(zhǎng)堵塞

圖2：預(yù)留隔墻、縱向臺(tái)階開挖定向爆破示意圖（２）藥量計(jì)算單個(gè)炮孔裝藥量計(jì)算公式為：Q=(0.9+0.1n)K×a×W×L(kg)式中K為炸藥單耗，K=0.35~0.4kg/m3n為第n排值（３）安全防護(hù)方法由于有隔墻保護(hù)，現(xiàn)僅需要對(duì)裝藥區(qū)上方進(jìn)行防護(hù)，避免發(fā)生沖炮而在炮口產(chǎn)生飛石，辦法是在每個(gè)炮孔上方覆蓋1~2個(gè)土袋，土袋內(nèi)不得混有石塊。（４）起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)炮孔內(nèi)采用塑料導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)，同排同段，相臨排則跳段使用：孔外導(dǎo)爆管采用“一把抓“形式，用火雷管＋短導(dǎo)火索起爆。2：預(yù)留巖石隔墻、橫向臺(tái)階的微拋擲松動(dòng)爆破技術(shù)。對(duì)位于山側(cè)、高于接觸網(wǎng)的干擾土石方開挖，由于炮孔最小抵抗線平行于現(xiàn)有線，飛石有可能飛越隔墻而擊打現(xiàn)有線。因此，在此狀況下，采用預(yù)留巖石隔墻、橫向臺(tái)階開挖的加強(qiáng)松動(dòng)爆破技術(shù)。其加強(qiáng)松動(dòng)爆破炮孔而置示意圖如圖3所示。圖3：預(yù)留隔墻，橫向臺(tái)階開挖加強(qiáng)松動(dòng)爆破示意圖（１）炮孔參數(shù)炮孔傾角：普通為垂直眼臺(tái)階高度：H=2~2.5m炮孔深度：L=H-0.1m炮孔間距：a=0.6~0.8m炮孔排距：b=0.8~0.1m前排最小抵抗線：w=0.65m裝藥構(gòu)造：在炮孔深度靠近或超出2米時(shí)，采用分層裝藥構(gòu)造(底部0.6Q，上部0.4Q)，避免炸藥能量集中而產(chǎn)生飛石和過多的大塊，并減少地振動(dòng)效應(yīng)。堵塞長(zhǎng)度：不分層時(shí)全長(zhǎng)堵塞，分層時(shí)堵塞長(zhǎng)度不得不大于0.4米。（２）藥量計(jì)算單個(gè)炮孔裝藥量計(jì)算公式為：Q前排=K×W×a×L(kg)Q后排=K×a×b×L(kg)式中K為炸藥單耗，K=0.25~0.3kg/m3（３）安全防護(hù)方法每個(gè)炮孔上方覆蓋1~2個(gè)土袋，然后在整個(gè)爆區(qū)上方壓蓋一層竹排，竹排須要連成整體，上面用數(shù)個(gè)土袋壓蓋，以防竹排揚(yáng)起，以裂隙等單薄巖層處，應(yīng)加強(qiáng)土袋覆蓋，避免能量在此處集中而產(chǎn)生高遠(yuǎn)飛石。（４）起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)炮孔最多設(shè)立成2排，起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)同上。3：巖石隔墻定向拆除爆破技術(shù)由于隔墻緊靠現(xiàn)有線，其爆破拆除對(duì)現(xiàn)有線的安全威脅極大。因此解決隔墻時(shí)應(yīng)較謹(jǐn)慎，嚴(yán)禁裝藥量過多，放“大炮“等。（１）預(yù)留巖石隔墻參數(shù)，如圖4所示隔墻高度：H=2~2.5m隔墻縱向長(zhǎng)度：Y=3~4m隔墻寬度：B=1.5~2.0m圖4：隔墻定向拆除爆破示意圖（２）炮孔參數(shù)炮孔傾角：普通為垂直眼，且只鉆鑿一排炮孔炮孔深度：L=1.0m炮孔間距：a=0.5m拋擲側(cè)最小抵坑線：W1=0.4~0.6m松動(dòng)側(cè)最小抵抗線：W2=1.0~1.4m裝藥構(gòu)造：底部持續(xù)裝藥堵塞長(zhǎng)度：全長(zhǎng)堵塞（３）藥量計(jì)算單個(gè)炮孔裝藥量計(jì)算公式為：Ｑ＝Ｋ×Ｗ１×Ｌ×ａ（kg）式中K為炸藥單耗，K=0.18~0.22kg/m3（４）安全防護(hù)方法每個(gè)炮孔上方覆蓋3~4個(gè)土袋（５）起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)采用導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)，用激發(fā)槍起爆。4：高薄邊坡松動(dòng)爆破技術(shù)高薄邊坡由于因其薄而距現(xiàn)有線較遠(yuǎn)（相對(duì)而言，約為9米左右），含有一定的飛石飛散空間，但由于原始高邊坡往往含有較多裂隙，表層巖石風(fēng)化嚴(yán)重，故爆破時(shí)危險(xiǎn)性仍然很高。（１）炮孔參數(shù)炮孔傾角：普通為垂直眼，只鉆鑿一排炮孔炮孔深度：L=1.0m炮孔間距：a=0.7m炮孔最小抵抗線w=0.6m裝藥構(gòu)造：底部持續(xù)裝藥堵塞長(zhǎng)度：全長(zhǎng)堵塞（２）藥量計(jì)算采用一種在實(shí)踐中多次應(yīng)用且能精確控制飛石的經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算公式從略。當(dāng)巖層裂隙發(fā)育、風(fēng)化嚴(yán)重時(shí)，還應(yīng)減少裝藥量，并加強(qiáng)覆蓋。（３）安全防護(hù)方法每個(gè)炮孔上方覆蓋1個(gè)土袋，然后在整個(gè)爆區(qū)上方壓蓋一層竹排，竹排須要連成整體，并下垂覆蓋住炮孔臨空面，上面用數(shù)個(gè)土袋壓住。對(duì)正對(duì)現(xiàn)有線的裂隙，應(yīng)加強(qiáng)土袋覆蓋。（４）起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)起爆網(wǎng)絡(luò)同龜裂爆破法。5：原地隆起爆破當(dāng)山體或隔墻低于接觸網(wǎng)2米后，為了加緊施工進(jìn)度，可增大爆破規(guī)模，一次起爆較多的炮孔。其控爆設(shè)計(jì)以下：（１）炮孔參數(shù)炮孔傾角：普通為垂直眼炮孔深度：L=2.0~2.5m炮孔間距：a=0.8m炮孔排距：b=1.0m前排最小抵抗線：w=0.8m裝藥構(gòu)造：底部持續(xù)裝藥堵塞長(zhǎng)度：不分層時(shí)全長(zhǎng)堵塞（２）藥量計(jì)算單個(gè)炮孔裝藥量計(jì)算公式為：Q=K×W×a×L或Q=K×a×b×L(kg)式中K為炸藥單耗，K=0.2~0.25kg/m3（３）安全防護(hù)方法由于爆破規(guī)模較大，爆破時(shí)需要加強(qiáng)覆蓋，嚴(yán)防石塊飛起。首先在每個(gè)炮孔上方覆蓋1~2個(gè)土袋，然后在整個(gè)爆區(qū)上方壓蓋一層用帶青樹葉的粗樹枝編成的樹技排（柔性），再用數(shù)個(gè)重土袋蓋壓。（４）起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)炮孔內(nèi)采用塑料導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)，同排同段，相臨排則跳段使用：孔外導(dǎo)爆管采用“一把抓“形式，用火雷管十短導(dǎo)火索起爆。6：原始邊坡上大塊石、孤石龜裂爆破技術(shù)由于較高的原始邊坡（待擴(kuò)塹部分）上大塊石、孤石距接觸網(wǎng)近，控爆時(shí)難以進(jìn)行有效的防護(hù)，故規(guī)定十分精確地計(jì)算藥量，避免出現(xiàn)飛石擊打現(xiàn)有線。只能采用龜裂爆破法，將大塊石、孤石龜裂成幾小塊，再用人工將之撬除下來。其控爆參數(shù)以下：（１）炮孔參數(shù)炮孔傾角：普通為垂直眼炮孔深度：L≦1m，不大于孤石臨空間高度炮孔間距：a≧1m，近似于單獨(dú)藥包作用炮孔最小抵抗線：W=0.65m裝藥構(gòu)造：底部持續(xù)裝藥堵塞長(zhǎng)度：全長(zhǎng)堵塞（２）藥量計(jì)算采用二種藥量計(jì)算辦法，取其小值。計(jì)算公式略。（３）安全防護(hù)方法采用土袋防護(hù)，每個(gè)炮孔上方覆蓋2個(gè)土袋；面對(duì)現(xiàn)有線的臨空間，用數(shù)個(gè)土袋累疊起來，使炮孔、土袋、砼立柱上磁瓶成一條直線，避免飛石擊打易碎的磁瓶。（４）起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)采用導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)，用激發(fā)槍起爆。（四）施工要點(diǎn)在整個(gè)施工過程中，應(yīng)特別注意布孔、鉆孔、裝藥與堵塞、網(wǎng)絡(luò)布設(shè)、防護(hù)覆蓋等核心環(huán)節(jié)，這些五環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量將直接影響爆破效果和安全。1：布孔開鉆前技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)察看，并根據(jù)地形用紅油漆標(biāo)明炮孔孔位，同時(shí)對(duì)鉆爆工進(jìn)行技術(shù)交底，如孔深等。2：鉆孔炮孔普通為垂直眼，鉆至設(shè)計(jì)深度后，將孔內(nèi)積水、巖粉吹凈，然后封堵孔口，以防雜物或碎塊掉入。3：裝藥與堵塞鉆孔完畢后，由技術(shù)人員驗(yàn)收。規(guī)定孔口偏差不超出2倍孔徑，深度誤差不超出5%，誤差過大應(yīng)重新鉆鑿。測(cè)定炮孔實(shí)際最小抵抗線、孔距和孔深等，然后由技術(shù)人員根據(jù)公式計(jì)算藥量，并考慮周邊環(huán)境、地質(zhì)等，對(duì)每個(gè)炮孔的裝藥量進(jìn)行修正后才干開始裝藥。采用2#巖石硝銨炸藥，裝藥量允許意誤差在15g左右，雷管一律位于孔底。藥包安設(shè)好后，用帶有一定溫度的黃土或砂與粘土的混合物進(jìn)行堵塞，規(guī)定用木棒分次堵塞并搗固壓實(shí)，堵塞物中不得夾有碎石，在堵塞過程中應(yīng)保護(hù)好導(dǎo)爆管。4：網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)在裝藥過程中規(guī)定專人分發(fā)導(dǎo)爆管，不得混淆。網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)時(shí)，不得踩踏導(dǎo)爆管、雷管等。5：防護(hù)覆蓋防護(hù)材料普通直接覆蓋在爆破體上，根據(jù)地形、地質(zhì)、爆破規(guī)模等，對(duì)裝藥區(qū)進(jìn)行不同等級(jí)的防護(hù)：土袋＋樹枝排＋重土袋為一級(jí)防護(hù)；土袋＋竹排＋土袋為二級(jí)防護(hù)；土袋為三級(jí)防護(hù)。防護(hù)材料亦可設(shè)立在被防護(hù)的物體附近，對(duì)被保護(hù)體進(jìn)行遮擋或覆蓋，例如設(shè)立防護(hù)排架等。6：安全警戒及安全檢查放炮之前，人員及機(jī)械撤離作業(yè)區(qū)，并設(shè)立警戒哨，封鎖各路口，嚴(yán)禁閑雜人員通過，專職安全員此時(shí)開通對(duì)講機(jī)，在不干擾車站調(diào)度工作的狀況下，與上、下行車站保護(hù)聯(lián)系通信狀態(tài)，搶險(xiǎn)隊(duì)亦做好準(zhǔn)備。待列車通過施工工點(diǎn)后，其至上、下行車站的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)線路是安全的，運(yùn)用此段時(shí)間立刻點(diǎn)火或擊發(fā)起爆，響炮1分鐘后，爆破技術(shù)人員進(jìn)入爆區(qū)檢查，確認(rèn)一切正常后，解除警戒，關(guān)閉對(duì)講機(jī)。狀況異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)解決或告知車站封鎖線路等。五、機(jī)具設(shè)備需用的重要機(jī)具設(shè)備有：1．空氣壓縮機(jī)ZWG-617型（固定）、W-917型（移動(dòng)）2．風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)YT-28型3．風(fēng)鎬G-10型4．高能激發(fā)槍

六、勞動(dòng)組織施工前應(yīng)成立控爆干擾土石方的指揮機(jī)構(gòu)，實(shí)施崗位責(zé)任制，確保施工的安全和質(zhì)量。1．爆破指揮部：由爆破施工單位負(fù)責(zé)人和爆破設(shè)計(jì)單位的負(fù)責(zé)人構(gòu)成。2．技術(shù)組：組長(zhǎng)由爆破設(shè)計(jì)單位的技術(shù)人員擔(dān)任。負(fù)責(zé)布孔、驗(yàn)孔、修正好裝藥量、指揮覆蓋防護(hù)，起爆和爆后特殊狀況的解決。3．施工組：組長(zhǎng)由施工單位有關(guān)負(fù)責(zé)人擔(dān)任，負(fù)責(zé)指揮鉆孔、裝藥、堵塞、覆蓋、爆后特殊狀況的搶險(xiǎn)工作。4．安全防護(hù)組：組長(zhǎng)由施工單位熟悉《爆破安全規(guī)程》，責(zé)任心強(qiáng)的安檢員擔(dān)任，負(fù)責(zé)與車站通信聯(lián)系、指揮人員設(shè)立警戒，公布起爆命令等。七、質(zhì)量原則1．龜裂爆破、松動(dòng)爆破不允許出現(xiàn)飛石，加強(qiáng)松動(dòng)爆破只允許出現(xiàn)平拋4m遠(yuǎn)的飛石。2．全部爆破不得破壞現(xiàn)有線設(shè)立，不得引發(fā)塌方、滾石阻斷現(xiàn)有線，或飛石擊打列車。3．新路塹最后邊坡規(guī)定不產(chǎn)生明顯的爆震裂縫。殘留炮孔壁痕跡在邊坡上的均勻分布，保有率普通為硬巖≧80%，中硬巖≧70%，軟巖≧50%。4．對(duì)路基標(biāo)高上0.2m以內(nèi)的基巖，不得用爆破辦法，應(yīng)盡量采用風(fēng)鎬開挖，以保持路基基礎(chǔ)的完整與穩(wěn)定，確保路基質(zhì)量。八、安全方法本工法在施工過程中除嚴(yán)格執(zhí)行《國(guó)家爆破安全規(guī)程》、《鐵路增建第二線及改建第二線工程石方控制爆破施工技術(shù)規(guī)定》《電氣化現(xiàn)有線確保行車安全的暫行規(guī)定》外，還應(yīng)采用下列方法：1．各控爆工點(diǎn)必須配齊“三員“，即爆破員，安全員、防護(hù)員。并持證上崗。2．加強(qiáng)與車站聯(lián)系，隨時(shí)理解車站與站間呼喊點(diǎn)之間的聯(lián)系狀況，必要時(shí)可直接與車站及火車司機(jī)通話。3．定時(shí)進(jìn)行安全學(xué)習(xí)，并階段總結(jié)施工中存在的問題。4．爆后出現(xiàn)危石或尚未塌落部分，由搶修組負(fù)責(zé)解決，必要時(shí)可封鎖線路。5．爆破后應(yīng)立刻檢查觸網(wǎng)、磁瓶、路軌、線路界限及行車設(shè)備，確認(rèn)完好后，解除警戒狀態(tài)。6．組織好搶險(xiǎn)人員和物資，出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)能快速搶修。7．高邊坡上撬石塊應(yīng)選擇在列車通行后再開始，并在路基界限外設(shè)立擋護(hù)樁或放置輪胎，以保護(hù)路軌，避免石塊滾落至現(xiàn)有線上。8．由于高壓接觸網(wǎng)的存在，起爆時(shí)不得使用電起爆法，普通規(guī)定采用非電起爆系統(tǒng)。九、效益分析本工法是一種即經(jīng)濟(jì)又安全的現(xiàn)有線干擾土石方控爆法，它能夠節(jié)省勞力、設(shè)備、投資、經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。以寶成復(fù)線竹圓壩至斑竹圓段約10萬m3的干擾土石方控爆為例進(jìn)行效益分析以下：取消防護(hù)排架節(jié)省費(fèi)用20萬元；節(jié)省爆破器材析合費(fèi)用5萬元；減少拆遷接觸網(wǎng)回流線1根費(fèi)用5萬元，采用定向爆破拋碴技術(shù)減少出碴費(fèi)用5萬元；累計(jì)35萬元。平均每立方土石方節(jié)省開挖費(fèi)用3.5萬元。并且該項(xiàng)成果在應(yīng)用期間，從未向鐵道部、成都局要過點(diǎn)，不封鎖線路，管段內(nèi)接觸網(wǎng)和線路上的設(shè)施完好無損，確保了列車運(yùn)管的正常秩序，社會(huì)效益明顯。十、工程實(shí)例下列三例均為我局寶成復(fù)線竹圓壩至斑竹圓段管段內(nèi)干擾土石方控爆工程。羅妙真控爆工點(diǎn)巖質(zhì)為鈣質(zhì)膠結(jié)礫巖，最大開挖高度為23.5米，邊坡坡度為1:0.1，緊臨現(xiàn)有線，總開挖方量達(dá)1.3萬m3，在制訂控爆方案時(shí)，充足運(yùn)用該干擾土石方位于河側(cè)的有利地形，采用預(yù)留巖石隔墻、縱向臺(tái)階開挖的定向爆破技術(shù)，工效明顯。對(duì)隔墻解決則運(yùn)用礫巖爆破后不易出現(xiàn)大塊的有利條件，將靠河側(cè)的隔墻巖石微拋擲，現(xiàn)有線路側(cè)巖石將被拉裂，后用風(fēng)鎬破碎、撬除已松動(dòng)的巖石。該方案取消了原計(jì)劃的防護(hù)排架，并在確保安全的前提下，獲得子較好的經(jīng)濟(jì)效益。該工點(diǎn)已于95年4月順利竣工。伊家山隧道出口工區(qū)干擾土石方，巖質(zhì)為灰?guī)r，位于山側(cè)，最大