CN101793486A

CN101793486A - 高等级公路石方路堑爆破施工工艺

Info

Publication number: CN101793486A
Application number: CN200910307587A
Authority: CN
Inventors: 魏峰涛; 何东华; 喻江武; 卢向阳
Original assignee: CCCC SHB Sixth Engineering Co Ltd
Current assignee: CCCC SHB Sixth Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-09-23
Filing date: 2009-09-23
Publication date: 2010-08-04

Abstract

本发明涉及公路石方爆破施工工艺，特别是高等级公路石方路堑爆破施工工艺，其步骤是：在路堑中部采用深孔多排微差爆破，靠近边坡处采用预裂爆破；所述的多排微差爆破使前后排或两相邻孔内的药包以毫秒级的时间间隔顺序起爆。它对爆破石料的粒径要求严格、对爆破周边的民房设施安全。

Description

高等级公路石方路堑爆破施工工艺

技术领域

本发明涉及公路石方爆破施工工艺，特别是高等级公路石方路堑爆破施工工艺。

背景技术

在还没有发明炸药的远古时代，开凿隧道、修建道路工程遇到岩石都是用大火烧热岩石，然后用冷水浇激，使山石龟裂、松散，再用锤凿而成。炸药的出现，使道路交通业突飞猛进地发展起来，尤其使山区公路的修建成为可能，修筑山区公路时，全部需要依靠炸药炸开岩石开挖石方路堑及隧道。随着近几年山区高速公路的大量修建，爆破施工技术也得到了长足发展，道路施工对爆破面要求高、爆破工作空间局限及爆破后的石料一般还需用于路基填筑等特点，爆破施工技术大不同于矿山业上的大峒室爆破开挖技术，主要区别在于道路施工上常常采用深孔多排微差爆破、预裂爆破和光面爆破的一些技术，装药量小，安全性好。

发明内容

本发明的目的提供一种对爆破石料的粒径要求严格、对爆破周边的民房设施要求安全的高等级公路石方路堑爆破施工工艺。

本发明的目的是这样实现的，高等级公路石方路堑爆破施工工艺，其步骤是：在路堑中部采用深孔多排微差爆破，靠近边坡处采用预裂爆破。

所述的多排微差爆破使前后排或两相邻孔内的药包以毫秒级的时间间隔顺序起爆。

所述的多排微差爆破依据下面参数和公式计算微差间隔时间和单孔装药量；

(1)台阶高度：H

(2)炮孔直径：D

(3)底盘抵抗线：W＝(0.4～1.0)H

(4)超深炮孔：h＝(0.15～0.35)W

(5)炮孔间距：a＝(0.7～1.4)W

(6)炮孔排距：b＝(0.8～1.0)a

(7)炮孔填塞高度：l＝(12～32)D

(8)单位耗药量：q＝0.35kg/m³

则：单孔装药量：Q＝q·a·b·H

微差间隔时间：

Δt＝K·w

Δt--微差时间；单位：ms

K--系数，根据爆破条件K＝20～50

w--底盘抵抗线：单位：m

所述的预裂爆破是沿开挖边坡线布置间距平行炮孔，在这些炮孔中采用药量减少的不耦合装药。

所述的预裂爆破参数依据：

(1)炮孔直径：d

(2)炮孔长度：L

(3)炮孔间距：a＝(8～14)d

(6)线装药密度：Δ线＝150g/m

(7)不耦合系数：K＝d/d_o

d--炮孔直径；d_o--药卷直径。

所述的多排微差爆破和预裂爆破最大安全起爆药量依据；

Q_max＝R³(V/K)^3/α

式中：R--爆源至保护对象的距离；

V--保护对象允许震速；取3cm/s

K、α--与爆破地点的地质条件相关的系数；K＝150，α＝1.5

所述的多排微差爆破和预裂爆破最大飞石安全距离依据：

S_飞＝20n²·K·W

式中：S_飞--个别飞石最远距离；单位：m

K--安全系数；取1.0

n--爆破作用指数；n＝0.75

W--最小抵抗线；

本发明的优点是：采用深孔多排微差爆破和光面预裂爆破大大地减轻了劳动强度、加快了施工进度，并改善了爆破质量，降低了大块率，确保边坡平整稳定；控制爆破地震、飞石距离、空气冲击波影响范围，从而提高工程质量和确保施工安全，并取得了良好的经济和社会效益。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例说明图，它给出了测放开挖口流程为：(1)计算开挖口坐标；(2)实地放出，测标高；(3)标高不符，根据地形推算坐标。重复以上步骤；

图2A本发明多排微差爆破实施例说明俯视图；

图2B发明多排微差爆破实施例说明主视图；

图3A本发明预裂爆破实施例说明俯视图；

图3B发明预裂爆破实施例说明主视图。

具体实施方式

如图1所示，图1给出的的实施例以福鼎至宁德高速公路是同江至三亚国道主干线福建境内一段。地处福建省东北端，路线穿越地貌单元以低山为主，山体横向冲沟较为发育，路线纵断面起伏大，挖填频繁，A1合同段挖土石方达280万方。填方：170万方。设计按山岭重丘区高速公路标准设计，路基宽24.5m，计算行车速度：80km/h。

该区广泛出露地层有第四系、侏罗系南园组、局部有燕山期晚期的岩浆侵入岩。石方路堑开挖岩石主要以侏罗系南园组(J3n^c)灰色凝灰岩及晶屑凝灰熔岩为主。并有少数暗紫色、暗红色的晶屑凝灰岩。岩石坚硬，普氏坚固系数f＝6～8。

工程设计要求：石方路堑设计台阶高度H＝9m，最高处有4级，挖深达35m左右。台阶平台宽度2.0m，边坡坡率1∶0.75。挖出材料按设计要求用于路基填筑，填料粒径≤30cm。

放样开挖口：

开挖口的精确放样对石方路堑开挖至关重要，它直接影响到开挖边坡坡率及超挖和欠挖的发生。但由于地形复杂多变及植被影响，对前期设计勘测带来了一定困难，及测后地表由于某种原因的改变。我们施工时的原地面线和设计给出的原地面线会有一些出入，使开挖口测量放样时具有一定难度。

放样时，首先用全站仪按设计放出路基中桩，然后按施工图横断面计算出开挖口坐标并实地放出。测量此点标高，与横断面上设计标高比较看是否相符，否则再根据此点实测标高结合原地面地形在横断面图上重新推算开挖口坐标，重复以上步骤，直到实测标高与计算坐标依据的标高相符为止。

平整工作场地：

凿岩时工作场地需要大致平整，便于凿岩设备的安放与工作安全。整平时先用推土机将表层浮土推走清理干净，出露石方用空压机打眼、浅孔爆破、挖掘机挖除松动浮石，整平成机械可以安全自由移动的工作平台，宽度至少要大于2.5～3.0m的凿岩安全工作距离。

钻孔

采用瑞典生产的阿特拉斯242型凿岩机。该机型最大可钻深20多米，钻进速度达到15m/h。钻头直径89mm。

实施时虽然从台阶爆破效果和作业效果来看，倾斜孔优于垂直孔，因为前者沿炮孔全长抵抗线相等，底盘抵抗线大约等于最小抵抗线。但考虑到钻孔操作的难度及综合技术经济指标，而采用垂直孔爆破。孔位预先按设计爆破参数测量放出，以白石灰标定编号，钻孔顺序由远到近，由内向外顺序进行，钻机移动时，要保护成孔和孔位标记。并且钻完孔后立即将岩渣吹干净，孔口岩石清理干净，在孔口周围作小围堤防止堵孔及雨水灌入。

本发明中，在路堑中部爆破采用深孔多排微差爆破，靠近边坡处为更好控制超欠挖及边坡坡率，采用预裂爆破。根据工程地质及岩质情形，炸药采用铵梯油和乳化炸药。乳化炸药在炮孔积水或孔内含水量过高时使用，其余孔位全部用铵梯油炸药。

如图2A和图2B所示，多排微差爆破破就是要使前后排或两相邻孔内的药包以毫秒级的时间间隔顺序起爆，使各药包造成能量相互影响，及先排起爆药包产生裂隙为后排起爆提供以自由面，来达到最好的效果。

其参数的取用按公式计算所得及结合A1标段地质实际情况，试爆后最终调整如下：

(1)台阶高度：H＝9m

(2)炮孔直径：D＝89mm

(3)底盘抵抗线：W＝(0.4～1.0)H＝0.5H＝4.5m

(4)超深炮孔：h＝(0.15～0.35)W＝0.15W＝0.6m

(5)炮孔间距：a＝(0.7～1.4)W＝4.5×0.9＝4m

(6)炮孔排距：b＝(0.8～1.0)a＝0.8×4＝3m

(7)炮孔填塞高度：l＝(12～32)D＝16×89＝1424mm≈1.4m

(8)单位耗药量：q＝0.35 kg/m³

则：单孔装药量：Q＝q·a·b·H＝0.35×4×3×9＝37.8 kg

为使起爆网络选用灵活、布孔方便、施工简单、爆破能量利用均匀，采用三角形布孔和塑料非电毫秒级雷管起爆系统，装药采用连续密实结构，起爆顺序为各排炮孔依次从自由面开始向后排起爆的排间起爆顺序。

多排微差爆破微差间隔时间也是关系到爆破效果的关键，福宁路采用微差间隔时间：

Δt＝K·w＝20×4.5＝90ms

Δt--微差时间；单位：ms

K--系数，根据爆破条件K＝20～50

w--底盘抵抗线：单位：m

如图3A和图3B所示，，预裂爆破是沿开挖边坡线布置间距较小的平行炮孔，在这些预裂炮孔中进行药量减少的不耦合装药，在开挖区主爆孔爆破前这些预裂孔首先同时起爆，爆破后沿着这些炮孔的中心联接线从上到下形成一条具有一定宽度的贯穿裂缝。当主爆孔爆破时，这条裂缝将会对爆炸应力波产生反射、吸收、和缓冲作用，切断应力波继续向岩体内转播，从而获得符合设计要求、光滑平整和稳定的边坡面。

预裂孔全按设计坡面坡度钻探为倾斜孔，具体爆破参数如下：

(1)炮孔直径：d＝42mm

(2)炮孔长度l：炮孔为倾斜孔其角度与边坡相同，α＝53°

L＝H/sinα＝9/sin53°＝11.26m

(3)炮孔间距：a＝(8～14)d＝14×42＝0.6m

(6)线装药密度：Δ线＝150g/m

(7)不耦合系数：K＝d/d_o＝42/25＝1.68

d--炮孔直径；d_o--药卷直径，采用25mm。

为了能获得整齐的爆破坡面，施工关键是精确凿岩、钻孔。所以钻孔前应认真全面的技术交底，逐孔写明孔深、角度、孔距并予以编号，钻孔时必须仔细地按孔位进行钻孔，严防多钻、漏钻及错钻。炮孔之间要互相平行，孔底尽量要落在同一平面上，另外爆破时的起爆要尽可能地保证预裂孔同时起爆，这样爆破后的坡面才会平整、光滑。

Claims

1.高等级公路石方路堑爆破施工工艺，其步骤是：在路堑中部采用深孔多排微差爆破，靠近边坡处采用预裂爆破。

2.根据权利要求1所述的高等级公路石方路堑爆破施工工艺，其特征是：所述的多排微差爆破使前后排或两相邻孔内的药包以毫秒级的时间间隔顺序起爆。

3.根据权利要求1所述的高等级公路石方路堑爆破施工工艺，其特征是：所述的多排微差爆破依据下面参数和公式计算微差间隔时间和单孔装药量；

(1)台阶高度：H

(2)炮孔直径：D

(3)底盘抵抗线：W＝(0.4～1.0)H

(4)超深炮孔：h＝(0.15～0.35)W

(5)炮孔间距：a＝(0.7～1.4)W

(6)炮孔排距：b＝(0.8～1.0)a

(7)炮孔填塞高度：l＝(12～32)D

(8)单位耗药量：q＝0.35kg/m3

则：单孔装药量：Q＝q·a·b·H

微差间隔时间：

Δt＝K·w

Δt--微差时间；单位：ms

K--系数，根据爆破条件K＝20～50

w--底盘抵抗线：单位：m

4.根据权利要求1所述的高等级公路石方路堑爆破施工工艺，其特征是：所述的预裂爆破是沿开挖边坡线布置间距平行炮孔，在这些炮孔中采用药量减少的不耦合装药。

5.根据权利要求1所述的高等级公路石方路堑爆破施工工艺，其特征是：所述的预裂爆破参数依据：

(1)炮孔直径：d

(2)炮孔长度：L

(3)炮孔间距：a＝(8～14)d

(6)线装药密度：Δ线＝150g/m

(7)不耦合系数：K＝d/d。

d--炮孔直径；d。--药卷直径。

6.根据权利要求1所述的高等级公路石方路堑爆破施工工艺，其特征是：所述的多排微差爆破和预裂爆破最大安全起爆药量依据；

Qmax＝R3(V/K)3/a

式中：R--爆源至保护对象的距离；

V--保护对象允许震速；取3em/s

K、α--与爆破地点的地质条件相关的系数；K＝150，α＝1.5

7.根据权利要求1所述的高等级公路石方路堑爆破施工工艺，其特征是：所述的多排微差爆破和预裂爆破最大飞石安全距离依据：

S＝20n2·K·W

式中：S--个别飞石最远距离；单位：m

K--安全系数；取1.0

n--爆破作用指数；n＝0.75

W--最小抵抗线。