石方开挖施工工艺及控制要点

2010-08-15刘果翠

山西建筑 2010年17期

刘果翠

路基石方开挖、隧道石方开挖等是越来越多的高速公路施工的重中之重,为保证安全、保质、保量来完成施工任务,现对石方开挖的几种施工工艺浅析如下:

对于风化层和松软岩部位,先用大马力推土机松动,无法松动地段,实施浅孔爆破或深孔毫秒微差控制爆破。单边坡路堑采用纵断面开挖,以增加开挖工作面;双边坡路堑采用横断面分层开挖。风化层和松软岩地段边坡采用人工清刷,次坚石、坚石地段的边坡实施光面爆破。现对浅孔爆破、深孔毫秒微差控制爆破、光面爆破相结合的施工方案进行浅析。

1 浅孔爆破

浅孔爆破炮孔深度不超过5 m,炮孔直径不超过50 mm,主要用于少量石方的破碎、深孔爆破钻孔平台的平整清理、大块石的二次破碎及孤石爆破、清理石质边坡及处理危石等,成孔采用以压缩空气为动力的风动凿岩机。施工时根据需要采用拉槽式浅孔爆破、台阶式浅孔爆破,其原理同深孔爆破,详见深孔爆破叙述。

2 深孔毫秒微差控制爆破

根据石方开挖施工经验,计划采用潜孔钻成孔进行深孔控制爆破施工。深孔毫秒微差控制爆破是用微差爆破器材,把一次爆破分成若干段,每段之间以毫秒计算时差进行爆破,具有以下优点:岩石破碎后粒径均匀,大粒径率降低,能提高挖装机械的工作效率;爆破形状整齐,减小后冲作用;增加了每延米孔的爆破方量,减少了爆破岩石的单位耗药量,从而降低了爆破成本;减轻爆破地震效应,扩大爆破规模。

在深孔控制爆破施工,首先对场地布局分段平整,规范布孔操作和孔位选址,严格控制装药量,注意装药和填塞质量及网络连接和起爆工序,选择施工间歇作为放炮时间,避免作业干扰,提高工作效率。

施工时,双边坡路槽计划采用多排孔微差爆破顺序掏槽连接法,即在炮孔中选择一排作为掏槽中心,依次向两侧进行微差分段,这种连接法能利用先起爆的掏槽来改变以后几段爆破排的投掷方向,使爆破距离减小,对减轻爆破后清理工作具有一定意义,起爆由导爆索、继爆管网路控制。当在单边坡路基段开挖时,计划从临空面向边坡方向微差分段爆破。

爆破参数的确立:1)钻孔梯段高度 H:钻孔梯段高度按路槽开挖连坡分台高度设置,一般下层取定8 m,最上层根据施工现场实施独立分层或同次下层一起施工;2)炮孔间距(a)、排距(b):选择a=b=2 m;3)钻孔方式:钻孔方向单边坡路基开挖采用斜孔,角度为边坡的坡度,双边坡路堑时采用正孔(α=0),炮孔采取梅花形布置;靠近两侧边坡时改为斜孔;4)钻孔超钻深度 h′:h′=(0.10～0.15)H,可根据现场实际情况进行调整;5)炮孔深度h:h=H/sinα+h′(直孔时 α=0);6)装药量:单孔装药量 Q=qabH;7)爆破石方的单位耗药量:按照现场岩层情况进行调整,一般取(0.35～1.0)kg/m3;8)减弱装药深孔爆破:深孔爆破中靠边最近的一排炮孔采用减弱装药爆破方法,此种爆破作用在于采用比前方正常爆破小的爆破参数,形成一缓冲保护层,将深孔爆破对边坡的影响降低。减弱装药爆破采用的孔网参数为:孔距 a=1.5 m;排距 b=1.0 m;单孔装药量 Q′=q′abH;在此处单位耗药量q′取0.5 kg/m3即可;9)装药方式:对于大梯段炮孔采用间隔装药方式,即在钻孔中把炸药分成数段,使爆炸能量在岩石中比较均匀分布;对于小梯段炮孔,采用连续装药结构,炸药从孔底装起,一起装到设计药量为止,钻孔完后要封好孔口,防止雨水把岩粉冲入孔内。为防止底部潮湿有水,底部用0.5 m防水乳化炸药爆破;10)起爆网络:a.采用非电复式起爆网络,“同段别、等微差”起爆网络,该网络的设计特点是:使用雷管段别少,现场施工操作简便,有利于改善爆破碎块度,将爆破震动降低到最低限度。b.具体实施方法。分层爆破开挖:根据实施情况采用由上而下、自左向右分层分台阶爆破的方法,以保证各工序间实行流水作业。钻孔与炮孔验收:严格按照钻孔设计要求进行钻孔,在装药之前,首先检查炮孔位置、方向、深度是否符合要求,孔内是否有残渣、积水和堵孔,发现不符合要求的应及时处理,以免影响爆破效果。起爆药包的制作:在现场工作时,将导爆管按孔深和孔外所需的长度剪断,然后与雷管进行组装,把组装后带导爆管的雷管插入药包中,并用胶布缠紧,将药卷与插好管的药卷捆绑在一起放入孔底。装药和堵塞:装药包括装药结构和装药方法,装药结构包括连续装药和间隔装药,连续装药由于孔的上部不装药容易产生大块,间隔装药可以使爆破能量在岩石上均匀分布,深孔控制爆破采用两间隔装药,中间不装药部位长1 m～2 m。网络的连续和起爆:完成上述工序后进行网络连续,人员撤离危险区后进行爆破。