3、岩石边坡光面爆破施工工法
岩石边坡光面爆破施工工艺工法
QB/ZTYJGYGF-LJLM-0303-2011
第三工程公司韦秀友
1 前言
1.1工艺概况
岩石边坡光面爆破施工技术是在控制爆破的基础上发展起来的，通过控制爆破的作用范围和方向，使爆破后的岩面光滑平整，减少爆破对岩体的扰动、边坡坡面及超、欠挖和加固支护的工作量，保持边坡的整体性和稳定性，达到控制岩体开挖轮廓的一种技术。
1.2工艺原理
岩石边坡光面爆破的基本原理是沿边坡设计开挖轮廓线，布置间距较小的平行炮孔（光爆孔），通过不偶合装药等一系列施工工艺，使爆破后坡面沿光爆孔的中心连线破裂成平整的坡面。
2 工艺特点
1、可以减少超欠挖量，节省工程投资。
2、开挖面光洁平整，有利后期的作业。
3、对保留的岩体破坏比较轻微，影响很小，保护了岩体的完整性及边坡的稳定性。
4、由于预裂缝的存在，可以放宽对开挖区爆破规模的限制，提高了工效。
3 适用范围
适用于公路及铁路石质路堑边坡。
4 主要技术标准
1、《高速铁路路基工程施工技术指南》铁建设【2010】241号
2、《高速铁路路基工程施工质量验收标准》TB10751
3、《铁路路基施工规范》TB10202
4、《铁路路基工程施工质量验收标准》TB10414
5、《公路路基施工技术规范》JTG F10
6、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1
7、《爆破安全规程》GB6722
8、设计文件及合同
5 施工方法
技术人员按照《爆破设计方案》布置炮孔，操作工人采用潜孔钻钻孔，钻孔完成后，爆破人员按照《爆破设计方案》装药、警戒、起爆，爆破后经检查无盲炮或其它险情，组织挖掘机、自卸汽车运输弃方。
6 工艺流程及操作要点
6.1施工工艺流程
岩石边坡光面爆破施工工艺流程见下图
图1 岩石边坡光面爆破施工工艺流程图
6.2操作要点
6.2.1 爆破准备
1、设计图纸复核
结合现场实际对设计图纸进行认真复核，了解整个工程的设计意图，清楚设计要求，熟悉设计标准和相关施工规范要求；按照现场实际条件，对设计文件所提供的地形、地貌、地质条件、岩石结构、物理及力学性质等进行复核。
2、预留光爆层
在石方开挖接近边坡时，在设计边坡外预留光爆层，采用光面爆破来保证边坡平顺。
3、编制《爆破设计方案》
根据设计图纸及相关文件要求，在施工现场进行试爆，做好爆破设计并编制《爆破设计方案》，上报当地公安部门和上级主管部门审批，办理《爆破物品使用许可证》等国家规定的一系列证件，待《爆破设计方案》获得批准后，按照设计方案的总体要求，做好每次的爆破设计。
4、工料机备料
准备好施工需要的钻机、空压机、脚手架等机具及炸药、雷管、导爆索、导爆管、四通管、脉冲起爆器等爆破器材，所有火工品均有当地公安机关授权及相关质量证明。
6.2.2 测量放样
清表完成后按设计坡率进行施工放样，确定边坡开挖轮廓线，用白石灰粉或红线详细标出开挖轮廓线，确保炮孔布眼的精准。
6.2.3炮眼布眼
按照设计好的爆破参数准确地在爆破体上进行布眼，并作出明显标识，不可随意变动设计位置。布眼前应将爆破岩体表面的浮土和破碎层清除干净，根据施工放样确定开挖轮廓线，从边坡光爆孔开始标出炮眼位置、标高、法线方向，误差不得超过3cm。光爆孔布设完毕后进行辅助孔位的布置，孔眼布设完成后，应进行校核，实际最小抵抗线应与设计的最小抵抗线基本相符。
6.2.4钻机定位
根据现场实际地形及钻机高度，用脚手架搭建钻机平台并固定，在搭建好的平台上安装并调整钻机位置，使钻孔位置及钻孔方向与炮孔标定的位置和方向保持一致，钻孔角度与设计角度相符。
6.2.5钻眼、清孔
慢速开孔，当钻进1.0m左右，方可进行正常钻进。钻孔过程中，严格控制钻孔的方向、角度和深度，为确保边坡坡率符合设计要求，施工中采用地质螺盘仪校验钻杆方向及角度。同时在钻进过程中认真留意地质的变化情况，做好详细记录，遇到夹层或岩质变化时，应及时进行研究处理，调整孔位及孔网参数。
钻孔完成后，应及时进行清孔，采用胶管向孔内吹气清除孔口浮碴，同时检查炮孔有无堵孔现象，以及炮孔的间距、孔深、倾斜度是否与设计相符，若与设计相差较多，应对爆破参数进行适当调整，对可能影响爆破效果或危及安全施工的炮眼，应重新钻孔。先行钻好的炮孔，用编织袋或无纺布将孔口塞紧，防止杂物堵塞炮孔。
6.2.6装药、堵塞
装药前，应仔细确认炮孔有无堵塞现象。药卷加工时，根据炮孔深度，选择质量合格的竹子对剖成条并确保药卷有1/2包裹在竹片内，当炮孔较深，竹片强度不能满足要求时，应增绑竹片。把标准直径的药卷间隔绑在导爆索上，将绑在导爆索上的药串再绑在竹片上，缓缓送入炮孔内，竹片与被保留区内侧紧贴，使孔壁不致受到严重破坏，药卷正对爆破体。同时，炮孔底部1.0～2.0m区段因受夹击作用需加大药量，装药量应比设计值大1～4倍。取值视孔深和岩性而定，孔深者及岩性坚硬者取大值。接近堵塞段顶部1.0m的装药量为设计值的1/2或1/3。炮孔其他部位按设计的装药量装药。装药过程中应严格控制药量，把炸药按每孔的设计药量分好，边装药边量测，以确保线装药密度符合要求。
炮孔堵塞物用粘土和细砂拌和，以手握紧能使之成型，松手后不散开，且手上不沾水迹为准。药卷安放后应即进行堵塞，首先塞入纸团或塑料泡沫，以控制堵塞段长度（一般为1.0m），然后用木炮棍分层压紧捣实，每层以10cm左右为宜，堵塞中应注意保护好导爆索。
6.2.7联接起爆网络
光面爆破采用多排孔微差爆破，其网络采用簇连方式。由于光面爆破孔是最后起爆，为保证辅助孔必爆，对光面爆破孔可采用瞬发非电雷管同时起爆。待紧邻光爆孔的辅助孔起爆后，每级边坡的光爆孔同时起爆。
6.2.8警戒、起爆
为防止主爆孔爆破飞石，在主爆破体上均采用爆衣覆盖，每张爆衣用铁丝联成一片，同时在可能飞石的辅助孔上增加砂袋覆盖。
起爆前应进行清场工作，将爆破警戒区内的人员、禽畜、机械设备、仪器仪表及贵重物品在规定的时间内撤离到警戒区外；凡是不能撤离的仪器设备和贵重物品等要加以保护，防止被爆破可能产生的飞石砸坏。
清场开始即向各个预定的警戒点派出岗哨，防止人员车辆、禽畜等进入警戒区。警戒点应选在爆破危险区外、交通道口、视野开阔的位置，且相互间可以联络，以便于执行警戒任务。
起爆工作应由有经验的爆破员担任，对于重大爆破应由爆破工程技术人员担任。要由两人实施，1人操作，1人监督。起爆前应仔细检查起爆器，防止起爆失败。
警戒人员在听到解除警戒信号后，方可恢复交通，允许车辆人员等通行。
6.2.9爆破后的检查处理
爆破后，露天浅孔爆破应等待5min，方准许检查人员进入爆破区检查爆破情况，如不能确定有无盲炮，应经15min后方才能进入爆区检查。检查发现盲炮或其他险情，应及时向爆破工作人员汇报，严格按《爆破安全规程》处理。6.2.10挖运
采用挖掘机挖碴。当挖至光爆孔位置时，要派操作经验丰富的挖掘机操作手挖碴，操作时要轻挖慢刮，当半壁孔渐露时则用人工沿半壁孔清理。
6.2.11边坡、基底修整
每级边坡挖碴完成后要及时用人工从上至下清理边坡松动危石、浮石，修整边坡。对欠挖部分采用人工剥离，适当使用机械破碎；对超挖部分则清除至密实处。修整边坡时要注意保护好半壁孔。
按网格测量定出基床面标高，用施工机械整平，局部突出部位采用爆破或液压破碎锤处理。
7 劳动力组织
单机作业每班劳动力组织见表1。
表1 单机作业每班组人员表
8 主要机具设备
推荐使用的主要机具设备见表2。
表2 主要机械设备表
9 质量控制
9.1易出现的质量问题
9.1.1爆破后的边坡坡面平整度不符合设计和验收标准。
9.2保证措施
9.2.1严格按设计图纸要求进行施工放样，测放开挖轮廓线。
9.2.2根据现场实际情况试爆，调整确定爆破参数。
9.2.3钻孔时严格控制钻孔方向、角度、深度等。
9.2.4严格控制装药量。
10 安全措施
10.1主要风险分析
10.1.1爆破安全风险
10.1.2机械操作安全风险
10.1.3交通运输安全风险
10.2保证措施
10.2.1严格执行安全技术安全交底制度，确保所有涉爆人员，了解、熟悉、爆破安全技术以及爆破物品管理制度规定，层层签订爆破安全责任书。
10.2.2严格执行《中华人民共和国民用爆破物品管理条例》及《工业雷管编码通则》。严格执行爆破工程分级管理制度，遵守《爆破安全规程》。
10.2.3严格按照经过有关部门评估合理的爆破方案施工，经过安全评估审核通过的爆破设计，施工时不得任意更改，施工时如发现实际情况与评估时提交的资料不符，并对安全有较大影响时，应补充必要的爆破对象和环境的勘察及测绘工作，及时修改原设计，重大修改部分应重新上报评估。
10.2.4 所有涉爆人员必须持证上岗，严禁无证作业。每个作业面按规定配备足够数量的爆破员、安全员、现场保管员。
10.2.5每次爆破前划定危险警戒与撤离区域，设定信号标志，按设计警戒范围在警戒圈布置岗哨，布置时应重点考虑大小路口及视野广阔的地点，考虑到各岗位的联系并可统观全局。
10.2.6对主要设施及设备进行安全防护天空中包括动力、通讯线路；地表的包括建、构筑物、机械、设备、仪器；水面船只、水下的各类养殖动植物、场地、设施；地下的电缆、光缆等等，能撤离的全部撤离，不能撤离的进行防护。
10.2.7施工机械操作安全应遵循《建筑机械使用安全技术规定》（JGJ33）有关规定。
10.2.8在交通路口、弯道和会车处设置醒目的交通标志，必要时安排专人指挥交通；对作业人员要有计划地进行安全教育和学习，确保施工安全。
11 环保措施
11.1施工和生活中的废弃物经当地环保部门同意后，运至指定地点进行处理；工地设置能冲洗的厕所，派专门的人员清理打扫，并定期对周围喷药消毒，以防蚊蝇滋生，病毒传播。
11.2施工中废弃的零碎配件、边角料、包装箱材料等及时收集清理回收，搞好现场卫生，以保护自然环境与景观不受破坏。
11.3合理安排施工作业时间，在夜间施工不得安排噪音很大的机械。
11.4适当控制机械动力布置密度，条件允许拉开一定空间，减少噪音叠加。
11.5机械运输车辆途经居住场所时减速慢行,不鸣汽笛。
11.6在离施工场地200m内有村镇、居民区和其他环境敏感点时，作业中产生强噪声和强振动的施工机械如空压机、风镐、等在夜间(22:00—6:00)停止施工作业。
11.7工程完工后，清除所有施工场地内杂物，对已破环的原地面平整为耕地或覆盖植被。
12 应用实例
12.1工程简介
永泰站场位于福建省福州市永泰县温泉村与刘崎村境内，距福州市约65公里。永泰站场邻近民居距爆破区域最近距离为200m。为保证边坡岩体按设计轮廓面成形并防止爆破对岩体的扰动和破坏以及边坡绿化设计支护，同时为了减少爆破对民居的影响，须采用光面爆破对边坡进行开挖。
12.2施工情况
本工程选择瑞典阿特拉斯潜孔钻2台，气腿式凿眼机6套，柴油空压机1台、英格索兰P400空压机2台、卡特320C型挖掘机2台。
12.3工程结果评价
至2010年7月6日，该工程边坡残留孔完好率达到80%，坡面超欠控制在±15cm，平台标高控制在±10cm，外观质量优良，实测合格率均超过90%。
12.4建设效果及施工图片
图2 边坡光面爆破瞬间图图3 光面爆破后开挖成型的边坡