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1、岩石边坡光面爆破施工工艺 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，是利用控制爆破的作用范围和 方向，使爆破后的岩面光滑平整，防止岩面开裂，减少边坡破面及超、欠挖和支护的工作量，保持 边坡稳固，达到控制岩体开挖轮廓的一种技术。 1 工艺特点 岩石边坡采用光面爆破开挖后坡面平整，可保持岩体的整体性和稳定性，有利于施工的安全； 可减少超、欠挖，节省因超、欠挖而增加的工程数量和费用，加快施工速度和提高工程质量；边坡 光面爆破开挖后，可在新成的坡面上留下清晰可见的半边孔壁痕迹。 2 适用范围 广泛运用于明挖路堑边坡、坝基及深基坑边坡开挖，进行参数调整后也适用于隧道及地下硐室 开挖。 3
2、工艺原理及设计要求 3.1 工艺原理 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平行炮孔(光爆孔)，在这些孔 中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。光面 形成过程见图 1，1、2号炮孔相互起到导向作用，在爆炸气体的作用下，相邻两炮孔连心线径向裂 隙优先发育，并继续延伸扩展，成为贯通裂隙，最后形成光面。 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 工艺设计要求 抵抗线确定 光爆孔到邻近辅助孔间的距离，是光爆孔起爆 时的最小抵抗线，一般大于或等于光爆孔之间的间 距。 计算孔距 光 爆孔孔距指光爆孔与光爆孔之间的中心距 ） 1 软岩(轴心抗压
3、强度30MPa) 70120 2 中等硬度岩石(30MPa 150 3 硬岩(轴心抗压强度60MPa) 150 12 a 12 b 12 c 离，一般取炮孔直径的1020倍。在节理裂隙比较 发育的岩石中应取小值，整体性好的岩石中取大值。 a炮孔装药b 爆破相互作用c光面形成 图1 光面形成过程 装药量的确定 光面爆破中光面孔装药量一般指单位长度炮孔中装药的多少。为了控制裂隙的发育以保证壁面 的完整稳固，在保证沿炮孔联心线破裂的前提下，应尽量少装药。常见不同硬度岩石装药见表1。 表1 常见不同硬度岩石装药量 序号 岩石分类 装药量q（g/m 轴心抗压强度60MPa) 100 250 4 施工工艺
4、流程 光面爆破施工工艺流程见图2。 5操作要点 5.1 施工前的准备 查看设计图纸及投标文件提供的地质 勘察资料，同时对施工现场实地采点，进 一步了解施工区域内的地质性质，取样进 行分析，准确确认该边坡岩石所属类型及 地质结构，为下一步爆破参数提供依据。 5.1.1 现场复核 按设计要求进行现场施工放样，用木 桩定出桩位，并用石灰粉标出明显的坡顶 开挖轮廓线，放线完成后要进行复核，确 保准确无误。 5.1.2 工料机准备 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 有火工产品均要有相关的质量证明。 施工工艺 5.2 5.2.1
5、开工准备 修整上山道路，将坡顶植被及覆土清 测量放线 在清理好的坡顶准确确定坡顶开轮廓挖线，用白石灰粉标出开挖轮廓线，标出的轮廓线尽量详细， 保证下一步布孔的精准。 5.3 地质调查 原因分析 修改光爆方案 开工准备 测量放线 光面爆破设计 放样布孔 搭建钻机平台 对位开孔 钻孔、清孔 药卷加工及装药 爆破网络联接 警戒、起爆 差好 爆破后检查 理干净，尽量清理至基岩。查看设计图纸 及投标文件提供的地质勘察资料，施工现 场实地采点，准确确认该边坡岩石所属类型。 5.2.2 图2 岩石边坡光面爆破工艺流程图 爆破设计 为获得良好的光面爆破效果，应选用低密度、低爆速、小体积的炸药，以减少炮轰波的击
6、碎作 用和延长爆炸气体的作用时间。 1)不偶合系数K 不偶合系数指炮孔直径和药卷直径之比: K=d/d 0 ； d炮孔直径，mm d 0 则表示炮孔直径与药卷直径完全偶合，药卷与孔壁没有空隙，此时，炮轰压力 对孔壁的作用明显。K1 不偶合系数 K=1 。 药卷直径，mm 20倍。在节理裂隙比较发育的岩石中应取小值，整体性好的岩 1.0 时，光面爆破效果较好。岩石硬度越大，取值越大。 ，表示炮孔直径与药卷直径不偶合，药卷与孔壁有空隙。K越大空隙越大。 实验证明，当K25时，光面爆破效果最好。 2)炮孔间距a 一般炮孔间距取炮孔直径的10 石中取大值。 3）最小抵抗线W 光爆孔与最近辅助孔距离是边
7、坡光面爆破最小抵抗线，一般取Wa。 4）炮孔邻近系数m m=a/W 当m过大，爆破后有可能在光爆孔之间留下石埂，造成欠挖；m过小，则光爆孔之间留下凹坑， 造成超挖。实践表明，当m=0.8 5）装药量计算 先确定岩石的硬度情况，再根据表 1进行装药计算。为克服底部岩石夹持作用，要求底部 0.4 米长度加强2倍装药。 0.4 q根据表1确定的每米装药量，g/m (L-l)+q 单孔装药量Q=q ； L炮孔长度，m； l炮孔堵塞长度，m。 5.2.4 放样布孔 布孔时炮孔必须按照设计好的爆破参数准确地在爆破体上进行标识，不能随意变动设计位置。 布孔前应先清除爆破体表面的表土和破碎层，根据施工测量确定
8、的边坡线，从边坡光爆孔开始标定 。然后进行辅助孔位的布置，布孔完成后，应认 真进行校核，实际的最小抵抗线应与设计的最小抵抗线基本相符。 出炮眼位置、标高、法线方向，误差不得超过 3cm 5.2.5 搭建钻机平台及钻机定位 根据钻机高度用脚手架搭建钻机平台并固定，将钻机移至搭建好的平台上，调整钻机位置，使 钻孔位置及钻孔方向与测量布孔炮孔标定的位置方向一致，钻孔角度与设计坡角相等。 钻孔、清孔 钻机在开孔时，钻孔速度要慢，当钻进1.0 5.2.6 米左右，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，为保证边坡倾斜度严格符合设计要求，施工中采用地质螺盘仪进行校 核钻杆方向及角度
9、。同时在钻进时应留意地质的变化情况，并做好记录，遇到夹层或与表面石质有 明显差异时，及时同技术人员进行研究处理，调整孔位及孔网参数。 钻孔完成后，及时清理孔口的浮碴，清孔直接采用胶管向孔内吹气，吹净后，应检查炮孔有无 堵孔、卡孔现象，以及炮孔的间距、孔深、倾斜度是否与设计相符，若和设计相差较多，应对参数 适当调整，如果可能影响爆破效果或危及安全生产，应重新钻孔。先行钻好的炮孔，用编织袋将孔 口塞紧，防止杂物堵塞炮孔。 药卷加工及装药 装药前，要仔细检查炮孔情况，清除孔内杂物。药卷加工时，根据钻孔深度，选择质量好且直 的竹子，竹子对剖确保药卷有1/2 5.2.7 包裹在竹片内，当钻孔较深，竹片强
10、度不能满足要求时，进行增 绑竹片。把标准直径的药卷间隔绑在导爆索上，绑在导爆索上药串再绑在竹片上，缓缓送入孔内， 保证竹片紧贴边坡侧孔壁，药卷正对爆破体。同时装药过程炮中孔底部12m区段的装药量应比设 的装 计值大14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 药量为计算值的1/2 或1/3 。炮孔其他部位按计算的装药量装药。 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，边装药边测量，以确保线装药密 度符合要求。 （一般以手握紧能使 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
11、.0 ，含水量1520 炮孔堵塞物用粘土和细砂拌和，其粒度不大于30mm 米），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。 5.2.8 起爆网络联接 为保证光爆孔同时起爆，光面爆破一般都用导爆索起爆，通常采用分段并联法。由于光面爆破 孔是最后起爆，导爆索有可能遭受超前破坏。为保证辅助孔必爆，对光面爆破孔可采用高段延期雷 管与导爆索的双重起爆法。待紧邻光爆孔的辅助孔起爆后，每级边坡的光爆孔最好同时起爆。光爆 。 孔与前排辅助孔爆破的时间差不得小于110ms 5.2.9 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
12、在可 能飞石的辅助孔上增加砂袋覆盖。为防止个别飞石伤人，每次爆破时通知可能有飞石的区域内居民 进行躲避。确认人员均撤离安全警戒线以外，方可发出起爆信号。 5.2.10 爆破后的检查处理 爆破员在炮声响完后进入爆破区检查爆破情况，若发现有瞎炮，要立即向爆破指挥组组长报告， 根据实际情况提出处理意见。若爆破网络出现问题，则将未起爆的网络重新连接起爆；若个别炮孔 爆炸迹象不明显，但又确认导爆管已传爆，则将怀疑部位做明显的标志，划定范围，禁止施工机械 在危险范围内作业，当危险范围以外的石方清理完毕，再对“危险范围”内的爆破情况进行鉴定： 若“危险范围”内的底部岩石已经破碎，可判定该炮孔内的炸药已经爆炸
13、，“危险范围”不再危险， 施工机械可以挖装；若“危险范围”内的底部岩石完整如初，可判定该炮孔内的炸药未起爆,要采取 措施将炮孔内的炸药取出后，按照孤石爆破的方法爆破剩余岩石。 5.2.11 出碴 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。 5.2.12 修整边坡 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，修整边坡。对欠挖部分先人工 剥离，适当使用机械破碎；对超挖部分则挖至密实处。修整边坡时要注意保护好半壁孔。 5.2.13 台阶平台修整 当边坡坡面修整完毕后，用挖掘机清理本级平台，清理平台时随时
14、测量标高，使平台达到设计 标高。 6 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 序号 机械名称 型号规格 额定功率（千瓦） 生产能力 1 气液联动潜孔钻机 HQJ110 30 2 汤母洛克液压钻机 700-2 3 3 挖掘机 CAT320C 268 1.6m 4 手风钻机 7655 5 空压机 P600 6 空压机 HH750 7 劳动力组织 单机作业每班劳动力组织见表3。 表3 单机作业每班人员表 序 号 工种 单位 需求量 合计（人） 1 机械工 人 6 2 爆破工 人 4 14 3 普工 人 4 8 质量要求及质量控制要点 施工质量要求 坡面上要留有炮孔痕迹，坡
15、面平整度（又称起伏差）的允许值为15cm 8.1 ，平台标高、符合设计 要求。 8.2 质量控制要点 坡面有炮孔痕迹，坡面平整，坡度、平台标高、宽度符合设计要求。 8.2.1 平台面检验 根据设计图纸测量平台标高、宽度，测量爆破开挖后坡顶线与坡角线是否与设计图纸符合， 平台标高是否与设计要求一致。 边坡坡面检验 1) 8.2.2 开挖坡面岩石的完整性用岩壁上炮孔痕迹率来衡量。炮孔痕迹率也称半孔率，为开挖壁面上 的炮孔痕迹总长与炮孔总长的百分比率。对节理裂隙极发育的岩体，一般应使炮孔痕迹率达到50； 以上。围岩壁面不应有明显的爆生裂隙。 2）围岩壁面不平整度（又称起伏差）的允许值为15cm 节理
16、裂隙中等发育者应达80；节理裂隙不发育者应达80 。 8.3 质量通病的处理 光面爆破易出现每级坡顶处堵塞段留有“牛鼻子”、孔与孔之间埂、台阶底角留有埂坎等质量 通病。对上述质量通病，采用减少堵塞长度，运用机械破碎孔与孔之间埂，光爆孔适当超深解决。 9 安全及环保措施 9.1 施工安全措施 在钻孔平台上设立防护栏，做好员工安全教育，每班上班前要进行安全交底。成立安全管理小 组，建立安全管理制度，爆破警戒严格按爆破规程执行。爆破工程中，飞石危害较大，不允许有大 量或较远的飞石，按我国爆破安全规程规定的城市爆破个别飞石距离在200以m内，采用以下措 施：严格按设计布孔、验收、装药，避免单耗失控；保
17、证堵塞质量，不但要保证堵塞长度，而且保 证堵塞密度；杜绝前排药包临空面的薄弱位，前排药包临空面若有局部抵抗线很小或有张开裂隙通 过炮孔，就会有飞石距离增大现象，因此在布置前排炮孔时，应避免这种情况的发生。若钻好孔后 发现有这种情况，则应适当减少该孔的装药量或采用局部不装药，用堵塞物充填的办法解决。采用 微差起爆及同排炮孔采用孔间微差起爆。 孔口采用橡胶皮和沙袋进行覆盖。 工地主要出入口设置交通指令标志和警示灯，保证车辆和行人安全。 9.2环 境保护 在爆破施工时对文明施工的要求较一般地区的要求也应相应提高，应严格遵守国家和施工所在 地有关文明施工的规定，本着“方便居民生活，利于生产发展，维护环
18、境卫生”宗旨的施工原则， 达到业主的要求。 建立环保领导小组，落实文明施工现场责任区，制定相关规章制度，做到现场文明施工管理有 章可循。合理安排施工，严格控制噪音，尽可能使用低噪音设备，对于特殊设备采取降噪消音措施， 以尽可能减少噪音对周边环境的影响。 10 应 用实例 工程设计情况 温岭市中华北路开掘工程横跨芝岙山，芝岙山地貌类型为丘陵，呈北东向展布，最高点炮垒头， 高程为131.7m 10.1 。工程开掘后形成的中华北路呈北西南东向展布，同时形成路堑边坡。中华北路最 大相对高差为84m 。为保证 边坡岩体按设计轮廓面成形并防止围岩破坏以及边坡绿化设计支护，须采用光面爆破对边坡进行开 挖。坡
19、顶一级按 1：1.5 ，道路两侧各10m 施工机械选型 气液联动HQJ110 潜孔钻机2台，汤姆洛克700-2 空压 空压机1台、卡特320C 爆破参数选定 1) ，开掘后道路宽50m 的绿化带，道路工程全长约1300m 削坡，其后按 1：1削坡，并按 8m高设平台；一、二级平台宽 4m，三、四 级平台宽3m，五级以上宽2m。 10.2 液压钻机1台，手风钻2套，寿力H750 机1台、英格索兰P600 10.3 型挖掘机4台。 台阶高度，根据甲方要求，每个台阶高度H H=8m 2) 钻孔直径D（mm） D=80mm 3)钻孔倾斜度 4)超钻深度h 0 （m） h 0 =0.5m 5)钻孔深度L
20、（ ）m L=12.1m 6)炮孔间距a（m） a=1.0m 炮孔布置如图3： 7)最小抵抗线w（m） （ m）W=1.2 g/m 9)不偶合系数m m= D/d 0 ） =250 8)药量计算（g/m 药卷直径。 装药结构 选用间隔装药结构，如图4。 11) 爆破效果 至2006 ，坡面超欠 ，平台标高控制在 13，c外m观质量优良， 实测合格率均超过92% =45 辅助孔光爆孔 3.5m2.0m2.0m2.0m 0m. 2m 1. =8H 300 =2.5 2 式中：D钻孔直径； d 0 10) 74 h=0.5m 爆破网路敷设 选用导爆管、非电毫秒雷管、 导爆索起爆，起爆网路见图5： 10.4 年12月6日,该工程边 坡残留孔完好率达到85% 控制在11cm ， 图3 钻孔示意图 导爆索药卷25cm-45cm20cm 竹片图4 炮孔装药结构示意 1.0m 受到温岭市城市建设规 划局、市建委及监理公 司等公司的高度评价， 为公司赢的了荣誉，并 被推荐为温岭市优质工 程，获得“曙光杯”优 质工程奖。爆破效果见 图6图7。 4 3 2 1 2.0m 1-2-3辅助孔；4-光爆孔；1-4为起爆顺序 图5 起爆网路示意图 图6 边坡光面爆破瞬间图片 图7 爆破开挖后光面图片