新建高速公路山体下方有村庄时的爆破安全防护技术
梁学
文章以巴马至平果高速公路K82+400段路基爆破工程为依托，研究高处山体下方有村庄的安全爆破防护技术，提出高速公路附近有村庄时爆破施工的安全防护控制措施。
高处山体;村庄;爆破技术;安全防护
U416.1+13A110393
0 引言
爆破施工是高速公路建设中常见的一道工序，当施工过程中遇到岩石时，需要采用爆破施工法，将岩石破碎或震裂后挖除，并将破碎后的岩石运输到路基上填筑或加工成碎石。如果爆破山体下方有村庄时，飞石或滚石会对周围民房造成影响，需要研究合适的爆破技术和安全的防护措施，以确保施工安全。
1 工程概况及爆破环境
依托工程为天峨（黔桂界）至北海高速公路（巴马至平果段）K82+100～K82+420路段，爆破点位于平果市四塘镇岜旗村琴花屯西南侧附近山体，爆区长度为320 m，山体最大高度为100 m，爆破方量约为100万m3。路基主线为南北走向。东北面山坡下最近点约120 m有村庄民房。山体上部区域高于征地施工红线上方30 m，顶部宽度为4.5 m，长度约为70 m，为石灰岩，裂隙很发育，顶部浮石较多，山体上部南面为垂直面、北面倾斜度约为40°，红线区域的厚度约为35 m。本爆破工程有以下几个难点：（1）安全要求高，爆破的飞石、滚石和振动不能危害到山体下方的民房;（2）工期要求短，工期紧凑，需在18个月内完成;（3）质量要求高，要求边坡平顺、面滑。
2 爆破设计原则[1]
对爆破环境进行实地勘测后，主要技术控制为采用爆破定向落石方式，在靠近民房的一侧预留4 m的抵抗线，使石方的临空面始终避开民房的方向。为了安全起见，在山坡下方设一道防护沟和一道被动防护网，作为两道安全屏障。
2.1 爆破参数设计
针对山顶部浮石较多、滚石危害较易发生以及周边有保护目标民房的情况，针对征地红线以上部分，使用弱爆破和中深孔爆破，不同钻孔深度下的爆破参数值如下页表1所示。
2.2 起爆方式及爆破网路
设计使用二号岩石乳化炸药、数码电子雷管，采用数码电子雷管起爆网路，逐孔起爆，毫秒延期，每发雷管并联接入母线，形成整个起爆网路。
起爆网路设计为工业数码电子雷管起爆网路，采用并联方式联网，组网完成后，使用数码电子雷管专用起爆器进行起爆，采取微差起爆控制技术，每个孔装12发雷管[2]。针对本次爆破特点，拟采用毫秒延期、逐孔起爆的延期方法，逐孔延期时间为50 ms，逐排延期时间为100 ms（具体根据爆破效果逐步优化）。
2.3 安全防护设计
在征地红线处设置第一道防护沟，沟深为2 m，宽度为4 m，堆土高度为2 m，挡土高度共4 m，作为挡滚石沟。此外，在山脚部分民房上方设置被动防护网。
3 爆破试验
爆破方案选定后，要在现场进行爆破试验，其目的是验证既定爆破参数的合理性。爆破试验选择在山体的西南面一个自然形成的平台处，其地质与山顶相类似，按照既定的参数爆破，爆破效果良好，无飞石块，在民房附近使用测振仪进行测振，振动值最大值为1.2 cm/s，低于允许振动最大值2.5 cm/s。
4 現场爆破施工
在施工前，首先要开挖防护沟和安装被动防护网。防护沟的选址可以在山体下征地红线处，使用挖掘机开挖一道底宽为4 m，挡土高度为4 m的防护沟，开挖完毕进行验收。每次爆破后，要及时清理落在防护沟的石块，保证挡土高度。安装被动防护网可以由专业的施工队施工，采购合格的被动安全网进行安装。被动安全网安装的位置应设在距离民房10 m的地方。被动防护网安装完毕进行验收，验收合格后方可爆破施工。
K82+400段路基爆破开挖方式为从山体的西南面使用机械开挖配合弱爆破法从山脚开一条4 m宽的山路至山顶，作为炸材和机械设备运输通道。整座山体爆破开挖自西南面向东北面逐层往下，爆破时主要控制点是东北面的岩石面，防止有爆破滚石落下。爆破前，使用挖掘机和液压炮机对山顶表面松动岩石进行清理，清理完成后，才进行爆破开挖。
征地红线以上山顶部分爆破时，要防止石块因爆破临空面落到民房一侧，或因爆破时振动石块开裂孤石滚落民房一侧。山顶部分应采用机械方法开挖，配合使用覆盖防护方法，防止产生飞石，开挖时保证岩石临空面避开民房。将爆破区按照安全等级进行分区。根据爆破现场环境，一级爆破区距离民房一侧坡面4 m，此处为高风险区，不能直接使用爆破法，可使用预裂法和采用机械破除配合弱爆破法，弱爆破法应加强覆盖防护，使用炮被覆盖炮孔或炮位处。二级爆破区距离民房一侧坡面4～10 m，采用中深孔爆破法，在布孔时，由现场施工人员使用皮尺丈量定位，炮孔深度为6 m，装直径为70 mm的乳化炸药12 kg。三级爆破区距离民房一侧坡面10～30 m，采用深孔爆破法，炮孔深度为8～9 m，装直径为70 mm的乳化炸药36 kg。四级爆破区距离民房一侧坡面30 m以上，采用常规深孔爆破法，炮孔深度为10～12 m，装直径为70 mm的乳化炸药48～60 kg。炮孔朝向抵抗线，爆破设计要求进行一炮一设计。
征地红线以下部分采用深孔爆破法，预留2～3 m的保护层，爆破清运完成后通过光面刷坡形成合格边坡。使用光面爆破法，达到坡面平顺光滑的效果，整个边坡岩石爆破从上到下按顺序分台阶循环进行。
5 爆破效果分析
5.1 爆破飞石分析
为了减少飞石产生的影响，浅孔爆破时，应适当减少炸药的使用量，用沙袋或炮被覆盖炮孔，使爆破时不产生飞石。深孔爆破时，炮孔填充超过4 m时，不产生飞石。
5.2 爆破滚石分析
除了留有4 m的抵抗线之外，爆破的临空面在民房的对侧，落石的朝向始终避开民房。在靠近民房一侧使用弱爆破法和机械挖除法，不产生滚石，即使有极个别的滚石，下方有防护沟及被动防护网阻拦，不会对民房产生影响。
5.3 爆破振动分析
钻孔的深度与药量掌握精准，爆破振动非常小，对民房影响极小，现场使用测振仪检测振动最大值在1.2 cm/s，控制在2.5 cm/s以下。
6 结语
在山体下方民房处进行爆破施工，使临空面始终避开民房，靠近民房的一侧预留4 m的抵抗线。在山坡下方设一道防护沟和一道被动防护网，既保证了民房不受影响，又保证了施工进度。
[1]贾朋宾，王鹤鸣.邻近居民区石方爆破技术的探讨[J].南水北调与水利科技，2007，5（Z1）：51-53，56.
[2]郭孝平.高速公路石方大爆破施工[J].西部探矿工程，2004，6（6）：98-99，101.
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