爆破施工在立交橋頂進(jìn)工程中的應(yīng)用

李 鵬

(上海鐵路局 安徽地鐵公司，合肥 230000)

1 工程概述

205國(guó)道新沂改線段下穿隴海鐵路立交橋工程，施工位置位于隴海線K109+606處。北部1 000 m內(nèi)為田野空曠地帶，西南側(cè)300 m處為聞馬村，南部和東南側(cè)為空曠田野，東西向?yàn)殡]海鐵路。頂進(jìn)施工中遇到巖石，采用機(jī)械開挖難以破除。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合施工實(shí)際情況，為加快工程進(jìn)度，確保頂進(jìn)開挖施工的正常進(jìn)行，石方施工采用爆破開挖。爆區(qū)周圍環(huán)境具備爆破條件，能夠滿足爆破要求。現(xiàn)場(chǎng)采取控制爆破，并加以必要的防護(hù)(覆蓋)。爆破地點(diǎn)在隴海鐵路既有線下，爆破施工期間須確保線路行車安全，安全要求高，給爆破作業(yè)帶來(lái)了一定的困難，施工時(shí)工程防護(hù)要求高。由于工期間隔時(shí)間長(zhǎng)、跨度大，施工方法受氣候與環(huán)境的影響，因此施工時(shí)應(yīng)充分考慮各種因素，采取相應(yīng)措施，保證本工程的質(zhì)量和進(jìn)度計(jì)劃的完成。

根據(jù)該工程的要求，結(jié)合施工單位項(xiàng)目部的施工能力和組織安排，施工工期為2009年7月至2010年5月。本工程選用具備爆破資質(zhì)的爆破公司負(fù)責(zé)具體施工，施工前按規(guī)定辦理爆破施工審批手續(xù)(包括專項(xiàng)方案審查、安全協(xié)議簽訂、地方公安和鐵路公安批準(zhǔn)、路局安全審批等)。

1)認(rèn)真研究圖紙，弄清設(shè)計(jì)意圖。探察現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，組織技術(shù)人員制定出可行的施工技術(shù)措施。

2)爆破開挖應(yīng)充分考慮現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工條件，采用人工、機(jī)械、爆破配合的施工方法，科學(xué)地進(jìn)行設(shè)計(jì)。爆破施工要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求開挖斷面，能保護(hù)的盡量保護(hù)。標(biāo)明工程起點(diǎn)、彎點(diǎn)及終點(diǎn)等位置，把能碰到的樁點(diǎn)引至外面以便進(jìn)行核查。

3)爆破作業(yè)應(yīng)提前向新沂工務(wù)車間報(bào)爆破配合作業(yè)計(jì)劃，發(fā)書面配合聯(lián)系單。爆破開挖采取每日要點(diǎn)施工。

4)利用封鎖點(diǎn)進(jìn)行爆破。爆破施工完畢后，在列車到來(lái)之前要留有充足的時(shí)間對(duì)上、下行線路有無(wú)飛石，以及線路擾動(dòng)情況、線路幾何尺寸檢查一遍，線路幾何尺寸滿足要求后，方可放行列車。

2 爆破設(shè)計(jì)

項(xiàng)目部根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)爆破介質(zhì)(砂巖)及爆破環(huán)境進(jìn)行了認(rèn)真的勘察和方案論證，爆破設(shè)計(jì)如下:

1)爆破方案選擇。由于建設(shè)工期緊，總爆破量不大，決定采用淺孔爆破方案，分次分批爆破到底。

2)淺眼爆破參數(shù)的選擇。爆破采用手風(fēng)鉆垂直打孔，梅花形布眼，具體參數(shù)如下:①孔徑:風(fēng)鉆鉆孔，一字型鉆頭直徑36 mm，鉆孔直徑約38 mm。②孔深:根據(jù)爆破深度的不同，超深10% ～15%。即孔深L=(1.1-1.2)H(爆深)，根據(jù)機(jī)械特性和現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況決定最大孔深為1.5 m。③布眼密度(孔距a，排距b)根據(jù)爆深現(xiàn)場(chǎng)確定，具體布孔見表1。④單位體積耗藥量:采用松動(dòng)爆破，炸藥單耗q取300 g/m3。⑤單孔裝藥量Q，按下式計(jì)算Q=qabH，具體設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。爆破裝藥要遵循多打孔少裝藥的原則，控制一次起爆最大藥量。爆破深度一次以不超過(guò)1.0 m為宜。⑥起爆順序:每次爆破的一次起爆藥量不超過(guò)1 kg，采用毫秒微差起爆，使用毫秒2，3，4，5段雷管，一次起爆雷管段別不超過(guò)4個(gè)段別。

3)施工工藝確定。①試驗(yàn)炮:進(jìn)場(chǎng)施工后，首先根據(jù)巖石結(jié)構(gòu)、爆破深度的不同等選擇具有代表性的部位，按照本設(shè)計(jì)的各項(xiàng)參數(shù)，進(jìn)行小規(guī)模的爆破試驗(yàn)。根據(jù)爆破效果，進(jìn)行調(diào)整，以優(yōu)化爆破參數(shù)。②工藝流程:施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→標(biāo)孔→鉆孔→藥包制作→藥包裝填及堵塞→網(wǎng)路連接與檢查→安全防護(hù)→警戒→起爆→爆后檢查、盲炮處理→渣土清理運(yùn)輸→測(cè)量→找平。

表1 淺眼爆破參數(shù)

3 安全距離計(jì)算

當(dāng)取 Q=1 kg，K=100，α =2.5，R=5 m 時(shí)，則 V=1.7 cm/s，即最大一段裝藥量只要不超過(guò)1 kg，那么爆破振動(dòng)產(chǎn)生的地震波是能滿足《爆破安全規(guī)程》(GB6722—2003)中要求的。實(shí)際爆破時(shí)應(yīng)先進(jìn)行試炮，結(jié)合爆破振動(dòng)測(cè)試儀器(UBOX—5016)測(cè)試的數(shù)據(jù)，采取最符合現(xiàn)場(chǎng)條件的爆破起爆藥量。

1)地震波安全距離。根據(jù)公式

式中，R為從測(cè)點(diǎn)到爆破中心的距離(m);V為質(zhì)點(diǎn)允許振動(dòng)速度(cm/s);Q為延發(fā)爆破時(shí)最大一段裝藥量(kg);K為與爆破場(chǎng)地有關(guān)的系數(shù);α為與地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)。

2)爆破飛石距離。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，在遠(yuǎn)離鐵路處先進(jìn)行爆破施工，先爆破出一道寬1.5 m的溝槽，以便為后續(xù)爆破部位創(chuàng)造出臨空面。這種背向鐵路臨空面的起爆，爆破產(chǎn)生極少量的飛石在封閉的空間內(nèi)不會(huì)飛出，確保鐵路安全。

3)沖擊波安全距離。爆破作用指數(shù)＜3的露天淺孔爆破，一般爆破沖擊波都很小，只考慮爆破飛石和爆破地震波。本爆破工程是露天淺孔松動(dòng)爆破，爆破作用指數(shù)＜1，可不考慮爆破沖擊波的危害。因此，爆破安全警戒距離取100 m。

4)防護(hù)措施。為防止爆破飛渣造成安全隱患，爆破時(shí)在爆破部位鋪設(shè)一層炮被，施工時(shí)再用彩鋼瓦或竹膠板及方木在便梁下進(jìn)行封閉隔離。爆破施工采取每日要封鎖點(diǎn)施工，隴海上下行線同時(shí)封鎖30 min，每日一個(gè)點(diǎn)，確保鐵路行車安全。

5)警戒。①根據(jù)施工設(shè)計(jì)提供的警戒范圍平面圖標(biāo)明的危險(xiǎn)范圍，設(shè)置警戒地點(diǎn)和警戒標(biāo)志。②在所有進(jìn)入爆區(qū)的通道和危險(xiǎn)區(qū)入口處，都必須有人員警戒，警戒人員應(yīng)持有警戒旗、哨子和便攜式擴(kuò)音器。③警戒人員應(yīng)提前半小時(shí)到指定地點(diǎn)上崗，按計(jì)劃斷絕各通道，直至發(fā)出解除警戒信號(hào)后，方準(zhǔn)離開崗位。④ 爆破危險(xiǎn)范圍內(nèi)的人員，必須按指揮部的撤離計(jì)劃在起爆前撤至安全地點(diǎn)。⑤負(fù)責(zé)人員撤離的責(zé)任人及警戒負(fù)責(zé)人應(yīng)及時(shí)向指揮長(zhǎng)報(bào)告警戒工作情況。

4 安全措施

1)施工單位應(yīng)將爆破有關(guān)企業(yè)資質(zhì)及爆破員特殊工種證件報(bào)監(jiān)理審批。爆破作業(yè)時(shí)，所有爆破作業(yè)人員應(yīng)持證上崗，且必須由具備資質(zhì)的工程技術(shù)人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)指揮實(shí)施爆破，嚴(yán)禁無(wú)證接觸爆炸物品及外單位爆破作業(yè)人員參與爆破作業(yè)。爆破器材臨時(shí)存放現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)按規(guī)定落實(shí)專人看管，并將爆破器材的流向登記詳細(xì)到個(gè)人，嚴(yán)禁代領(lǐng)、代用。

2)利用封鎖點(diǎn)進(jìn)行爆破，并保證在爆破施工完畢后，列車到來(lái)之前要留有充足的時(shí)間對(duì)上下行線路有無(wú)飛石，以及線路擾動(dòng)情況、線路幾何尺寸檢查一遍，線路幾何尺寸滿足要求后，方可放行列車。

3)爆破方案應(yīng)對(duì)路基塌方、線路幾何尺寸變化等編制相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。

4)嚴(yán)格遵守爆破安全規(guī)程。裝藥時(shí)應(yīng)加強(qiáng)安全警戒，并在警戒區(qū)邊界設(shè)置明顯標(biāo)志并派出崗哨，非爆破作業(yè)人員撤至安全距離范圍以外?，F(xiàn)場(chǎng)爆破人員與非爆破人員著裝應(yīng)有明顯區(qū)分，且掛牌上崗，爆破指揮及打孔、爆破各組人員應(yīng)佩戴袖章。

5)爆后檢查處理。①爆后必須等炮煙散盡碎渣穩(wěn)定后，檢查人員方準(zhǔn)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)檢查;②發(fā)現(xiàn)爆破碎渣局部不穩(wěn)定時(shí)，爆破負(fù)責(zé)人應(yīng)立即劃定安全范圍，派專人看守，無(wú)關(guān)人員不得接近;③指揮長(zhǎng)收到報(bào)告并確認(rèn)安全后，方可下達(dá)解除警戒令。

6)參加施工的人員由項(xiàng)目部進(jìn)行安全教育，掌握工程概況和安全注意事項(xiàng)。根據(jù)施工情況對(duì)施工人員進(jìn)行安全教育，及時(shí)掌握施工中的新技術(shù)、新方法、新設(shè)備、新材料對(duì)安全的要求。

7)六級(jí)以上大風(fēng)及大雨、大雪、大霧天氣，禁止爆破作業(yè)。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程由于在既有線鐵路下施工，為了不影響隴海線運(yùn)營(yíng)，初步考慮不采用爆破法施工，先后使用挖機(jī)破碎錘破除、靜態(tài)爆破劑配合挖機(jī)破碎錘聯(lián)合破除以及從深圳購(gòu)買液壓劈裂器進(jìn)行破除，效果均不理想。在此情況下，不得已只有采用明爆法施工。分別到上海鐵路局徐州鐵路公安處、新沂市公安局以及上海鐵路局業(yè)務(wù)處室辦理了爆破施工審批手續(xù)，同時(shí)與新沂市地震臺(tái)協(xié)商，確定采用淺孔微爆法施工以盡可能地減少對(duì)地震臺(tái)的干擾。工程于2009年7月6日對(duì)基坑進(jìn)行了試爆，試爆時(shí)各相關(guān)管理單位均到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)督，認(rèn)為這種爆破方法能夠滿足各方面安全要求。于7月7日開始按照淺孔微爆法進(jìn)行了基坑爆破開挖，在2010年4月至2010年5月進(jìn)行爆破頂進(jìn)工作。在施工過(guò)程中，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，制訂爆破施工記錄表和爆破施工卡控措施，保證了安全施工，滿足運(yùn)輸?shù)男枰?，同時(shí)給本公司在既有線爆破施工上積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，打下了良好的基礎(chǔ)。

［1］楊福剛，李喬榮.既有線框架橋頂進(jìn)施工技術(shù)［J］.鐵道建筑，2010(9):27-29.

［2］梁曉峰.靜態(tài)爆破技術(shù)在隧道開挖施工中的應(yīng)用［J］.鐵道建筑，2010(2):44-46.

［3］宋小林，張繼春，郭學(xué)彬，等.順傾邊坡巖體爆破的振動(dòng)特性數(shù)值研究［J］.鐵道建筑，2010(2):87-90.

［4］吳寧海，劉濤.爆破工程安全管理［J］.鐵道建筑，2009(12):130-132.

［5］中華人民共和國(guó)鐵道部.TB10203—2002 鐵路橋涵施工規(guī)范［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2002.