高速公路岩质高边坡爆破施工技术分析
０ 引言
高速公路是国家交通运输网络体系中的重要组成部分，随着国内经济建设的稳步发展，高速公路建设规模与数量呈现增长趋势。而在高速公路工程项目建设过程中往往会遇到高边坡，因此就需要采用爆破施工技术。为了保证高边坡施工质量与安全，必须结合项目实际情况编制合理、可行的技术方案，同时严格控制炸药使用量，并采取一系列的安全防护措施。本文以实际高速公路工程项目为例，重点研究了岩石高边坡爆破施工技术。
１ 微差爆破技术原理
微差爆破技术指的是通过选择毫秒延期雷管，实现多个相邻炸药包之间的毫秒级别间断起爆，同时各个炸药包产生的能量相互影响，从而形成较好的爆破施工效果。同时把单次爆破炸药划分成了大量的起爆药包，在很大程度上减小了爆破振动。现阶段，国内外关于微差爆破技术原理并未达成统一意见。其中公认度比较高的假说如下：①应力波干涉假说，即先后起爆炮孔形成应力波，彼此之间可能会叠加或者是抵消，岩石受到持续相互应力的作用后，能够显著提升破碎度；②自由面假说，先起爆的炮孔能够为后起爆的爆破提供自由面，弱化了后起爆炮孔被岩石约束的作用，从而提升破碎效果；③岩块碰撞假说，优先起爆炮孔形成的岩块并未落地或者是落地，后起爆炮孔形成的岩块与其就会碰撞，通过动能提升破碎效果，而且缩短了岩石抛掷距离，产生的爆破物堆积较为集中；④降低爆破振动，微差爆破将延期时间严格控制在合理范围以内，降低单孔装药量，实施分散药包的微妙延迟起爆，由此产生的爆破振动从时间、空间上也比较分散，较大程度上减小了振动强度。若是微差时间确定的更为合理，甚至可以抵消爆破形成的振动波，弱化振动波影响范围。合理控制毫秒延期的时间间隔，防止爆破形成的振动波叠加是微差爆破施工技术的重点。
２ 项目背景
某高速公路工程项目的全线长度为３６.２７ｋｍ，起讫桩号为ｋ１３＋２８８～ｋ４９＋５５８，采用的是双向四车道，限定的行车速度为１００ｋｍ／ｈ。其中整体式路基的宽度为２４.５ｍ，而分离式路基的宽度为１２.２５ｍ，设计的汽车荷载等级为公路Ｉ级。此项目中包含的高边坡为１３段，长度为３.８５１ｋｍ。根据设计图纸与地质勘察报告可知，边坡包含灰岩、白云岩以及粉砂岩等，而岩性基本表现为中风化灰岩与砂岩，通过综合分析与研究后，确定岩质高边坡施工采用爆破技术。
３ 爆破方案
３．１ 爆破方案
此项目现场地质条件尤为复杂，必须严格控制爆破振动情况，通过一系列措施减弱爆破振动产生的影响。同时项目施工工期紧，任务重，选择浅孔爆破技术无法满足要求，所以通过综合分析与研究确此项目中岩质高边坡爆破选择中深孔微差控制爆破。此项目中岩质高边坡级别是６级，高度接近为５７ｍ，确定采用７个台阶实施爆破，各台阶的高度控制是８ｍ。同时单次爆破装药量控制为２０００～３０００ｋｇ，若是装药量过大，就会产生较为严重的飞石现象，从而可能引发安全事故；若是装药量过���，又不能达到施工工期要求。
３．２ 参数设计
此项目中岩质高边坡采用的是深孔控制爆破，其各项参数设计如表１所示。
装药结构选择的是连续柱状式，通过非电毫秒导爆管雷管进行起爆。设计微差起爆网络，雷管选择的是毫秒延期导爆管，孔内外延期逐孔起爆的爆破网络。从炮孔中安装毫秒延期导爆管雷管（数量是９段），同时炮孔之间以３段毫秒延期导爆管进行连接，各排之间以５段毫秒延期导爆管进行连接。此外，逐孔起爆的爆破网络连接如图１所示。
单次起爆４排炮孔，各排炮孔应≤２０个，单次起爆一共约为８０个炮孔，单孔的装药量应＜３４ｋｇ，所以单次起爆的炸药量≤２７２０ｋｇ。
３．３ 安全方案
１）飞石控制。为了能够有效防止岩质高边坡爆破施工过程中部分飞石对施工人员与周边结构物造成的损伤，必须结合高速公路工程项目施工现场条件状况，将施工人员、电线电缆与临时住房等作为重点保护对象，通过计算分析确定安全范围并设置安全警戒线。在岩质高边坡爆破作业阶段，施工人员与设备需要提前撤离到安全区域，针对无法撤离的施工设备与其他相关保护对象，则需要采取有效的防护措施。此高速公路工程项目中岩质高边坡爆破点与周边大桥相距约为７３.８ｍ，所以需要严格控制爆破飞石，可以通过多打孔、少装药等相关措施，同时从炮孔上部覆盖一层防护材料，以免产生飞石。此次岩质高边坡爆破飞石通过对爆破设计参数进行调整、优化，以保证达到理想的爆破效果。针对爆破施工阶段飞石控制，主要采取的措施有：①自由面需要背向桥梁进行布置；②合理设计与确定孔网参数；③科学设计爆破网络；④严格控制堵孔长度，并提升堵孔质量；⑤结合高速公路工程项目实际情况，可以选择防护炮被实施覆盖防护处理。
２）安全爆破措施。此高速公路工程项目中岩质高边坡爆破施工中，为了能够确保爆破安全性，需要采取以下措施：①项目安全管理部需要制定安全管理文件，同时成立岩质高边坡爆破安全小组，由安全管理部的领导担任组长，全方面负责岩质高边坡爆破施工安全，同时爆破负责人担任副组长，重点负责爆破安全，而组员则包括爆破施工技术人员、安全员以及警戒人员等；②结合项目实际情况及施工要求制定安全规章制度，定期组织爆破施工技术人员参加安全教育与培训，重点学习研究《爆破安全规程》（ＧＢ６７２２—２０２１）以及《安全生产法》等相关知识，同时严格要求其根据规范流程进行爆破作业；③参与岩质高边坡爆破施工的技术人员必须保证持证上岗；④爆破施工技术人员应深入分析、研究爆破施工设计方案，保证严格按照设计方案内容及要求进行爆破施工；⑤编制的岩质高边坡爆破技术方案，需要经过专家及相关部门论证评估，通过后才能够使用；⑥提前完成爆破施工技术交底工作，精准把握爆破施工技术要点，从而保证岩质高边坡爆破施工的安全性；⑦爆破施工技术人员需要进场完成相关检查工作，主要包括孔深度、孔间距、排间距、倾角以及最小抵抗线等相关指标，若是未能达到规定基本要求，则立即责令有关施工人员调整处理，在装药的过程中必须认真核对装药量、填塞长度以及填塞效果，然后采取合理、有效的高强度防护措施，待爆破施工完成后认真、全面排查，若是存在盲炮则要由专业人员实施处理；⑧安全部门的工作人员必须严格落实安全警戒工作，在岩质高边坡施工前要求全体无关人员撤离，以及将施工设备运输到安全范围之内，爆破施工必须合理确定视、听信号，力保爆破施工安全；⑨根据《爆破安全规程》（ＧＢ６７２２-２０２１）中的具体内容及要求管理爆破器材，安排专人负责看管，所有器材必须做好出入登记、账物一致，杜绝出现爆破器材丢失问题；⑩在爆破施工过程中，安全警戒范围之内不允许任何车辆通行。
３）爆破器材管理。
此高速公路工程项目中岩质高边坡爆破施工中的爆破器材管理措施具体如下：①此项目中选择的爆破物品都要办理有关手续，同时禁止私自挪用；②严格按照《爆破安全规程》（ＧＢ６７２２-２０２１）等有关规定要求进行爆破器材的运输、保管以及使用；③雷管与炸药等危险品需要隔离存放；④爆破器材装卸过程中一定要轻拿轻放，同时认真做好登记，以免装卸阶段出现丢失；⑤选择的雷管与炸药存放区域，需要在有关部门检查验收合格之后才能够正式使用；⑥制定详细的爆破器材领取与清退管理制度，收发爆破器材一定要实施台账管理；⑦领取爆破器材的施工人员需要持有爆破许可证，同时领取的爆破器材数量小于当天用量，针对未使用的爆破器材则要根据《民爆物品安全管理条例》中的相关规定等退回仓库进行存储，或者是进行就地销毁；⑧接触爆破器材的施工人员一定要规范穿戴防静电服，以免发生安全性事故。
４ 爆破施工
此高速公路工程项目中岩质高边坡爆破施工技术流程如图２所示。
４．１ 凿岩
选择潜孔钻机进行凿岩，其孔径为９０ｍｍ。在具体施工阶段必须保证孔位、孔深以及炮孔垂直度符合规定要求。
４．２ 验孔
在爆破施工之前需要严格测量与验收钻孔质量，从而为爆破材料实际消耗量的精准计算提供重要依据。若是验收阶段发现孔位没有达到规定要求，则必须立即进行补孔，以实现安全爆破，并提升爆破施工效果。
４．３ 装药
从本质上分析，装药质量直接决定着爆破效果，因此必须严格按照规定要求进行装药，详细如下：①安排专人负责炸药运输车指挥，以免误入爆破区，同时限制运输车辆经过炸药存放区域以及装药后的爆破区域；②采取一系列措施保护起爆药包加工制作点不会受到任何影响；③在爆炸材料运输阶段要谨慎、小心，必须轻拿轻放，以免出现摩擦与碰撞；④微差爆破施工中所有炮孔和外联微差雷管段别必须满足设计规定基本要求；⑤实施炸药装填前，应对孔深进行检查，确保其符合规定要求；⑥炮孔装药阶段，必须反复对装药高度变化进行检查，若是存在异常问题则要立即上报，然后安排专业技术人员实施处理；⑦结合爆破技术方案进行施工，禁止随意增减装药量，同时根据实际情况合理调整装药量，但是应经由爆破专业人员签字批准；⑧通过专业爆破技术人员实施炮孔装药以及起爆；⑨安排专业人员对炮孔装药量进行核实，同时对孔中炸药与起爆药包安装位置进行检查，确保符合规定要求；⑩待装药质量达标后，按照要求连接爆破网络。
４．４ 堵塞
通过合理堵塞能够增强炸药爆破性能，促进炮孔中炸药充分反应以形成强大的爆炸冲击力，并且限制爆炸气体过早由炮孔冲出，实现炸药能量的高效利用。堵塞操作具体如下：①根据设计要求实施填塞处理；②认真、仔细检查炮孔装药状况，针对不达标的炮孔不可进行填塞，若是存在异常问题则要及时向负责人员报告，然后安排专业技术人员负责处理；③在填塞阶段应保证雷管脚线和起爆线处于相对松弛的状态；④缓慢地把炮泥填入炮孔，一直到炮孔填满位置，同时采用木棍进行适量压实。
４．５ 起爆网络连接
根据设计要求连接导爆管网络，炮孔中连接不可形成接头，同时孔外爆雷管间必须具有充足的距离。在起爆雷管阶段，保证起爆雷管和导爆管捆扎端的端头距离≥１５ｃｍ，同时起��雷管聚能穴要和导爆管的传爆方向相反，以免将导爆管炸断而影响传爆效果。此外，导爆管需要均匀设置于雷管周围，然后以胶布等方式进行牢固绑扎。
４．６ 起爆网络检查
具体如下：①检查是否存在漏接、中断或者是破损等现象；②检查是否打结或是打圈，同时支路拐角是否满足规定基本要求；③雷管绑扎是否牢固；④线路连接方式与雷管段数是否满足规定基本要求；⑤是否采取有效的网络保护措施。
４．７ 爆破
提前检查各项工序，待确认合格之后，才能够发出预备起爆信号，然后及时撤离现场，发出起爆信号并点火起爆。在爆炸后满１５ｍｉｎ才能够实施爆破施工效果检查。
５ 危险情况处治
５．１ 盲炮处理
１）在盲炮处理之前划定警戒范围（通常为３００ｍ），同时在边界设置警戒线，限制一切无关人员进入。
２）组织专业技术人员负责盲炮处理。
３）若是爆破网络没有破坏，同时最小抵抗线无任何变化，则能够重新连线进行起爆；若是最小抵抗线出现了变化，则必须安排专业技术人员进行安全距离验算，合理扩大警戒范围，然后才能够连线起爆。
４）重新钻设平行孔进行装药起爆，但是与盲孔之间的距离必须不小于炮孔直径１０倍。
５）严格禁止拉出或者是掏出炮孔起爆药包。
６）待专业技术人员处理盲炮之后，需要认真、全面检查爆堆，把残余爆破材料进行集中式销毁。若是不能精准确定爆堆是否存在爆破器材，则必须采取有效的预防处理措施。
７）在盲炮处理完成之后，需要详细填写登记卡或者是提交报告，主要包含盲炮形成原因、采用的处理方式、处理结果以及预防措施等。
５．２ 早爆防治
１）爆炸材料运输阶段、装卸阶段一定要小心谨慎，不可发生冲击、碰撞以及摩擦等相关现象，以防止意外早爆。
２）选择导爆管起爆方式，不可选择电雷管。
３）必须谨慎、小心装药，以防止发生安全事故。
４）不可用力拉扯雷管脚线。
５）全体爆破施工技术人员一定要听从指挥。
６ 总结
本文结合高速公路工程项目实际情况，综合分析了岩质高边坡爆破施工技术，主要包含了爆破参数设计、凿岩、验孔、装药、堵塞、起爆网络连接与检查、爆破等，并提出了几点危险情况处治措施。实践研究表明，此项目中岩质高边坡采用的爆破技术合理、可行，保证了边坡施工质量及安全，也为类似项目施工提供了借鉴。