多边界条件下爆破技术在路基施工中的应用

基于多边界条件下的爆破理论，结合山区高等级公路石质路基工程的特点，论述了山区高等级公路石质路基施工中应用爆破技术的可行性和关键。实践表明，爆破新技术在山区高等级公路路基施工中的推广应用，是加快施工进度、保证施工质量的有效措施。
经过近20年的建设，我国高等级公路取得了巨大成就，高等级公路里程快速增加。目前，高等级公路的建设逐渐从平原丘陵地区向山区丘陵地区延伸。特别是随着西部大开发战略的实施，在西部公路建设的地质地形中将会遇到越来越多的石质山区。为了达到高等级公路所要求的技术标准，需要克服各种不利地形，如起伏的波浪、较大的高差、交替的山谷等。，且难以避免深挖高填土方。而深挖高填工程数量多，传统施工速度慢，施工效率低，像桥隧工程，往往成为决定工程进度的关键。因此，在山区高等级公路建设中，为了加快施工进度，保证石质路基工程的施工质量，有必要研究和推广新的爆破技术。
1多边界条件下的爆破技术
随着凿岩工具、运输工具和爆破技术的发展，基于多边界条件的爆破技术对公路工程影响很大，如光面爆破和预裂爆破、深孔爆破、微差爆破等。
1.1多边界条件爆破
多边界条件是地形变化的条件，一般分为平坦地形、倾斜地形、山地包地形和隘口地形。多边界爆破遵循最小抵抗线原则。多边界剂量计算如下。
q = edkw3f (e α)，其中q为药袋的电荷，kg；e是炸药的换算系数；D——阻塞系数；K——形成标准抛掷漏斗时的线用量，kg/m3；W——是最小抵抗线，m；F —— (e，α)是电荷的性质指数；e-是投掷(坍落度)率(%)；α-是自然地面坡度。
多边界条件下爆破漏斗的示意装药间距(m):A =(1.0 ~ 1.2)W子装药间距(m) C = 0.5 nwsin α+1其中W为相邻两个装药最小抵抗线的平均值；N——是爆破指数，其余同前。爆破半径:下部爆破半径r = WN2+1，上部爆破半径r = =WAa，N2+1，其中A为抵抗线出口点到上部破坏点的地面坡度，()；a是坍塌系数。1.2光面爆破和预裂爆破光面爆破和预裂爆破是专门为有效控制开挖界面而设计的爆破方法。沿爆破开挖区的设计轮廓或边坡，应合理地小间距布置一排平行钻孔，钻孔内采用间歇或不耦合装药，爆破应在开挖区主爆破后或主爆破前同时进行，以获得符合设计轮廓的光滑稳定的坡面。
光面爆破和预裂爆破在技术上采用硐室孔控制爆破方法，其核心是装药排列原理。包括:
(1)在任何情况下，都应以最小抵抗线作为布置装药的设计依据；
(2)根据切割中心的深度和宽度，布置装药层数；
(3)尽量将药包纵向或横向或条状排列；
(4)合理安排装药的起爆时间。光面爆破和预裂爆破的主要参数是孔径、孔距、抵抗线、线装药量、装药结构、最后一排主爆孔和孔距等。
井眼直径(d):一般以50 mm ~ 70 mm为宜，也可采用100 mm ~ 150 mm增加不耦合系数。此外，如果孔深较大，也可以使用较大的孔径。孔距(A):孔距与孔径成正比，与岩性、岩体结构、炸药种类等因素有关，即预裂爆破A = mαd . MD = 10 ~ 12；MD = 10 ~ 16为光面爆破。同时，在光面爆破中，孔距与最小抵抗线W成正比，即A = MW，一般M在0.6-1.0之间。线电荷Q(千克/米)；Q = (0.1 ~ 0.15) kaw为光面爆破；Q = 0.1 ~ 0.4为预裂爆破)Ka2中的符号同前。装药结构既能满足设计规定的不耦合系数值，又能保证装药爆炸后爆炸能量沿整个钻孔长度均匀分布。一般有连续充电和间隔充电两种充电结构。
1.3深孔爆破
深孔爆破是采用直径大于75mm、深度大于5m的延期装药的爆破方法。深孔爆破通常有两种:切槽深孔爆破和台阶深孔爆破。爆破孔应使用大型潜孔钻机或打孔机空进行钻孔。机械清理土方时，台阶深孔爆破效果更好，可实现路基石方施工整体机械化。深孔爆破的优点是劳动生产率高，一次爆破量大，施工进度快，爆破时对路基边坡的影响比火炮小。如果采用预裂或光面爆破，边坡稳定，爆破效果容易控制，爆破更安全。但由于需要大型机械，移址、开场、便道施工等准备工作复杂，爆破后仍有10% ~ 25%的大石块需要进行二次爆破破碎。深孔爆破台阶倾角60° ~ 75°，高度宜在5m ~ 15m之间。可采用直孔和斜孔，孔径一般为80 mm ~ 300 mm，100 mm ~ 150 mm适用于公路工程。过钻长度大致为台阶高度的10% ~ 15%。硬岩石取较大值。垂直孔深(m): L = H+H斜孔深(m): L = H+H孔距(m): A = MW地板阻力线(m): W = D7.85 PTL KMH，其中m约为0.6 ~ 1.4，通常为0.7 ~ 0.85；d为钻头直径空，DM；P——炸药的密度，kg/m3；K——单位药品消耗量，kg/m3，k′= k/3；τ-是深孔的装药系数；H——为长凳的高度，m；其余和以前一样。
当h < 10m时，τ= 0.6；当h = 10m ~ 15m时；τ=0.5;h = 15m ~ 20m时τ = 0.4。W的值确定后，按下式估算L的值:L = W-H CTG α，其中L为炮孔到台阶顶边的距离，m；其余和以前一样。为保证凿岩机作业安全，该值应大于2m ~ 3m否则，需要调整w的值。在多排孔的情况下，排间距b可以是b = W..最后根据下式计算炸药量Q(kg):Q = ek’wha，其中符号同前。
1.4毫秒爆破
多次一次爆破采用毫秒爆破技术，具有减震，前装药为后装药，创造光滑空表面，从而加强岩石破碎效果，降低一次爆破堆积高度，有利于机械作业，减少岩石夹紧力，节省炸药，增加孔距等优点。，并增加每百米的爆破量。Www.examda.com
1.5抛掷(滑塌)爆破定向爆破和松动爆破
当自然坡度较陡(> 30°)、地形地质条件复杂、坡空面较大时，采用抛掷滑塌爆破。抛掷爆破利用岩石自重滑出路基，从而提高爆破效果，加快施工进度，降低工程成本。当路线经过起伏的峡谷或鸡爪地形，交叉的山包或山嘴，多山脊空面时，使用坍落或抛掷爆破的效率更显著。定向爆破可以通过借、挖的方式在填方区一次形成100多米至数百米的路基，特别是在高填方、工程量大的鸡爪区。在软岩和次硬岩路基地段，松动爆破技术结合机械化施工可大大提高施工效率，硬岩地段宜采用深孔爆破技术。