第４２卷第６期 交通标准化 Ｖｏ１．４２ Ｎｏ．６ ２０１４年３月 Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｍａｒ．２０１４ 爆破技术在公路路基施工中的应用 刘慧军 （山西晋城路桥建设有限公司，山西晋城０４８０００） 摘要：在地质复杂的公路建设中需要应用爆破技术，以保证施工进度及施工质量。鉴于此，结合实际案例。对 多边界条件下爆破技术进行分析，探讨爆破技术在公路路基施工中的应用，可为相关工程施工提供参考。 关键词：爆破技术；公路路基；施工；多边界条件 中图分类号：Ｕ４１６．１ １３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２—４７８６（２０１４）０６—００３０—０３ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｌａｓｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｓｕｂｇｒａｄｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＬＩＵ Ｈｕｉ——ｊｕｎ （Ｓｈａｎｘｉ Ｊｉｎｃｈｅｎｇ Ｈｉｇｈｗａｙ＆Ｂｒｉｄｇｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｎｃｈｅｎｇ ０４８０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ａｐｐｌｙ ｔｈｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｈｉｇｈｗａｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ｇｅｏｌｏｇｙ，ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ．Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｉｓ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｃａｓｅ， ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｈｉｇｈｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒ— ｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｌａｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｈｉｇｈｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄｅ；ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ；ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ １公路概况 体的材料性质，结构形状，爆破后块度大小及清 某公路工程施工自然环境较差，技术标准要 求较高，通过地质勘测发现，施工路段地质岩性 主要表现为圆砾土、砾岩、人工填筑土、膨胀性 泥岩。公路路基土石方量为４４ｘ１０４ｍ。，其中挖方 为２１Ｘ１０４ｍ ，在已有的公路路线两侧，存在着５～ １３ｍ的挖方地段。该公路路段施工工期较短，工程 量较大，需要采取爆破技术。 ２多边界条件下的爆破技术分析 渣处理的搬运条件等。多边界爆破药量的计算公 式为： Ｑ＝ｅ ・Ｆ（Ｅ，ａ） 式中：Ｑ为药包装药量（ｋｇ）；ｅ为炸药换算系数； ｄ为堵塞系数；Ｋ为形成标准抛掷漏斗时线耗药量 （ｋｓ／ｍ ）；Ｗ为最小抵抗线；Ｆ（Ｅ，ａ）为药包性质指 数，其中Ｅ为抛掷率，ａ为自然地面坡度。 在进行松动爆破时，装药量Ｑ松＝（０．３３～０．５５） 矿；如松动爆破在平地，则选择大值；如在平 多边界条件，指的是地形变化条件。多边界 条件一般包括平坦地形、倾斜地形、垭口地形与 山包地形。多边界条件下的爆破技术，遵循最小 抵抗线原理。最小抵抗线 属于爆破技术中的重 要计算参数，它的确定，一般需要综合考虑爆破 地，则选择小值。多边界条件下的爆破漏斗示意 药包间距（ｍ）：ａ＝（１．０—１．２） 子药包间距 （ｍ），通过Ｃ＝Ｏ．５ｎＷｓｉｎａ＋１计算出药包间距，其中 为相邻药包最小抵抗线的平均数值，ｎ为爆破作 用指数。 收稿日期：２０１３—１０—１０ 作者简介：刘慧军（１９７７一），男，山西晋城人，工程师，从事道路施工工作。 第４２卷第６期 刘慧军：爆破技术在公路路基施工中的应用 随着爆破技术、装运机具及凿岩机具的不断 发展，建立于多边界条件下的爆破技术在公路路 基施工中广泛应用，其中应用最为广泛的爆破技 术主要包括光面爆破技术、预裂爆破技术、深孔 爆破技术与微差爆破技术。 ２．１光面爆破技术及预裂爆破技术 在应用中，光面爆破技术与预裂爆破技术属 于对设计开挖界面爆破的方法，光面爆破技术与 预裂爆破技术的应用优势主要体现在可有效对其 进行控制。按照工程设计的爆破开挖区边坡或轮 廓布置钻孑Ｌ。钻孔间距不宜过大，钻孔相互平 行。孔内采取不耦合或间歇方式装药，在进行开 挖区主爆破后，同时进行光面爆破或预裂爆破， 最终获得光滑平整、稳定性良好、符合设计要求 的边坡面。 光面爆破和预裂爆破在技术上采用室洞控制 爆破方法，其核心是药包布置原则，主要包括以 下几个方面： （１）无论什么情况，药包布置都需要遵循最 小抵抗线原理； （２）药包布置形式为分层布置，分层布置状 态根据公路路基挖深及宽度来确定； （３）药包主要选择为纵横方向或分条的布置 方式； （４）对药包起爆时间进行合理控制。 光面爆破技术及预裂爆破技术的主要参数 包括钻孔直径、炮孔间距、线装药量、最小抵 抗线、装药结构、裂孔间距等。其中钻孔直径 一般控制在５０～７０ｒａｍ范围内，为进一步增加不 耦合系数，钻孔直径也可以选择在１００～１５０ｍｍ 范围内；炮孔间距与孔径存在着正相关关系， 炮孑Ｌ间距的选择需要综合考虑岩体构造、岩性 与炸药类型等因素；光面爆破技术中线装药量口 控制在１．１～０．１５ｋｇ／ｍ范围内，预裂爆破技术中 线装药量ｑ控制在Ｏ．１—０．４ｋｇ／ｍ范围内；装药结 构一般分为间隔装药与连续装药两种，装药结 构的确定，需要保证符合不耦合系数的要求， 并保证爆破效果。 ２．２深孔爆破技术 深孔是指深度在５ｍ以上、孑Ｌ径在７５ｍｍ以上 的炮孔。深孑Ｌ爆破是在深孔条件下应用延长药包 进行爆破的一种技术。深孔爆破技术主要分为台 阶深孔爆破与拉槽深孔爆破两种形式。由于深孔 爆破炮孔深度较大，需要使用穿孔钻机进行钻 孔。如公路工程中采取的是机械清方的方式，则 可以选择台阶深孔爆破技术，可以获得良好效 果，并推动公路路基石方施工的机械化。深孔爆 破技术优势十分明显，如劳动生产率十分高，进 行一次深孑Ｌ爆破，爆落的方量较多，可以有效推 动施工进度，且深孔爆破对周围公路路基边坡影 响程度较低；在深孔爆破技术中结合光面爆破技 术及预裂爆破技术，可以实现对爆破效果的有效 控制，且爆破安全性较好。但进行深孔爆破，需 要大型机械，爆破准备工作较为繁杂，且深孔爆 破后，仍存在着１０％～２５％土方或石块需要进行 二次爆破。影响深孔爆破技术的主要参数包括深 孔爆破梯段倾角、最小抵抗线、孔间距与单位装 药量等。一般将深孔爆破梯段倾角设计为６０～ ７５。之间；炮孔可选择垂直孔或斜孔；在公路路 基施工中，孔径多控制在１００～１５０ｒａｍ范围内； 当深孔爆破地质为软土岩石时，最小抵抗线 为 ３５～４０；当地质为中硬岩石时，最小抵抗线 为 ３０～３５；当地质为坚硬岩石时，最小抵抗线 为 ２５～３Ｏ。 ２．３微差爆破技术 微差爆破也称为微差控制爆破，国际上惯称 为毫秒延期爆破。微差爆破主要优势在于能够有 效降低爆破地震效应、飞石作用及空气冲击波， 能够增加一次爆破量，爆破块度均匀，爆堆集 中，能够为机械作业带来便利，节省炸药用量， 减少岩石夹制力，提高炸落方量。 ２．４抛掷（坍）爆破技术、定向爆破技术及松动 爆破技术 针对自然坡度大于３０。、凌空面较大、施工地 形与地质较为复杂的情况，可以采取抛掷（坍） 爆破技术。抛掷（坍）爆破技术能够通过利用岩 石自重坍滑出路基，进一步提高爆破效果，从而 加快施工进度、缩短工期。在深挖高填路段与开 挖量较大的鸡爪型地区，选择应用定向爆破技 术，能够一次性形成超过百米以上的路基。在软 石路基中，选择松动爆破技术，可以提高路基施 工进度，实现较好的施工效益。 ３２ 交通标准化 ２０１４年３月 ３爆破技术在公路路基施工中的具体应用 ３．１公路路基石方特点 根据该公路工程概况可以看出，该公路路基 石方量为４４ｘ１０４ｍ ，工程量十分大，需要采取爆 破技术进行施工；石方工程相对较集中，为爆破 施工提供了便利；施工段地质为圆砾土、砾岩、 人工填筑土、膨胀性泥岩，较为复杂，为保证公 路路基施工进度及质量，需要采取多种爆破 技术。 ３．２爆破网络联接的设计 根据工程概况，结合施工要求，选择光面爆 破技术及预裂爆破技术、浅孔控制爆破及中深孔 爆破技术、抛掷（坍）爆破技术、定向爆破技术 相结合的方式进行公路路基施工，为此，需要根 据每一种爆破技术的要求，进行参数设计及单位 耗药量的计算，保证爆破参数是保证爆破效果的 关键。为保证爆破安全，在路基石方爆破网络联 一 Ｑ々审 审９辛９夺６ 接上选择非电导爆系统，爆破网络联接设计见 图１ 图１爆破网络联接设计示意图 ３．３起爆方式 为使爆破后爆堆集中，方便搬运，决定在路 基石方爆破中选择“Ｖ”型起爆模式，这种起爆模 式可以用图２来表示。如爆破路段邻近建筑物，则 需要采取侧向起爆模式，将爆破对周围建筑的影 响降到最低。 ３．４爆破技术要点 在本公路路基石方施工中，采取控制爆破技 术时，为保证石方爆破效果，制定了爆破效果评 价分级，如表１所示。 ５一雷管段数 。一炮孔 ～一同段连线 图２“ｖ”型起爆模式示意图 表１爆破效果评价指标表 大块率（％） 每米崩矿量／（ｔ／ｍ） 炸药单耗／（ｋｇ／ｔ） 等级 范围 均值 范围 均值 范围 均值 很好 ＜２．５ ２ ＞９ ９ ＜Ｏ．３ ０．２５ 较好 ２．５－３．５ ３ ８－９ ８．５ ０．３－０．４ ＯＩ３５ 一般 ３．５～４．５ ４ ６．５～８ ７．３ ０．４－０．５ ０．４５ 较差 ＞４．５ ５ ＜６．５ ６ ＞Ｏ．５ ０．６０ 为加快石方施工进度，实现爆破效果，需要 注意以下几个方面：根据实际情况，保证炮眼位 置、深度、角度、方向正确；在炸药选择上，选 择低爆速、低密度与高威力型号的炸药，从而增 强爆破效果，实现光面爆破成功；以分层布置药 包的方式设置在预留边坡保护层，通过爆破进行 公路路堑主体方量开挖工作，结合浅眼爆破的方 式，进行路基清方与刷波；深路堑石方爆破选择 深孔爆破技术，推动石方快速开挖。 ３．５效果分析 在该公路路基施工中采取多种爆破技术，有 效推动了公路路基开挖进度，缩短了路基施工工 期。在爆破施工期间，通过管理控制，杜绝了安 全事故，并通过精确计算及设计，保证了工程质 量，实现了公路路基施工的经济效益与社会 效益。 ４结语 社会经济的发展对交通运输能力提出了更高 要求。当前，我国公路建设里程不断增加，并逐 渐向偏远山地丘陵等地质较为复杂的地区延伸。 随着施工环境复杂化，如何保证公路施工进度及 （下转第３５页） 第４２卷第６期 宋文蕊：公路改造的路线走向及其设计探讨 因地制宜的原则，合理利用地形，正确运用技术 山岭及沿河阶地，地形、地质相对复杂，沿线山 指标，保证线形的均衡性。处理好整体与局部的 清水秀，风景优美。虽然本工程的实施将对环境 产生一些不良影响，但是，只要有一个好的设 关系，结合地形、地质、水文、气象等自然条 件，充分考虑农业、环保等方面的要求，在条件 许可时，尽量选用较高的技术指标。线形设计在 计、好的施工及注意对环境的保护，本工程对周 围环境的影响会减少至最低。 ４结语 平、纵、横三个方面进行综合设计，保持各元素 之间的协调一致，保持线形在视觉上的连续性和 心理上的协调性，并注意与周围环境的配合，保 持线形的美感。 考虑到本项目沿线多为山谷相间，自然边坡 本文介绍了某公路改造的路线方案设计及 主要技术指标的采用情况，全面阐述了路线布 设的原则，探讨了路线方案设计在公路改造中 较陡，地形稍平缓地段多为茶园、农田、旱地， 工程建设弃土困难，勘察时仔细调查取土、弃土 场地，设计时做到集中弃土，工程完工后要对弃 土场进行植被恢复，使其不发生水土流失。另外 在路线设计时除应充分考虑环境保护外，路基设 计时还应加强公路边坡和绿化建设，在可能诱发 地质灾害路段应加强防护工程建设，切实做好水 土保持；注意原有绿色植物，最大限度地利用区 域内原有林木，同时使用人工栽培方法，在沿线 重建绿色生物环境。本路段所经区域地形主要为 的重要性，可为公路路线方案设计提供有益的 参考。 参考文献： ［１］张忠民．高速公路路线方案比选论证方法应用ｆＪ】．北方 交通，２００６，（６）：３０—３１． ［２】余江，罗朗奎，龙炳清．优化公路选线分析［Ｊ］＿四川师 范大学学报：自然科学版，２０００，（５）：７１—７５． ［３】张忠民．高速公路路线方案比选论证方法应用【Ｊ１．北方 交通，２００６，（６）：２８—３４． （上接第３２页） 施工质量成为公路发展的重要问题。在公路路基 （ｚ１）：１４５，１４７． ［２】王国章．浅议公路路基土石方爆破技术『Ｊ１．技术与市 场，２０１３，（７）：１６１． 施工中采取传统的方式进行施工，难以保证路基 施工进度，不利于工程施工的经济性。将爆破技 术应用于公路路基施工中，可以有效加快公路施 工进度，保证工程质量。然而公路路基爆破技术 的应用技术含量较高，在本文中，对多边界条件 下的爆破技术进行了分析，并结合工程情况，对 爆破技术的应用进行了分析。结合实际情况，确 定爆破参数及工艺，是保证爆破技术在公路路基 施工中应用效果的关键。 参考文献： ［１］刘刚，申会．中深孔微差爆破技术在公路路基大体积边 坡开挖中的应用ｆＪ］．中国水运：下半月，２０１２，１２ 【３］李艳敏．复杂条件下公路路基控制爆破研究【ＪＪ．交通世 界：建养・机械，２０１３，（１）：１３１—１３２． 『４］薛维梅，彭中，周琪，等．静态膨胀预裂爆破技术在公 路施工中的应用［Ｊ１．科技资讯，２０１３，（７）：４７—５０． ［５］高文学，徐树焕，刘民，等．多边界石方爆破药量计算 原理与应用研究［Ｊ１．爆破，２０１０，（３）：４－８． ［６】 吕玉东．浅谈中深孔爆破技术在路基挖方施工中的应用 『Ｊ１．商品与质量：学术观察，２０１２，（５）：３７． 【７］李军．路基施工中对多边界条件下爆破技术的应用 中小企业管理与科技，２０１０，（３４）：２４０． 【８］孟兵宇．路基石方开挖光面爆破施工技术的应用［Ｊ］．交 通世界：建养・机械，２０１３，（７）：１１３—１１４．