顾浩杰
（中国土木工程集团有限公司，北京 100038）
深路堑石方开挖常采用光面爆破技术，在合理设定参数、优化施工流程后，以分区、分段的方法进行微差爆破，在保证爆破轮廓线有效性的同时减小对周边环境的干扰。但深路堑石方开挖光面爆破的复杂度高，细节丰富，为顺利完成爆破作业，需深入探讨施工技术，并在施工过程中合理应用。
某公路路线起讫桩号为K10+040~K16+440，全长6.4 km，地层岩性以坡积粉质黏土、碎石土为主。路基土石方约365 875 m3，重点施工内容包含高填路基、深挖路基、路堤挡土墙、路肩挡土墙几项细分工程。受构造影响，本段通过区域的花岗岩碎裂化现象明显。
立足现场施工条件，提出分3个台阶进行光面爆破的方案，各台阶的宽度预留出1.2 m，顶部边坡坡度为1∶0.3，以期减少土石方开挖量。严格控制爆破钻孔施工工效，保证边坡的施工质量。预留光爆层采用光面爆破施工技术，层厚普遍为1.8~2.0 m，用φ100型三脚架钻机在边坡处钻孔，统一按照1.2 m的孔距布孔[1]。
4.1 光面爆破参数的设计
为检验光面爆破参数在本工程地质条件中的可行性，组织试验，以试验结果为参考，评价爆破参数是否可行，针对不妥之处加以优化。对边坡较缓部位预留侧向保护层，以光面爆破的方法逐步起爆，实现对爆破开挖量的控制，避免超挖、欠挖。经试验、分析及调整后，确定一套可行的光面爆破施工参数，具体如表1所示。
表1 光面爆破参数
底部设φ32 mm乳化炸药，中部采用φ25 mm乳化炸药并以间隔装药的方法进行设置，导爆索连网，不耦合系数为1.7。
4.2 装药结构的设计
以台阶深孔爆破的方法进行路堑石方开挖施工，并采用分层装药结构，以此来保证爆破的有效性。
4.3 起爆网络的设计
非电微差网络起爆，为各爆破孔配备导爆索并连接至主导爆索，各连接部位保持紧密连接的状态，并在主导爆索的另一端设雷管，在此起爆网络设计方式下实现多个光爆孔同步起爆的效果。导爆索起爆网络如图1所示。
图1 导爆索起爆网络
4.4 光面爆破施工技术
4.4.1 布孔技术
根据设计的爆破参数确定炮孔的布设位置，未经许可不得随意调整。布孔前，先将爆破体表面的破碎层和积土清理干净，参照已测放的边坡线，有序标定各光爆孔，布孔后安排2~3次复核，确保无误。
4.4.2 钻孔技术
光爆孔误差主要体现在对中误差、开孔误差、轨迹误差三方面，为提高钻孔的精度，严格控制钻孔设备的架设位置，使钻孔设备沿着特定的方向钻孔，使钻孔的开口位置和角度均满足要求。
钻孔期间加强对地质条件的观察，根据观察结果记录数据，利用信息指导钻孔作业。遇夹层或较坚硬的石质时，需多方进行商讨，提出适应于实际状况的处理方案，同时对网孔参数加以调整，以便在特殊地质条件下依然可正常钻进。
钻孔结束后，用胶管向孔内吹气，尽快清理浮渣；
清孔后，检查炮孔是否有堵孔问题，并针对炮孔的孔位、孔深、倾斜度、孔距进行全面的校正。在确认各钻孔均满足要求后，用编织袋塞紧孔口，阻止外界杂物进入其中[2]。
4.4.3 装药技术
装药前全面检查炮孔，若孔内存在积水或其他杂物，均要随即清理干净。按照光面爆破设计方案严格控制装药量，边装药边测量，根据实际情况采取装药控制措施，确保装药密度达到要求。起爆位置规划在炮孔底部，采取反向装药的方法，保证爆破安全。
4.4.4 炮孔堵塞技术
黏土和细砂组合成的混合料用于炮孔堵塞处理，要求含水量＜15%，粒度＜30 mm。炸药药卷放置到位后，先向炮孔中塞入塑料泡沫，用此材料控制堵塞的长度，孔口预留1.0 m，用木棍压紧捣实。堵塞时，除了保证炮孔的严密性外，还需加强对导爆索和导爆管的防护，以免影响正常起爆。
4.4.5 爆破覆盖技术
为控制爆破产生的飞石，用装入砂土的草袋做覆盖处理，首先完成各孔口的覆盖，再用绳子将草袋连接至一体，形成完整的防护结构。临近村庄以及其他特殊部位联合采取草袋和皮垫的覆盖方法，覆盖时施工人员谨慎操作，避免起爆网络受损。
4.5 考虑地形地貌条件的光面爆破施工
4.5.1 双侧边界条件的光面爆破
垭口地形、路堑两侧边坡、中间挖槽是典型的双侧边界条件，为取得足够的爆破临空面，按照中间抽槽、两边扩挖的方法进行开挖作业，临近边坡部位的爆破采用预裂或光面爆破的方法，在保证爆破有效性的同时实现对边坡的防护。
4.5.2 单侧边界条件的光面爆破
在单侧边界条件下施工时，重点在于选择适宜的开挖方法，安全、高效地完成爆破开挖作业，同时对临近边坡轮廓线的部位采取保护开挖的方法。炮孔参数根据现场岩性和周边环境而定，炮孔倾斜或垂直布置。
5.1 爆破飞石的控制技术
为取得良好的爆破飞石控制效果，首先探明爆破飞石的关键原因。经分析，认为堵塞不严密和前排抵抗线发生变化是爆破飞石的关键诱因，根据此影响机制，利用相似理论和回归分析法进行计算，确定爆破飞石距离，即：
式中，L为飞石最远距离，m；
W为抵抗线（前排的最小抵抗线），m；
d为爆破孔布置的直径，m。
综合考虑爆破现场的作业条件和爆破设计参数，确定待防护的对象和飞石飞出后所能到达的范围，据此开展光面爆破的深化设计工作，确保装药结构、爆破参数、起爆顺序均具有合理性。在做好计算分析、优化设计后，将飞石控制在安全范围内，减小爆破飞石造成的不良影响[3]。
5.2 爆破振动的控制技术
为发挥公路在促进社会经济发展中的作用，多数路段建设于临近城镇的区域，但建设时可能由于周边既有建（构）筑物的限制而难以高效施工，且施工对周边环境的影响较为严重。以深路堑石方开挖光面爆破为例，爆破产生较强的振动作用，周边的建筑和房屋易受到影响。针对此问题，加强爆破振动控制，在保证爆破有效性的同时避免由于爆破而使周边环境受到过多的扰动。在现阶段的爆破振动速度计算中，颇具代表性的是萨道夫斯基的经验公式：
式中，v为质点爆破振动速度的峰值；
k为和地质、爆破方法等因素有关的系数；
Q为振动速度值对应最大段的起爆装药量；
R为测点和爆破中心的直线距离；
α为与周围地质条件相关的地震波衰减系数。
公路建设场地的周边人口密集或存在诸多建（构）筑物时，在做好设计工作后安排爆破试验，根据试验结果确定爆破振动传播衰减规律，明确适宜的爆破参数。经过试验后，得到多项k值和α值，再综合爆破现场的具体作业条件做对比分析，选择最具可行性的k值和α值，后续严格依据试验确定的参数进行施工，缩小爆破的影响范围，将爆破对周边造成的影响控制在合理范围内。
5.3 光面爆破安全技术
1）路基施工前做好准备工作，由专员深入现场进行调查，明确地质、水文、气候的具体状况，预测可能发生水害的地段；
挑选适宜的施工方法，细化施工细则，提高光面爆破的精细化水平；
根据爆破产生的影响采取临时防护措施；
在路堑的光面爆破施工中，还需预测是否可能出现山体塌方、滑坡问题，必要时采取防护措施，经过源头的防护后，主动规避安全事故。
2）施工便道的交叉口以及其与公路的交叉口均属于交通复杂路段，需设立标志，引导车辆驾驶人员规范驾驶车辆，避免碰撞；
在道路的便桥桥头位置设置标志，清晰注明限制速度和载重能力。
3）路堑开挖时加强对坡面稳定程度的检查与控制，确保开挖全程坡面均维持稳定。每日开工前、收工前均详细检查坡面、坡顶及周边区域，若有危石、危土或存在异常状况时，及时采取处理措施，对于难以及时处理但潜在安全隐患的，随即暂停施工，汇总实际情况，报告上级以便获得可取的处理方案。
4）光面爆破施工作业需规范，炮眼布设位置、装药量、装药结构各方面均要满足要求，避免由于某处细节的把控不到位而引发安全事故。
在本工程中，共布设524个光爆孔，主爆孔814个，分3次有序完成所有的爆破作业。实践表明，弱风化片麻岩段、强风化片麻岩段的炮眼痕率分别为92%、65%，欠挖量和超挖量均在15 cm以内，炮眼痕率和开挖量均满足要求。爆破后，岩石表面和孔壁相对完整，未见明显的爆破裂纹，路堑边坡稳定性和表面平整性均较好，坡面基本无松动岩石，周边环境以及各类建（构）筑物均可维持稳定，表明爆破产生的不良影响得到有效的控制。沿炮孔连线方向切开，检查结果显示孔口破坏较小，绝大部分炮孔保留侧岩石完整，准爆率达到100%，软岩、硬岩的半孔保留率分别为80%、90%。各项参数均得到有效的控制，深路堑石方开挖爆破质量和对周边环境的保护效果均良好，采取的光面爆破施工技术具有可行性。
综上所述，光面爆破技术可以提高边坡的工程质量，具有使边坡岩体稳定，坡面平顺、美观及减少超欠挖工程量等优点，广泛应用于公路工程中。本文结合具体工程实例，详细探讨了深路堑石方开挖光面爆破技术，以提升开挖施工的效率，有效保证施工的安全性和爆破效果。
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