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【摘 要】 本文通过实例介绍了浅孔小台阶爆破法结合微差爆破技术进行临近既有线山体控制爆破的施工方法，总结了运用此方法进行临近既有线山体爆破的控制要点。
【关键词】 既有线;浅孔小台阶爆破;微差爆破;控制爆破
1 前言
随着我国铁路及高速公路的广泛修建，临近既有线（或道路）施工越来越多，而临近既有线（或道路）爆破作业又成为了临近既有线施工中的难题，既有线施工安全成为了关注的焦点。结合本项目临近既有线施工的特点，采用了浅孔小台阶爆破施工方法，同时运用微差爆破技术及孔内水压爆破，成功完成了临近既有线爆破作业。
2 工程概况
新建吉林至珲春客专小垛子1号特大桥与既有长图铁路以42°斜交，该桥3#墩位于既有长图铁路线左侧，桥墩基础采用独柱式挖井基础，基础右边线离长图铁路中心线5米，基础左边线离长图铁路中心线距离为11.2米。3#墩位于近乎垂直山体的陡坡面上，从既有铁路轨顶到山顶的高差达29米。如下图：
图1 3号墩平面布置图
3 山体爆破开挖施工
3.1施工准备及防护
（1）爆破区域内既有线两侧的通信光缆需进行防护，保证铁路通信的安全。
（2）既有线侧山体采用钢管形成排架进行防护，并在紧靠山体的内侧钢管桩安放竹夹板并与钢管桩固定。如下图：
图2 既有线侧山体防护
（3）应做好钢轨防护爆破区内的钢轨及轨枕防护，以免其受损坏。
3.2开挖总体方案
为防止山体爆破开挖时对既有线侧山体造成山体松动、石块滚落对铁路的破坏，特采用小剂量、低能量爆破并结合台阶法逐层对山体进行开挖的施工工艺，由下往上进行分台阶爆破至山顶，然后从山顶再分台阶爆破至设计标高。
3.3施工步骤
（1）步骤一：在小里程山体背面刷坡线坡顶往山顶进行台阶法定向控制爆破，台阶高2m。爆破完成后，挖掘机从山体背面施工便道进入爆破区域，将爆破石块转移到安全作业去的范围内。如下图：
图3 第一次台阶爆破示意图
（2）步骤二：按照步骤一的方法，逐个台阶进行爆破，直到山顶，并预留4m宽岩体作为爆破时防止飞石溅射至铁路的支挡结构。如下图：
图4 第八次台阶爆破示意图
（3）步骤三：将山体爆破高度（2m）内的钢绳网锚杆拆除，同时将钢护网横向拉升至爆破线外两侧新增锚杆上固定，对保留的4m宽岩体采用机械清理;然后进行第九次爆破，同时保留既有线侧4m宽岩体作为支挡结构。爆破完成后，将爆破石块立即清理完毕。如下图：
图5 第九次台阶爆破示意图
（4）与步骤三相似，逐步将墩位处山体分台阶进行爆破至山体背面刷坡线顶部处。待山体逐层爆破至背面刷坡线顶部时，在刷坡线顶部山体处按从小里程往大里程方向、自上往下进行山体逐层爆破，同台阶分层爆破时保留既有线侧4m宽岩体作为防止爆破时飞石溅射至铁路的支挡结构，最后采用机械清楚。如下图：
图6 刷坡线下爆破开挖示意图
（5）与前面步骤相同，在上层山体爆破完成后，将下一层爆破高度范围内的钢绳网锚杆撤除，同时将钢绳网横向拉升至爆破线外两侧山体新增锚杆上固定。按此方法爆破至设计标高，并将弃渣清理运至弃渣场。爆破过程中做好排水措施，爆破完成后进行边坡防护。
4 爆破实施方案
4.1浅孔小台阶爆破方案设计
根据对爆破现场环境条件勘察，采用浅孔爆破的施工方法，对于开挖高度小于5米的岩体及初期工作平台的开辟，不适合采用大直径（75mm）的钻孔爆破，可采用浅孔爆破。浅孔爆破法机动灵活，而且装药量小，引起的爆破震动小、产生的飞石飞行距离较小，有利于爆破的安全。
4.1.1参数确定
爆破作业参数应在施工前暂定，施工过程中应根据施工爆破效果进行调整。
（1）钻孔深度h：对于坚硬岩石h=（1.1～1.15）H，对于硬岩石h=H;对于本项目，台阶高度H=2m，可取钻孔深度h=1.1H=2.2m;可适当加深10～20cm，以克服底盘岩石的夹制作用，使爆破后不留根底。
（2）最小抵抗线的大小与钻孔直径、炸药威力、岩石可爆性、台阶高度和坡面角等因素有关，一般最小抵抗线W=（0.5～0.9）H，取W=0.6H=1.2m;
（3）炮孔间距a：用火雷管起爆时a=（1.4～2.0）W;用电雷管起爆时a=（0.8～2.0）W;本项目位于既有线旁，且位于林区，故采用电雷管起爆;取a=1.2W≈1.5m;
（4）炮孔排距b：b=（0.8～1.2）W，取b=0.8W≈1m;且应成梅花形布置;
4.1.2爆破药量计算
根据现场情况，爆破孔位宜采用多排炮孔布置。对于临近既有线爆破作业，采用松动爆破的方式，Q=0.33e×q×a×b×h;
其中：e为炸药换算系数，本项目使用2号岩石硝铵炸药，故e=1.0;
q应按照岩石类别取值，本施工区域为风化花岗岩，按照六类土取值，且多面临空，最小抵抗线为1.2，查表知，q=0.6kg/m3;
综上，本项目施工拟定单孔炸药用量Q=0.33e×q×a×b×h=0.33×1×0.6×1.5×1×2.2=0.65kg;
4.1.3钻孔形式
钻孔一般分为垂直钻孔和倾斜钻孔两种形式。垂直钻孔在钻孔速度、钻孔操作技术等方面较倾斜钻孔简单容易操作，但在垂直钻孔在爆破效果方面不理想，大块率比较高，常留有根底而且台阶顶部经常发生裂缝，台阶面稳固性比较差，容易对人员和设备产生安全问题。在实际施工中，我们基本采用倾斜钻孔（倾角a=80°～85°）的方式。从能量均匀分布的观点看，以等边三角形布孔最为理想，方形或矩形多用于挖沟爆破，故宜采用交错布孔方式。如下图： 图7 分层爆破的炮孔布置图
4.1.4装药结构
为了使炸药爆炸能量均匀分布，从而获得理想的块度，整个炮孔采用集中装药+水耦合装药结构。把雷管和炸药装入炮孔的下部，轻轻捣实后，根据炮孔的深度分别装入1水袋（用专用长筒形塑料袋盛装），然后装入湿度适中的粘土进行分层堵塞、捣实。装水袋的目的是利用水不易被压缩且能够快速吸收能量和释放能量的特点，把炸药一次性爆破所产生的能量，通过水介质分散作用两次，从而达到控制爆破产生的飞石，降低爆破振动，在爆破过程中保护既有边坡，使其稳定性不受很大的影响。如下图：
4.1.5起爆网络
采用孔外微差，孔内延期导爆管起爆网路。孔内装入非电塑料导爆管MS15段，同层第一台阶排间使用MS3段，形成排间接力起爆，每排为一响，同层第二台阶炮孔内装入MS15段，孔外采用MS3段，逐孔孔外接力起爆。
图8 爆破装药结构示意图
图9 同层第一个台阶爆破网络示意图
图10 同层第二个台阶爆破网络示意图
4.2爆破质量控制
爆破质量控制包括装药前钻孔检查、装药、堵塞、敷设网路与起爆。整个工艺过程的施工质量将会直接影响爆破安全与效果，每一道工序必须遵守爆破安全规程与操作技术规程的有关规定。
4.2.1孔位布置
孔位应根据设计要求在工地测量确定，遇到孔位处于岩石破碎、节理发育或岩性变化较大的地方，可以调整孔位位置，但应注意最小抵抗线、排距和孔距之间的关系。
4.2.2钻孔
开孔时，由于岩面的不平整或与钻进的方向呈不垂直，往往容易引起孔口的偏离，可采用人工撬凿或者用钻机冲击的办法，凿出孔口位置，经检测无误后，方可钻进。
4.2.3炮孔质量
在装药前必须检查孔位、深度、倾角是否符合设计要求，孔内有无堵塞、孔壁是否有掉块以及孔内有无积水和积水深度如何。如发现孔位和深度不符合设计要求，应及时处理，进行补孔或透孔。
4.2.4药包加工
由于每个钻孔的深度不一致，装药量也不同，因此，对于每一个钻孔应当分别准备各自的炸药串，不能混淆，每一个炸药串加工好后，应立即编上该孔的孔号，然后包扎好待用。
5 结语
从本项目临近既有线山体采用了浅孔小台阶爆破法施工，引起的爆破震动小、产生的飞石飞行距离较小，保证了既有线正常运营。同时临近既有线施工防护简单有效，不需要对整个既有线防护棚架。从而大大减少了防护成本。
参考文献：
[1]《铁路营业线施工安全管理办法》（TG/CW106-2012）
[2]《爆破安全规程》（GB6722-2011）
[3]《路桥施工计算手册》周水兴等中国交通出版社
作者简介：唐天明（1986年～ ），男，四川剑阁人，本科，主要从事桥梁建设工作
【关键词】 既有线;浅孔小台阶爆破;微差爆破;控制爆破
1 前言
随着我国铁路及高速公路的广泛修建，临近既有线（或道路）施工越来越多，而临近既有线（或道路）爆破作业又成为了临近既有线施工中的难题，既有线施工安全成为了关注的焦点。结合本项目临近既有线施工的特点，采用了浅孔小台阶爆破施工方法，同时运用微差爆破技术及孔内水压爆破，成功完成了临近既有线爆破作业。
2 工程概况
新建吉林至珲春客专小垛子1号特大桥与既有长图铁路以42°斜交，该桥3#墩位于既有长图铁路线左侧，桥墩基础采用独柱式挖井基础，基础右边线离长图铁路中心线5米，基础左边线离长图铁路中心线距离为11.2米。3#墩位于近乎垂直山体的陡坡面上，从既有铁路轨顶到山顶的高差达29米。如下图：
图1 3号墩平面布置图
3 山体爆破开挖施工
3.1施工准备及防护
（1）爆破区域内既有线两侧的通信光缆需进行防护，保证铁路通信的安全。
（2）既有线侧山体采用钢管形成排架进行防护，并在紧靠山体的内侧钢管桩安放竹夹板并与钢管桩固定。如下图：
图2 既有线侧山体防护
（3）应做好钢轨防护爆破区内的钢轨及轨枕防护，以免其受损坏。
3.2开挖总体方案
为防止山体爆破开挖时对既有线侧山体造成山体松动、石块滚落对铁路的破坏，特采用小剂量、低能量爆破并结合台阶法逐层对山体进行开挖的施工工艺，由下往上进行分台阶爆破至山顶，然后从山顶再分台阶爆破至设计标高。
3.3施工步骤
（1）步骤一：在小里程山体背面刷坡线坡顶往山顶进行台阶法定向控制爆破，台阶高2m。爆破完成后，挖掘机从山体背面施工便道进入爆破区域，将爆破石块转移到安全作业去的范围内。如下图：
图3 第一次台阶爆破示意图
（2）步骤二：按照步骤一的方法，逐个台阶进行爆破，直到山顶，并预留4m宽岩体作为爆破时防止飞石溅射至铁路的支挡结构。如下图：
图4 第八次台阶爆破示意图
（3）步骤三：将山体爆破高度（2m）内的钢绳网锚杆拆除，同时将钢护网横向拉升至爆破线外两侧新增锚杆上固定，对保留的4m宽岩体采用机械清理;然后进行第九次爆破，同时保留既有线侧4m宽岩体作为支挡结构。爆破完成后，将爆破石块立即清理完毕。如下图：
图5 第九次台阶爆破示意图
（4）与步骤三相似，逐步将墩位处山体分台阶进行爆破至山体背面刷坡线顶部处。待山体逐层爆破至背面刷坡线顶部时，在刷坡线顶部山体处按从小里程往大里程方向、自上往下进行山体逐层爆破，同台阶分层爆破时保留既有线侧4m宽岩体作为防止爆破时飞石溅射至铁路的支挡结构，最后采用机械清楚。如下图：
图6 刷坡线下爆破开挖示意图
（5）与前面步骤相同，在上层山体爆破完成后，将下一层爆破高度范围内的钢绳网锚杆撤除，同时将钢绳网横向拉升至爆破线外两侧山体新增锚杆上固定。按此方法爆破至设计标高，并将弃渣清理运至弃渣场。爆破过程中做好排水措施，爆破完成后进行边坡防护。
4 爆破实施方案
4.1浅孔小台阶爆破方案设计
根据对爆破现场环境条件勘察，采用浅孔爆破的施工方法，对于开挖高度小于5米的岩体及初期工作平台的开辟，不适合采用大直径（75mm）的钻孔爆破，可采用浅孔爆破。浅孔爆破法机动灵活，而且装药量小，引起的爆破震动小、产生的飞石飞行距离较小，有利于爆破的安全。
4.1.1参数确定
爆破作业参数应在施工前暂定，施工过程中应根据施工爆破效果进行调整。
（1）钻孔深度h：对于坚硬岩石h=（1.1～1.15）H，对于硬岩石h=H;对于本项目，台阶高度H=2m，可取钻孔深度h=1.1H=2.2m;可适当加深10～20cm，以克服底盘岩石的夹制作用，使爆破后不留根底。
（2）最小抵抗线的大小与钻孔直径、炸药威力、岩石可爆性、台阶高度和坡面角等因素有关，一般最小抵抗线W=（0.5～0.9）H，取W=0.6H=1.2m;
（3）炮孔间距a：用火雷管起爆时a=（1.4～2.0）W;用电雷管起爆时a=（0.8～2.0）W;本项目位于既有线旁，且位于林区，故采用电雷管起爆;取a=1.2W≈1.5m;
（4）炮孔排距b：b=（0.8～1.2）W，取b=0.8W≈1m;且应成梅花形布置;
4.1.2爆破药量计算
根据现场情况，爆破孔位宜采用多排炮孔布置。对于临近既有线爆破作业，采用松动爆破的方式，Q=0.33e×q×a×b×h;
其中：e为炸药换算系数，本项目使用2号岩石硝铵炸药，故e=1.0;
q应按照岩石类别取值，本施工区域为风化花岗岩，按照六类土取值，且多面临空，最小抵抗线为1.2，查表知，q=0.6kg/m3;
综上，本项目施工拟定单孔炸药用量Q=0.33e×q×a×b×h=0.33×1×0.6×1.5×1×2.2=0.65kg;
4.1.3钻孔形式
钻孔一般分为垂直钻孔和倾斜钻孔两种形式。垂直钻孔在钻孔速度、钻孔操作技术等方面较倾斜钻孔简单容易操作，但在垂直钻孔在爆破效果方面不理想，大块率比较高，常留有根底而且台阶顶部经常发生裂缝，台阶面稳固性比较差，容易对人员和设备产生安全问题。在实际施工中，我们基本采用倾斜钻孔（倾角a=80°～85°）的方式。从能量均匀分布的观点看，以等边三角形布孔最为理想，方形或矩形多用于挖沟爆破，故宜采用交错布孔方式。如下图： 图7 分层爆破的炮孔布置图
4.1.4装药结构
为了使炸药爆炸能量均匀分布，从而获得理想的块度，整个炮孔采用集中装药+水耦合装药结构。把雷管和炸药装入炮孔的下部，轻轻捣实后，根据炮孔的深度分别装入1水袋（用专用长筒形塑料袋盛装），然后装入湿度适中的粘土进行分层堵塞、捣实。装水袋的目的是利用水不易被压缩且能够快速吸收能量和释放能量的特点，把炸药一次性爆破所产生的能量，通过水介质分散作用两次，从而达到控制爆破产生的飞石，降低爆破振动，在爆破过程中保护既有边坡，使其稳定性不受很大的影响。如下图：
4.1.5起爆网络
采用孔外微差，孔内延期导爆管起爆网路。孔内装入非电塑料导爆管MS15段，同层第一台阶排间使用MS3段，形成排间接力起爆，每排为一响，同层第二台阶炮孔内装入MS15段，孔外采用MS3段，逐孔孔外接力起爆。
图8 爆破装药结构示意图
图9 同层第一个台阶爆破网络示意图
图10 同层第二个台阶爆破网络示意图
4.2爆破质量控制
爆破质量控制包括装药前钻孔检查、装药、堵塞、敷设网路与起爆。整个工艺过程的施工质量将会直接影响爆破安全与效果，每一道工序必须遵守爆破安全规程与操作技术规程的有关规定。
4.2.1孔位布置
孔位应根据设计要求在工地测量确定，遇到孔位处于岩石破碎、节理发育或岩性变化较大的地方，可以调整孔位位置，但应注意最小抵抗线、排距和孔距之间的关系。
4.2.2钻孔
开孔时，由于岩面的不平整或与钻进的方向呈不垂直，往往容易引起孔口的偏离，可采用人工撬凿或者用钻机冲击的办法，凿出孔口位置，经检测无误后，方可钻进。
4.2.3炮孔质量
在装药前必须检查孔位、深度、倾角是否符合设计要求，孔内有无堵塞、孔壁是否有掉块以及孔内有无积水和积水深度如何。如发现孔位和深度不符合设计要求，应及时处理，进行补孔或透孔。
4.2.4药包加工
由于每个钻孔的深度不一致，装药量也不同，因此，对于每一个钻孔应当分别准备各自的炸药串，不能混淆，每一个炸药串加工好后，应立即编上该孔的孔号，然后包扎好待用。
5 结语
从本项目临近既有线山体采用了浅孔小台阶爆破法施工，引起的爆破震动小、产生的飞石飞行距离较小，保证了既有线正常运营。同时临近既有线施工防护简单有效，不需要对整个既有线防护棚架。从而大大减少了防护成本。
参考文献：
[1]《铁路营业线施工安全管理办法》（TG/CW106-2012）
[2]《爆破安全规程》（GB6722-2011）
[3]《路桥施工计算手册》周水兴等中国交通出版社
作者简介：唐天明（1986年～ ），男，四川剑阁人，本科，主要从事桥梁建设工作