临近铁路营业线控制爆破施工技术.doc
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临近营业线增建二线路基控制爆破
施工方法及安全防护措施探讨
中铁二局湘桂铁路第二项目部苏瑞贵*
摘要:
文章结合增建二线路基施工现场的特殊情况，对临近营业线路基控制爆破施工方法及安全防护措施进行了分析，有效地解决了施工中存在的问题，缩短了施工工期，保证了施工过程中营业线行车安全，杜绝了其它安全事故，圆满地完成了预定目标并取得良好的社会效益和经济效益。
关键词:
临近营业线增建二线路基控制爆破施工方法防护措施
1工程概况
中铁二局湘桂铁路第二项目部管段内有四段路基石方需进行控制爆破施工开挖，合计开挖石方总数量为102861m3，其中控制爆破石方总数量为99679m3，且均临近既有运营铁路线路，最近距营业线硬路肩3.0米，最远26米，如表1所示。
各控制爆破点地质情况均为：
地表层为坡残积粘土，下覆基岩为泥盆系灰岩及白云质灰岩，中厚层状～厚层状，质硬性较脆。
另外在爆破施工过程中还可能遇到溶洞，施工困难极大。
为避免爆破施工过程中飞石对参与施工人员造成生命危险并确保既有铁路线路的行车安全，需对此四处路基段进行严格的控制性爆破。
为保证湘桂铁路建设工期，确保四段路基控爆点工程安全、优质、高效、顺利完成，降低爆破施工对铁路沿线设备设施和行车安全构成严重威胁，避免和尽可能地减少经济损失，项目部成立了专门的控制爆破QC小组，运用TQC原理，采取有针对性的方法和措施，降低施工风险，避免行车等其它安全事故[1]。
表1各控制爆破点基本信息表
里程
长度
控制爆破量
最大开挖高度
与营业线间距离
m
m3
m
m
DK365+436.6～DK365+500
63.4
6567
27
3～30
DK366+840～DK366+917
77
16887
54.6
3～58
DK367+200～DK367+260
60
1075
7
4～16
DK368+011～DK368+111
100
75150
55
26～122
合计
300.4
9679
2路基控爆施工方案及流程
2.1施工调查
根据设计图纸和现场勘探确定爆破里程，爆破点的地形、地貌，以及爆破工程数量，并勘测出爆破点的纵断面图和具有代表性的横断面图[2]。
对爆破点的地质和岩体情况要仔细探明。
对爆破点周边环境如电力线、通讯线、管道、民房、道路、果林、农业资源以及其他设备进行详细勘查，以便在爆破后进行对比参照，防止产生纠纷。
根据所得资料制定爆破方法，准备钻孔机具和爆破器材，对风、水、电供应检查和落实，保证钻孔和爆破作业的需要。
2.2施工方案的确定
由于爆破点距营业线较近，为确保爆破安全，采取多循环、小规模、小孔距的浅孔松动控制爆破方案，其方法是“设浅眼、密打眼、少装药、强覆盖、间隔微差”，逐排逐层地爆破剥离[3]。
对不同的爆破部位，采取不同的爆破参数w、a、b、l、k[4]和装药结构，将爆破结构、爆破破碎分为裂、松、散三个标准，对不同位置的炮孔的爆破参数应按其爆破破碎标准试爆调整。
爆破前，首先作好打眼、装药等准备工作并站好防护等，利用封锁时间进行装药和爆破。
采用靠壁式或直立式排架并用铁丝网、橡胶皮、草链覆盖、炮被覆盖进行防护。
营业线上钢轨及设备采用夹竹片覆盖，然后在上面铺盖彩条布。
爆破时派驻2名站联络员，在距爆破点两端的营业线1公里处设置2名防护员，并每100米安排1名巡道人员，爆破后立即巡道，检查铁路沿线是否有飞石和山体落石。
所有防护联络员、人员和巡道员均配置对讲机和手机，随时与车站保持联络。
发现问题及时汇报并处理。
根据控爆点与营业线之间的距离、控爆等级和防护要求的不同采取相应控爆方法，如表2所示。
表2各控制爆破点控爆方法及防护措施
里程
长度（m）
控爆方法
防护措施
DK365+436.6～DK365+500
63.4
预留隔墙纵向拉槽法
排架防护+预留隔墙防护＋覆盖法防护
DK366+840～DK366+917
77
预留隔墙纵向拉槽法
排架防护+预留隔墙防护＋覆盖法防护
DK367+200～DK367+260
60
浅孔薄层剥离法
排架防护＋覆盖法防护
DK368+011～DK368+111
100
预留隔墙纵向拉槽法
排架防护+预留隔墙防护＋覆盖法防护
2.3爆破施工流程
图1营业线控爆施工工艺流程图
3临近营业线路基控爆施工工法
3.1浅孔薄层剥离施工
该施工方法适用于爆破宽度在2m以内的石质路堑剥离和爆区平台的清平，主要是利用小装药量[5]，小抵抗线和小炮眼间距进行剥离控制爆破，力求岩石原地龟裂松动，避免石块的扬弃。
根据机械出碴的特点拟定台阶长度为6m（沿营业线方向），台阶高度H为2.6m。
纵向分排钻孔（一般一次控制在6排以下），每次起爆3～4个台阶，采用多排微差控制爆破技术解决爆破扰动过大问题。
爆破形成的土石方量采用人工方式出碴。
具体爆破参数[6]表3所示。
表3浅孔薄层剥离控制爆破参数表
爆破方法
爆破参数
位置
w
a
b
L
K
Kb
薄层剥离法
H≥6m
0.3
0.5
单排
1.2
0.15
0.10
H＜6m
0.4
0.6
单排
1.5
0.15
0.10
表中，H—爆破位置与轨面标高之差,m；w—最小抵抗线（m）；
a—炮孔间距（m）；b—炮孔排距（m）；
L—炮孔深度（m）；K—单位用药量（kg/m3）；
Kb—最靠近线路的炮孔单位用药量，kg/m3。
装约量计算：
单位耗药量q=0.3～0.4Kg/m3（根据岩石类型通过试验确定）
每孔装药量Q=q.w.a.L
堵塞长度l=1/4Y～1/3L，0.6～0.8m。
3.2小台阶法控制爆破施工
该施工方法适用于爆破宽度在2～4m的石质路堑剥离和爆区平台的清平，主要是利用小装药量，小抵抗线和小炮眼间距进行剥离控制爆破，力求岩石原地龟裂松动，避免石块的扬弃。
爆破形成的土石方量采用人工方式出碴。
具体爆破参数表4所示。
表4小台阶法控制爆破参数表
爆破方法
爆破参数
位置
w
a
b
L
K
Kb
Ky
小台阶法
H≥6m
0.4
0.6
0.4
1.2
0.15
0.10
0.40
H＜6m
0.5
0.7
0.5
1.2
0.15
0.10
0.40
表中各参数含义同前。
3.3预留隔墙纵向拉槽法控制爆破施工
预留隔墙纵向拉槽法控制爆破施工即在石方开挖区和营业线之间预留1.5～2m宽的纵向保护隔墙，先采用控制爆破技术开挖隔墙与设计边坡间的石方（同拉槽爆破），隔墙高度达到2～3m时，再将保护隔墙爆除（采用龟裂爆破），如此自上而下逐层形成台阶的控制爆破的方法。
隔墙随台阶的推进及时予以爆除，该施工方法适用于线间距为6～12m，爆破宽度大于4m的石质路堑开挖。
爆破形成的土石方量采用挖掘机出碴。
具体爆破参数表5所示。
（表中各参数含义同前）
表5隔墙纵向拉槽法控制爆破参数表
爆破方法
爆破参数
位置
w
a
b
L
K
Kb
Ky
预留隔墙纵向拉槽法
H≥6m
0.4
0.6
0.4
1.2
0.20
0.40
H＜6m
0.5
0.7
0.5
1.2
0.25
0.40
纵向隔墙的龟裂爆破
H≥6m
0.3
0.5
0.3
1.2
0.15
0.10
H＜6m
0.4
0.6
0.4
1.5
0.15
0.10
3.4全路堑纵向拉槽法控制爆破施工
全路堑纵向拉槽法控制爆破施工适用于双绕地段与营业线线间距大于12m的石质路堑开挖施工，边坡采用光面爆破，路堑部分根据开挖深度不同采用分层开挖，横向布孔，深孔松动爆破施工。
爆破形成的土石方量采用挖掘机出碴。
4临近营业线路基控爆施工防护措施
4.1控制爆破措施
爆破飞石产生的原因：
一是爆破设计不合理，如单孔装药量偏太、炮孔位置及布孔方式不合理、装药结构、起爆顺序不合理等；二是施工作业不规范，如堵塞质量差、炮孔工作面浮石清理不彻底：
三是地质方面原因，爆破设计所依据的地质类型与实际不符如出现节理裂隙发育、存在溶沟槽等不良地质。
为此，根据爆体的不同位置，应采用相应的爆破方法，选取对应的孔网参数。
并根据具体情况采取相应处理措施。
（1）控制装药量
在影响爆破飞石诸因素中，单孔装药量是主要因素之一，必须结合实际的地质情况，根据经验及试验爆破情况选择合理的装药量。
（2）合理确定起爆顺序
采用微差起爆技术，创设临空面控制飞石方向。
在爆破振动安全允许的条件下，每个药包或每组药包进行微差起爆时，应以跳段安择起爆顺序，实际爆破表明，利用微差爆破，能提高爆破的破碎度，减小爆破振动有效控制飞石。
（3）提高炮孔堵塞质量
炮孔的堵塞是控爆施工的重要环节之一。
堵塞不实，极易出现冲炮，发生飞石及飞石过远的情况。
炮孔回填堵塞必须有足够的长度，堵塞长度不宜小于0.5m；回填土质应含有一定的水份以用手攥成团，手捏松散为标准：
回填堵塞时应边回填边堵塞，杜绝把土填到炮口处再捣固的情况。
（4）加强防护
在既有铁路线旁进行爆破作业，采取全方位、多渠道综合性防护手段，以消耗爆破后抛掷岩石的动能、遏制运动速度，达到控制飞石、滚石的目的营业线扩堑石方开挖薄层剥离法,小台阶法,预留隔墙纵向拉槽法爆破施工采用钢管排架防护并将爆破体覆盖方法相结合的防护措施，同时设置山体防护网。
见下图。
图2DK366+840～DK366+917路基控爆点被动防护网及排架
4.2排架法防护
图3钢管排架防护示意图
为防止飞石偶尔出现的滚石及滑块对营业线安全造成影响，施工前沿线路方向铺设钢管排架进行防护，钢管排架由φ50钢管、竹排和钢丝绳组成。
DK366+840～DK366+917，DK365+436.6～DK365+500段紧邻营业线，且边坡较高，以灰岩夹白云质灰岩为主，采用钢管排架进行防护。
钢管排架竖（立）杆间距1.0m，视地基情况锚入一定深度，岩基不小于20㎝，土基不小于60㎝；横杆间距1.5m，纵横钢管交叉采用扣件联接，钢管接长采用搭接，搭接长度不小于1.5m。
排架每个钢管结点用Φ22、长1.5m的锚杆锚固在扩堑的岩体中，在钢管竖横杆内侧挂绑竹排。
4.3覆盖法防护
为了防止爆破时的石块飞溅，对爆破区进行覆盖，覆盖方法如下：
（1）在炮眼孔口上覆盖一层砂袋，砂袋尺寸为：
45x70㎝；
（2）在砂袋上覆盖一层钢丝网片，钢丝网规格为：
φ5㎜钢丝，网孔为6x6cm；
（3）在钢丝网上覆盖一层厚10㎜的橡胶皮；
（4）在橡胶皮上再覆盖一层钢丝网，钢丝网规格为：
φ2mm钢丝，网孔为2.4x2.4㎝，再用砂袋压住钢丝网。
图4炮被覆盖防护图
4.4预留隔墙防护
为保证铁路设备和行车的安全，在每级台阶靠近营业线侧预留2.0～2.5m、高2.m左右的隔墙，以阻止飞石、滚石。
拆除隔墙时根据情况采用小药量爆破、液压油锤破碎或人力凿除等方法进行。
5施工成果总结
本次对路基控爆施工，采取合适的控爆方案，优化安全防护措施，针对路基控爆影响行车安全的主要因素，如飞石打击、机具侵限、原山体崩塌体及溶洞的存在对施工干扰大等环节制定了相应的对策，认真解决了存在的问题，有效地解决施工中存在的问题，圆满地完成了预定目标并取得良好的社会效益和经济效益。
表6开展QC小组活动前后两个控爆点施工情况对照表
施工点
石方开挖量
（m3）
施工时间
（月）
完成量
（m3）
月完成量
（m3/月）
停车或其他安全事件
（次）
DK365+436.6～DK365+500
12000
10
12000
1200
1
DK366+840～DK366+917
9000
3
9000
3000
0
根据表6计算，完善施工方案优化防护措施后，月完石方开挖量提高了1倍多，且同等量石方开挖，工期缩短了近一半多，且未发生停车及其他安全责任事件。
技术效益：
完善施工方案优化防护措施后，全体参战员工提高了对路基控爆施工技能的认识，克服了害怕心理，能科学、客观地对待路基控爆，能在最短时间内采取最合理的方式进行应急处理，从而杜绝了行车安全事故和其它责任事故，为今后几段路基控爆的快速施工提供了可靠的技术保障。
社会效益：
由于第一个控爆点DK365+436.6～DK365+500施工时各方面的因素影响，项目部在路基控爆地段曾发生过列车停车十几分钟的情况，阻挠了施工正常进行，给安全生产带来过一定程度的负面影响和经济损失，优化控爆方案和选定合适的安全防护措施后，不仅第一个控爆点顺利完工，第二个控爆点施工也已顺利完成。
经济效益：
通过选定合适的方案并不断优化安全防护措施，大大加快了路基控爆施工安全系数，杜绝了行车事故，避免了营业线路设备设施损坏、人员受伤、现场施工机械损坏等安全事故，为项目施工生产节约了时间，无形中降低了成本投入。
图5DK366+840～DK366+917路基石方爆破点施工完成后的情景
参考文献
[1]方左英.路基工程[M].北京.人民交通出版社，1990.
[2]GB6722-2007，爆破安全规范.
[3]《南宁铁路局营业线施工安全管理条例实施细则》（宁铁运〔2008〕162号）
[4]《铁路营业线施工及安全管理办法》（铁办〔2008〕190号）
评审意见：
该论文结合施工现场实际邻近营业线施工控爆点案例编写，可操作和指导性较强，具有借鉴性，本人同意发表该论文！
审核人：
师国强2012年7月23日
7
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