爆破前沿第既有线及复线建设中的爆破施工

会计学1爆破前沿第既有线及复线建设中的爆破施工第一节既有线的控制爆破

第二节既有线及复线建设中的浅孔爆破

第三节既有线及复线建设中的深孔松动控制爆破

第四节既有线及复线建设中的硐室松动控制爆破

第五节孤石爆破

第六节既有线及复线建设中的爆破防护

第七节既有线隧道改建爆破施工

第八节既有线上桥梁的爆破

本章小结第1页/共133页第一节既有线的控制爆破返回目录第2页/共133页

近年来,我国铁路复线建设正逐步增长,因此,在修建第二线过程中,第二线并行第一线或交叉换边等涉及爆破施工地段的爆破问题显得非常突出,尤其在电气化线路附近进行第二线爆破施工,则更为困难。以宝成复线为例,为确保接触网、长钢轨及各种电力、通信和控制电缆线路不受损坏，使既有线安全畅通无阻，在施工中必须采用控制爆破技术。第3页/共133页控制爆破的基本概念

所谓控制爆破(controlledblasting)，广义上讲是指通过一定的技术措施和技术手段，达到一定工程目的的爆破。而本文所指控制爆破，是根据工程要求和爆破具体条件，通过精心设计、施工和防护等，严格地控制爆炸能量释放和介质的破碎过程，使之既能达到预期的爆破效果，又能将爆破范围、破坏程度以及爆破地震波、空气冲击波、噪声和破碎物飞散等危害控制在规定限度内，这种对爆破效果和爆破危害进行双重控制的爆破称为控制爆破。第4页/共133页

控制爆破除满足《爆破安全规程》的各项规定之外，还应达到下列三个基本要求：控制爆破的破碎程度控制爆破的破坏范围控制爆破的危害作用第5页/共133页控制爆破的破碎程度

控制爆破对于大多数的被爆体，通常要求爆后“碎而不抛”或“碎而不散”，甚至对于个别被爆体要求做到“宁裂勿飞”，形成龟裂松动爆破。如在既有线旁增建二线时，要求爆后石碴块度均匀，便利装运，保证铁路安全畅通无阻。第6页/共133页控制爆破的破坏范围

控制爆破的破坏范围必须严格与设计尺寸相符，做到准确到位，即“爆上留下”、“爆左留右”及“爆前留后”，真正做到准确爆除预爆部位，使预留部位完整无损地保存下来。

第7页/共133页控制爆破的危害作用

通过合理地选用控制爆破参数和防护等技术措施，将爆破地震波、空气冲击波、噪声、飞石等危害限制在允许范围内。在复线施工中必须认识到，能否防止飞石、爆破振动和空气冲击波对既有线路和设备的危害，将是能否进行爆破施工的关键。第8页/共133页石方控制爆破方法和选择

根据工程爆破的主控目的和要求，在铁路、冶金、煤炭、水电、建材、城市建设和国防工程等部门常用的控制爆破，可归纳为以下几种类型：混凝土和钢筋混凝土大块体的切割和解体爆破、高大建筑物拆除爆破、盛水结构的水压爆破和复杂环境下的石方控制爆破。本章主要介绍既有线及复线建设中的石方控制爆破技术。

第9页/共133页根据不同爆区的周围环境、地形地质条件选择控制爆破的规模、不同类型的爆破方法、爆破具体的开挖程序是石方控制爆破设计和施工的重要环节。第10页/共133页常用的石方控制爆破方法1.浅孔拉槽爆破适用于开挖方量小、开挖面积不大、挖深小的工程，或开挖管道沟槽及开挖梯段爆破临空面地段，如衡广复线的南岭车站等工点。2.浅孔梯段爆破适用于开挖量稍大的工点，如株六复线的一些地段等。第11页/共133页3.深孔控制爆破适用于大量石方控制爆破的工点，如衡广复线马家坳工点。4.硐室控制爆破适用于爆破方量大且条件许可的工点，如石太线赛鱼车站。5.深孔药壶控制爆破适用于石方量较大、地形条件不好且钻孔机具不足的爆破工点，如邯长线的尖饼湾工地。第12页/共133页石方控制爆破的飞石和振动控制

既有线及复线建设中的石方控制爆破主要是控制飞石和振动的影响范围，确保行车安全。飞石的控制振动的控制

第13页/共133页飞石的控制

控制飞石危害的技术措施包括控制飞石的产生和对已产生飞石的防护。控制飞石产生主要取决于基础工作即对地形地质情况的掌握、爆破设计参数是否合理、装药量是否合适等，对产生的个别飞石主要是防护。控制飞石的主要措施有：第14页/共133页(1)改变临空面控制飞石的方向。飞石的方向主要沿最小抵抗线的方向飞出，当各个方向安全距离不同时，可安排合适的条件、较好的方向为临空面的方向，使其它方向的建筑物不受飞石的危害，从而达到飞石沿设计方向飞出一定距离的目的。如衡广复线里排段均在铁路纵向两端开挖临空面，使既有线免受飞石的危害。(2)控制飞石的实际抵抗线的大小。炮眼法爆破要合理选择前沿抵抗线的大小，装药前应实地核实抵抗线，调整装药量，以防止飞石沿小抵抗线方向飞出。第15页/共133页(3)控制装药量是减少飞石和控制飞石产生的关键。(4)合理的装药结构和良好的堵塞质量是防止飞石的重要技术措施。(5)飞石的防护。在控制爆破中，在可能的条件下，对爆区加以覆盖来防止飞石。

第16页/共133页振动的控制

既有线及复线建设中的石方控制爆破，既要保证开挖质量，取得良好的爆破效果，又要将爆破振动的危害控制到最小范围，常用的减振措施有：(1)采用微差起爆技术，有效地降低爆破振动效应。采用微差起爆网络，严格控制单响最大装药量，选择合理的微差间隔时间，注意起爆方式，以形成良好的自由面及自由空间，避免形成“闷炮”。第17页/共133页(2)采用预裂爆破形成隔振槽，减少主炮孔对周围环境的影响，但应注意由于没有较好的自由面卸载，预裂孔本身爆破产生的振动。(3)孔底加垫层削减峰值压力降低振动影响。为使炸药爆炸瞬间不直接对基底产生作用，在孔底可装入20～40cm的空心筒，炸药爆炸作用在筒上，削减炸药对基底的峰值压力，可起到一定的减振作用。

返回第18页/共133页第二节既有线及复线建设中的浅孔爆破返回目录第19页/共133页

既有线及复线建设中扩堑爆破的主要内容包括：控制飞石的距离和方向，防止爆破飞石打击既有线设施；控制爆破规模，防止因爆破振动而产生边坡塌方；控制起爆时间，充分利用列车间隔时间放炮；控制爆碴堆积部位，防止爆碴堵塞既有线行车。浅孔爆破由于能够保证爆破质量，施工机械简单且易掌握，应用范围广泛灵活而在既有线及复线建设中得到了广泛应用。实践表明，对紧靠既有线，边坡陡峻，围岩破碎，硬度低，节理裂隙发育，整体性差且开挖宽度小于4m的爆破工点,宜采用浅孔控制爆破或其它爆破新技术。

第20页/共133页爆破方案的制定

施工方案的选取应根据地形和地质条件、爆破石方量、毗邻既有线及其它建筑设施的情况、人员机械配套等因素综合考虑，做到既确保安全，又有较高的工效。常用的方案有薄层剥离、台阶开挖、预留隔墙纵向拉槽、导洞开挖、钢轨排架防护台阶等方法，这些方法均贯彻了“浅眼、密眼、少药、微差爆破”的技术原则。第21页/共133页利用地形条件选择爆破方案

(1)薄层剥离法。对于紧靠既有线，开挖宽度小于4m，边坡陡峻、场地狭窄、开挖数量虽不大，但岩石坚硬、施工条件十分困难的地段，采用逐排剥离的方法。此种方法，一般只布2～3排孔（如图9—1所示）。

第22页/共133页(2)横向台阶开挖法。对于紧靠既有线，开挖宽度小于4m，边坡不很高、地形较平缓、既有线旁可容纳少部分石碴的地段，可采用横向台阶开挖法。台阶数量可因地制宜，一般采用2～3个。采用这种方法时，应先顺边坡布一排预裂孔，再在垂直于边坡的方向布主炮孔，每一层的主炮孔仅限1～2排，逐层向下钻爆，形成数级台阶（如图9—2）。第23页/共133页(3)纵向台阶开挖法（如图9-3）。对于既有线路堑坡度较缓、坡脚又有平台；有大量线路防护材料可资利用；弃碴地点近，除碴运距不大；岩层自然倾斜度不大，不会发生因岩石节理层理关系在爆破时发生大量石块堵塞路堑的情况，可采用纵向台阶法。该方案施工时可将整个施工区段全面铺开，将钻眼除碴分段流水作业，增加临空面，提高爆破效果，一次爆破方量大、进度快、节省时间，但防护工作量大、用料多，线路上积碴多、清除时间长。

第24页/共133页(4)纵向V型溜槽开挖法。开挖顺序及布眼方法如图9-4所示。第一步先开挖一个V型尖头，并注意∠α=∠AOB=60°～80°,∠β=70°～80°,∠γ=边坡坡度；第二步以同样方法向前钻爆；第三步在下面形成的台阶按第一步法布眼，同时在上面台阶继续向前布眼钻爆，注意外边需留隔墙1.5～2m宽。如此不断向前向下钻爆就形成一个V型溜槽，每次爆落石方都顺槽子溜下，有利于出碴。第25页/共133页(5)底设导坑开挖法（如图9-5所示）。该法适用于地面坡度较缓，既有线标高大于第二线标高，用其它爆破方法将造成既有线堵塞，出碴困难，工期十分紧迫的情况。施工时，先爆破开挖导坑，然后再在导坑内用分层压顶爆破法开挖顶部岩石，然后爆破第二线边坡一侧，再爆破既有线侧的坑壁。该法可增加工作面，但造价较高，使用应慎重。第26页/共133页(6)马口横向拉槽开挖法（如图9-6所示）。该法适用于开挖面距既有线特近，线路封锁时间短，且路堑是双侧石方，须通过既有线路堑弃碴者。选择马口位置，一应找开挖面至设计边坡距离最短之处（一般不大于5m），以求马口开挖方量最少；第27页/共133页

二应选择靠路堑两端的位置，以求在既有路堑内运距较短。马口挖好后，即可按图9-7所示的顺序进行开挖。马口纵向拉槽开挖法可减少行车与施工之间的干扰，大部分石碴落在马口内；具有出碴时间不受限制，出碴与打眼互不干扰，线路防护材料少的优点。但工作面少，进度慢，消耗爆破材料多。第28页/共133页(7)预留隔墙纵向拉槽法。适用于紧靠既有线，开挖宽度大于4m,高度在8m以上的地段。预留隔墙纵向拉槽法的开挖顺序为：在石方开挖区与既有线之间预留1.5～2m宽的纵向保护隔墙(如图9-8）,先开挖隔墙外的石方,当隔墙高度为2～3m时便将隔墙爆除，以免形成陡而高的工作面。隔墙外的石方可采用较大规模的纵向（与线路平行方向）多排微差爆破法，槽子分2～3层，逐层拉通，以利出碴和加快施工进度。第29页/共133页

例某工点，岩质为灰岩，层间充填有黄泥，最大开挖高度为18m，开挖厚度由0.5～10m不等，系路堑拓宽开挖，开挖体坡脚距既有线4～5m,爆破以后的落石不易滚到既有线，利用此有利条件，设计采用纵向台阶法预留隔墙施工，当开挖体厚度小于4m时，采用横向台阶法开挖，其最小抵抗线方向指向铁路。实践表明，该法省去了架设防护排架的费用和时间，既确保了施工和运营安全，又加快了施工速度。在有隔墙“屏障”的保护下，单位耗药量也有所增加，爆破块度较为理想。第30页/共133页利用岩性的有利条件选择爆破方案

一般来讲，坚硬岩石的飞石要打得远一些，也容易出现大块；而对于中硬以下岩石，其飞石的控制相对要容易一些，也不会出现太多的大块。这时，即使有部分爆碴落到既有线，由于块度较小，不会对线路设施产生破坏，清理也较容易。第31页/共133页

例如，某复线工地岩质为钙质胶结砾岩，最大开挖高度为23.5m，边坡坡度1:0.1，紧邻既有线，总开挖方量1.3万m3;初步设计为在既有线侧架立防护排架，预算仅此项费用就需约10万元，而且影响工期。在制定爆破方案时，充分利用砾岩爆后不易出现大块的特点，采用纵向和横向台阶预留隔墙方法进行开挖；隔墙处理采用靠既有线一侧松动爆破，另一侧为抛掷爆破的方法，用风镐人工破碎已松动的岩石，取得了良好的经济效益和社会效益。第32页/共133页

在制定方案前，详细调查岩体的走向、倾角、倾向等产状要素是十分必要的。这样就可以充分利用有利的地质条件，克服不利因素，从而制定出切实可行的爆破方案。如某工点为灰岩，高12m,紧邻既有线，其倾角约为65°，倾向既有线外侧，总方量1.2万m3，开挖体位于靠河一侧，且该方向无任何建筑，故采用打水平孔进行崩塌爆破，炮口方向朝向河侧，边坡不设立防护排架，虽然爆破时采用过量装药，但飞石打向河里，对既有线不形成威胁，既安全又经济。第33页/共133页人为改变最小抵抗线方向进行控爆

某些工点由于所处环境特殊，按普通方法进行爆破，其最小抵抗线方向必定指向被保护的建筑物，架设防护排架费用较高或根本无法架立，这时可采用小炮爆破修改工作面的走向，使最小抵抗线方向背离既有线设施。

第34页/共133页施工方法及爆破参数的选择

横向台阶法的爆破参数(1)最小抵抗线方向背离既有线方向：采用定向爆破，无防护排架。预裂眼距a=0.5～0.6m,孔深L=2.2～2.4m,单孔装药量Q=kaL，其中k=0.4～0.5kg/m2；主炮眼孔深：L=1.0～2.2m；孔间距：a=1.0m;抵抗线：W=1.0～1.2m,排距b=0.8～1.0m，单孔药量：Q=kaWL或Q=kabL，其中k按表9-1取值；装药结构：单层或双层装药；防护措施：炮孔空口覆盖土包（用编织袋装不含碎石的土）或胶帘。第35页/共133页(2)最小抵抗线指向既有线：采用松动爆破，有防护排架或局部防护排架。孔深：L=1.0～1.5m；孔间距：a=1.2W;抵抗线：W=0.6～0.8m；单孔药量：Q=kaWL，其中k=0.25～0.30kg/m3；装药结构：L≤1.0m时为单层装药，否则双层装药；防护措施：炮孔空口覆盖土包，其上再加压竹排。第36页/共133页表9-1边坡不同部位的k值

边坡部位上部（>6m）中部（3～6m）下部（<3m）凿底边坡内侧0.15～0.20.2～0.250.25～0.30.25～0.5边坡外侧0.1～0.150.15～0.20.2～0.250.25～0.3第37页/共133页纵向台阶法爆破参数

孔深：L=1.5～2.0m；孔间距：a=1.2W;抵抗线：W=0.6～1.0m；单孔药量：Q=kaWL，其中k=0.3～0.35kg/m3；装药结构：L≤1.5m时为单层装药，否则双层装药；防护措施：胶帘防护或炮孔空口覆盖土包，其上再加压竹排。第38页/共133页纵向V型溜槽法爆破参数

纵向V型溜槽法爆破参数可参考横向台阶法。但使用时应注意：①每层只宜布一排眼（如图9-4所示），以减小震动力；②溜槽坡度要保持50°～60°；③隔墙要随开挖逐步向前推进，可用打浅眼、密眼或同时加糊炮方法处理；④地质变化时或遇地质情况不良时要改变方法。

第39页/共133页底设导坑法爆破参数

预裂孔边坡钻眼，间距a=0.5～0.6m,孔深L=1.5～2.5m,Q=kL,其中k=0.25～0.35kg/m；主炮孔抵抗线W=0.8～1.0m，a=1.0m,b=0.8～1.0m,L=1.0～2.5m,单孔药量：Q=kabL,式中既有线侧k=0.2～0.35kg/m3，新线侧k=0.3～0.4kg/m3。第40页/共133页隔墙爆破参数

当使用隔墙时，隔墙外石方爆破一般可采用网形布孔，一次可布100～200个。钻爆参数为抵抗线W=0.8m,间距a=0.8～1.0m,孔深L=1.5～2.5m,单孔药量Q=kaWL,式中边孔k=0.3～0.4kg/m3,中间孔k=0.4～0.5kg/m3。第41页/共133页隔墙处理

(1)薄层剥离法隔墙处理应视岩体产状而定，对于倾向线路侧的岩体，为防止岩层滑向既有线，处理之前应先用人工凿除已松动的岩石，然后采用剥离方法进行开挖，严格控制爆破振动，防止塌方。具体开挖参数如下：孔深L=0.5～0.8m；孔间距1.2W；抵抗线：W=0.5m；单孔药量Q=50～60g；装药结构：单层装药；防护措施：炮孔覆盖土包，其上再加竹排或胶帘。

第42页/共133页(2)定向倾倒法

对于产状有利的岩体，可采用定向倾倒方法拆除隔墙(如图9-9所示)。一般先把隔墙切成每段3～5m长,高2～3m，在其下部打3～4排水平孔，将下部炸开一个缺口，以利用岩体自身重量使其倾倒。具体参数如下：孔深L=0.7B，B为隔墙厚度，一般B＝2.0m；爆破参数a=b=W=0.6～0.8m,孔口药量Q1=1.2abW,孔底药量Q2＝0.5Q1,式中k=0.2～0.4kg/m3，隔墙上部可酌减。装药结构：双层装药；起爆顺序为先孔口后孔底，先下部后上部。第43页/共133页隔墙处理(3）一侧抛掷另一侧松动方法对于中硬以下岩石，可采用一侧抛掷另一侧松动方法拆除隔墙。这时主要是控制好两侧抵抗线的比值，正确选取药量，在钙质胶结砾岩爆破中采用以下参数：隔墙厚度：B=2m；松动侧抵抗线W松=1.2m；抛掷侧抵抗线W抛=0.8m；孔深：L=1.5m；孔间距a=1.0m；单孔药量：Q=kW3f(n)，其中k=1.3～1.5kg/m3，选用=f（n松)=0.32，f（n抛)=0.4。第44页/共133页(4)高边坡隔墙处理采用隔墙处理爆破开挖时，有时会遇到如图9-10所示的情况，开挖后在便线与既有线之间形成一墙高隔墙，一般为10～17m,坡度为1：（0.1～0.3）。为防止处理隔墙时大块石滚落砸坏线路，因此常用的爆破参数为：1～2排孔深L=1.0～1.5m,孔网系数a=W=b=0.4～0.6m;3～4排L=2～2.5m,a=0.8～1.0m,b=W=0.6～0.8m;2～3排排距b=0.6～0.7m。起爆顺序是便线一侧先响既有线侧后响，糊炮药量为0.6～0.8kg，与一、二排同时起爆。第45页/共133页静态破碎法

不论是静态破碎剂还是燃烧剂，与爆破相比，他们的共同特点是在使用过程中不会产生振动、空气冲击波、噪声和飞石等爆破公害，但反应速度慢，作用力小，威力低，因此适合于对爆破安全有严格要求的环境中。工业炸药可与静态破碎剂联合使用，取长补短，共同完成爆破任务。静态破碎剂常用的爆破参数是孔距a=0.4～0.5m，最小抵抗线W=0.25～0.3m，炮孔深度L=0.8～1.0m,装药系数k=12～18kg/m3,装药量Q=kaWL。返回第46页/共133页第三节既有线及复线建设中的深孔松动控制爆破返回目录第47页/共133页

铁路增建第二线或改建既有线工程石方控制爆破技术规定：“爆破数量集中，爆破条件许可或在既有线一侧能形成自然屏障或有其它措施时，可采用深孔控制爆破法”。要求爆破后岩石松动而不飞散，开裂而不塌滑。爆破方案的制定应根据爆区周围的环境，地形地质、工程量、施工进度与工期、经济效益与社会效益分析比较综合确定。第48页/共133页爆破参数的选择和计算1.台阶高度H深孔松动控制爆破台阶高度的选定分两种情况：一是当岩石爆破开挖不太深时，由岩石开挖深度确定台阶高度；二是岩石爆破开挖较深时，要根据钻机钻不同孔深的钻孔效率并结合岩石开挖深度综合考虑，一般分2～3个台阶，甚至更多。

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在铁路、公路中进行的深孔松动控制爆破，通常使用潜孔钻机，一般当钻孔直径为75mm≤D<100mm时，选定台阶高度H为5～8m；当D=150～170mm时，H为8～12m。若没有小口径钻机也可用大口径钻机来替代钻低台阶（H<8m）的钻孔爆破。第50页/共133页2.实际抵抗线W

当75mm≤D<100mm时,W=0.5H9—1

当D=150～170mm时,W=(0.3～0.4)H9—2

当H偏大时取小值；H偏小时取大系数值。3.炮孔间距炮孔在平面上呈梅花型布置。炮孔间距

a=1.15W9—3第51页/共133页4.炮孔超钻炮孔超钻h1为

h1=(0.2～0.3)H9—45.孔深当75mm≤D<100mm时，通常采用垂直钻孔，则炮孔深度L与台阶高度H和超钻h1的关系为

L=H＋h19—5当使用D=150～170mm时,钻孔倾角通常为75°

L=H/sin75°+h1=1.03H+h19—6

第52页/共133页6.堵塞长度为控制飞石，要求有足够的阻塞长度，堵塞长度h0

h0≥W或h0=30D9—7对于钻孔直径为75mm≤D<100mm的炮孔，实践表明，当h0为2.5～3.0m时，控制飞石十分有效。7.炮孔装药量Q采用Q=kHaW计算，式中单位用药量系数k是关键参数，一般为0.3～0.4kg/m3。若想达到理想的爆破效果，使k符合实际，只有“试炮”。表9-2给出了深孔爆破的经验参数表，可供参考。第53页/共133页表9-2深孔爆破参数表爆破方法炮孔间距A/m最小抵抗线W(m)梯段高度H/m超钻H/m装药系数/K备注一般爆破预裂爆破光面爆破1.1～1.3W8～12D10～15D25～35D1.5～2.0a10～1510～1510～150.3W0.5～0.6a0.2～0.3W0.4～0.60.5～0.60.2～0.4D=75～150mm第54页/共133页工程实例

焦枝线K321＋060～K321＋400长340m，为石方路堑，需扩堑建为复线。该路堑最大挖深为21.7m，边坡1:0.75～1:0.25（如图9-11），路堑地处剥蚀丘陵区，地表由厚0.5～1.0m呈棕黄色硬塑至半干硬的砂粘土夹碎石覆盖，下卧基岩为灰色和褐黄色的绿泥片岩，节理发育，K321＋200～K321＋260处路堑深10m以下全为石灰岩，岩体脆而坚硬。第55页/共133页工程实例1.爆破设计现场使用YQ—150型钻机，钻孔直径150mm，仅有一根9m长钻杆，为防止爆破时岩石松动滑塌，确定钻一杆深的斜孔(75°)，减去超钻深，每层爆破台阶高度为6.5m。根据边坡高度分为三层台阶开挖。第56页/共133页

第一、二层台阶，在路堑靠既有线一侧距路堑外边缘2m处，沿线路走向布置第一排炮孔斜深8m（垂直7.7m)，炮孔间距(排距）为4m。在距第一排炮孔3m处，沿线路走向布置第二排炮孔,深5m。两排炮孔呈梅花型分布，钻孔倾斜角75°均朝向线路走向。对于第三层台阶，在K321＋200～K321＋260处，因地质为石灰岩，取排距为3m，其余仍为4m，第一排、第二排炮孔相距3～4m,孔深基本相同，各层炮孔分布见图9-11。单位用药量系数经试炮为k＝0.15kg/m3。第57页/共133页

起爆网络采用孔外串联等间隔起爆网络，即第二排炮孔均安装1段导爆管雷管，第一排炮孔均安装第4段毫秒雷管(75ms），孔外用第3段毫秒雷管（50ms）串联。从两排炮孔中引出的导爆管与孔外雷管并联（如图9-12所示）。

第58页/共133页2.爆破效果

该扩堑工程共进行21次爆破，均未出现飞石和散落石块，更没有发生爆破石块和爆堆顺原路堑边坡滚动和坍落的情况，路堑边坡平顺、整齐、稳定，符合设计要求。第59页/共133页第四节既有线及复线建设中的硐室松动控制爆破返回目录第60页/共133页

对于既有线扩堑的爆破工程，在确保爆破振动安全的条件下，当允许爆破的岩石有一定坍塌时，对这样的环境条件可以采取硐室松动控制爆破，但必须有效地控制飞石；当工程量大，地形较陡，开挖深度较深以及岩体整体性差或适宜于深孔松动爆破，但工程量不大，手头又没有现成的钻机，这时可采取小型硐室松动控制爆破。第61页/共133页

赛鱼车站扩堑工程是石太线电气化改建的控制工程之一，全长110m，挖深12～17m,石方总量为3.6万方。地质为砂质页岩，上部为页岩，砂岩多集中在下部（f=7～8）。该段环境复杂，坡顶为石太通讯线，坡脚为阳泉矿物局的瓦斯管道和电瓶车线路，距石太正线仅5m（图9-13）。第62页/共133页

根据工程实际情况，第一期工程采用浅孔微台阶控制爆破，第二期工程采用小型硐室控制爆破。硐室爆破参数如下：最小抵抗线W=8m，共布置两个药包，药包间距a=8m,取k=1.3kg/m3,f(n)=0.25,则由式9-8求得Q=166.4kg,实际药量为170kg，两个药包共计340kg，采用导爆管非电起爆网络，利用上下行车间隔（28min）起爆。第63页/共133页爆破效果：按设计范围爆落，堆石前沿未超过新线轨道，控制在10m以内，无任何飞石，周围建筑未受任何损坏，实际落石方量1904m3,炸药单耗0.179kg/m3。

第64页/共133页第五节孤石爆破返回目录第65页/共133页

在既有线及复线建设施工中，经常会遇到大块孤石，靠人力或机械不能移动，必须进行爆破解小，才能清除。爆破孤石时应考虑①岩石种类、体积和形状；②要求破碎程度；③孤石是自由放置还是部分埋在土中；④根据允许的飞石飞散距离准备相应的覆盖材料。爆破孤石通常有两种方法，裸露爆破法和炮眼爆破法。第66页/共133页裸露爆破法1.普通裸露炮法裸露炮又称巴炮或贴炮，它是将药包放于岩石或物体表面进行爆破的一种方法，如图9-14所示。裸露炮主要用在抢通车时，用来爆破较大的片状孤石或长条状孤石。其目的是将大块孤石炸为小块，便于人工清除。施工时可将药包放于孤石的平面或凹面（有窝的地方），最好放在孤石的中心，然后用粘土封闭覆盖，其厚度应大于药包直径，粘土内部不得有石块等物。第67页/共133页

裸露炮爆破岩石炸药耗量很大，一般在0.6～1.0kg/m3左右。岩石坚硬时，整体又无凹面可利用时取大值，相反取小值。使用该法爆破孤石时，爆破冲击波很强，个别碎石飞得很远，建筑物、既有线设施易被崩坏，没有特殊紧急情况一般不用此法。第68页/共133页

2.聚能药包爆破法如图9-15所示，该方法利用炸药的聚能效应来破碎孤石，其特点是：不需要打眼，施工简单，其安全性较普通浅眼爆破和普通裸露药包法好，施工进度和劳动强度比浅眼爆破法低。第69页/共133页

聚能药包爆破法的关键是制造聚能药包，常用的炸药有：黑索金加梯恩梯混合熔铸型、乳化油炸药和黑索金混装型及二号铵梯炸药压制型。实践表明，选用密度较大和爆速较高的炸药制成的聚能药包破碎效果较好。聚能穴的形状多采用加工简单和破碎能力较大的半球形。装置聚能药包时，要将药包垂直于大块孤石的顶面上，聚能穴朝下。药包位置应选在顶面的几何中心或附近较平整的地点，然后在上面覆盖泥沙。实践表明，这种方法进一步降低了炸药消耗量，抑制了岩尘和飞石。

第70页/共133页浅孔爆破

1.普通浅孔爆破浅孔爆破主要适用于块状孤石，在石方控爆施工中，多采用该法进行爆破。浅孔法爆破孤石时，一般在孤石中心处钻孔，块度较大时可同时钻多个孔，钻孔深度一般在孤石厚度的1/2～2/3范围内，确保钻孔深度等于或大于最小抵抗线，孤石爆破应加强堵塞，除装药外，剩余炮孔长度全部堵上炮泥，必要时加以覆盖（图9-16）。第71页/共133页

爆破孤石的用药量一般为0.1kg/m3，在距离既有线设施不太远的情况下，可减至0.07kg/m3。对于半埋状孤石，因临空条件不好，装药量应相应增加50%左右，有时可达0.2kg/m3。表9-3给出了孤石爆破装药量的经验值。第72页/共133页孤石体积/m3孤石厚度/m炮孔深度/m炮孔数目/个装药量/kg炮孔-10.51.02.03.00.81.01.01.50.440.550.550.8711220.050.100.100.15表9-3孤石爆破药量第73页/共133页

2.水压爆破法采用裸露药包爆破法和普通浅孔爆破孤石，都会产生飞石和空气冲击波，在既有线及复线孤石爆破施工中，为防止飞石对既有线设施的崩打和对人员的伤亡，降低爆破的有害效应，常采用水压爆破孤石。用水压爆破大块孤石时（如图9-17所示），在大块孤石的中心钻一个浅孔，把装有雷管的药包装入孔底，如果使用炸药的密度小于1.0,可在药卷底部装入少量比重较大的碎石或细砂，然后往炮孔中注水，一直注满，最后用电雷管和导爆管起爆。第74页/共133页

孤石爆破的效果主要取决于水压爆破的有关参数，主要有：（1）不偶合系数。该值必须考虑岩块的物理力学性质和炸药的性能，根据经验不偶合系数值在2.0～2.5之间能取得满意效果。（2）最小抵抗线W。除考虑岩石性质和炸药的威力外，主要考虑孤石的形状和尺寸。根据经验，一个炮孔的最小抵抗线最好不要超过0.8m,如果孤石的尺寸过大，可考虑布置2个或2个以上的炮眼。第75页/共133页（3）炮眼深度L。确定炮眼深度应考虑最小抵抗线和孤石的高度，一般L=（0.6～0.8）H,H为孤石的高度。（4）装药量。装药量目前尚没有一个精确的公式可用，一般根据工程类比，根据我国矿山经验，炸药单耗在0.015～0.05kg/m3之间。实践表明，用水压爆破来破碎孤石，可降低飞石抛掷距离和振动幅值，减小炸药耗量，具有明显经济效益。第76页/共133页边坡悬石的处理边坡上悬石由于其倒坍方向不易确定，受爆破振动、列车荷载或暴雨冲刷时有可能滑向既有线。悬石的体积一般较大，整体性好，一旦滚到既有线，必定严重损坏钢轨和轨枕，危及行车安全。因此，在爆破之前必须认真处理。第77页/共133页

处理方法是：用钢丝绳套上手葫芦将悬石拉向既有线外侧并加以固定，然后在其下方钻孔爆破，掏空其下方的支撑点，再利用手拉葫芦施加的拉力使其滚落，施工时注意钻孔要有一定的数量及深度，防止一次爆不下来时还需在悬石下面钻孔，这样不安全。另外，有时也可以在悬石的背侧采用千斤顶施加作用力，以加快其倾覆。返回第78页/共133页第六节既有线及复线建设中的爆破防护返回目录第79页/共133页

在既有线及复线石方爆破施工中，除设计上精确计算孔网参数、有效地选用爆破器材、合理地采用装药结构、力求做到控制飞石方向、减少飞石量、弱振动爆破外，由于影响爆破施工效果的因素很多，个别飞石难以避免，因此控制爆破施工的防护是必不可少的安全措施。

第80页/共133页爆破的防护原理

在研究爆破理论和分析爆破危害作用特点的基础上，通过一定的技术措施，对已受到控制的爆破地震波、空气冲击波、飞石、噪声等危害加以防护，称为防护(protection)原理。防护原理要从防护两字来作全面分析，要将防护作为主动和被动两个方面去理解。第81页/共133页1.“防”是主动的也是主要的，防止了工程爆破发生安全事故，甚至杜绝一切产生事故的苗头，作为爆破工程技术人员，必须清楚这一点，并切实做到以认真的态度去对待，因此爆破工程技术人员必须做好以下工作：第82页/共133页（1）充分做好准备工作。要从组织分工、明确责任、严格检查、胆大细心，并采取冷静的态度去分析和处理随时出现的问题，直到确信有条件进行爆破时，才能发出起爆信号。万一出现问题，应立即采取积极可靠的有效措施，减少或避免不必要的损失。（2）控制一次起爆的总药量是保证安全、主动防止破坏范围或破坏程度的重要途径。这是因为爆破时威胁周围环境的因素主要有地震波、空气冲击波、飞石，除了施工影响外，这些都和爆破的药量有关。第83页/共133页（3）注意施工质量是防止事故，保证安全的又一个重要环节。首先要注意药包位置的准确，无论是深孔或浅孔，施工完成后都应当重新测量它的实际位置，据此核实每个药包的最小抵抗线，修改装药量，否则最小抵抗线发生变化，就可能完全改变爆破时岩石破碎的抛掷方向，增加个别飞石的距离和空气冲击波的强度；其次要注意炮孔的堵塞质量，因为爆炸气体很容易从这个薄弱点冲击，带来高速气流和大量个别飞石；此外还要注意岩层有无软弱夹层和大的贯通裂缝，这也是出现不均匀气流，产生较大塌压的重要原因。第84页/共133页2.“护”作为被动的保证安全手段，同样是安全技术的重要环节，因为有的工程根据设计需要，不可能以限制一次爆破的药量来保证危险区内某些重要建筑物、工程设施或仪器设备的安全，这时就必须采取“护”的手段。第85页/共133页既有线及复线建设中的防护措施

防护措施(protectionmeasure)应根据地形、地质及开挖方法来决定，常用的防护措施有：1.掩体保护法设立掩护体对被保护物加以保护，覆盖材料一般选择强度高、重量大、韧性好，在使用时能尽快形成既厚又大的整体，以经受个别飞石的打击或轻微空气冲击波的冲击，一般常用草袋、荆笆、竹夹板等，图9-18为用竹夹板对既有线钢轨枕木的防护。对于房屋和机器设备可以树立排架或上面用铁丝网笼罩，以抵御较多的飞石或较强的空气冲击波。第86页/共133页2.当发生施工场地狭窄、开挖边坡陡峻、既有线旁不能设置可靠的挡碴栅栏或由于地质构造特别复杂、岩层倾向既有线而可能发生向既有线滑动的情况时，需在开挖边坡与既有线之间设一道靠壁或排架，同时进行爆破体的覆盖。常用的措施有：(1)刚性防护。边坡护壁用圆木或方木锚固在整个坡面上形成排架方格，方格间用竹夹板封闭，排架与边坡坡面留有0.3m的间隙，里面用劈柴填充，形成缓冲隔离层(图9—19)。爆破体地面采用砂袋、尼龙网、橡胶垫、钢丝网及草袋等覆盖。若既有线为电气化铁路，则对电力线杆采用圆木及竹夹板捆绑(图9-20）。第87页/共133页

实践证明，这些措施是行之有效的，已在现场广泛使用。除具有一次性投资省，在既有电气化线路上施工电安全性好等优点外，亦具有以下缺点：①排架施工难度大。特别是在爆破体边坡较高时采用靠壁式排架，为固定排架需在边坡上打许多锚杆，施工速度慢，工期长。爆破体地表覆盖物每次放炮前要安放，炮后要拆除，施工相当麻烦。第88页/共133页

②木、竹等材料消耗量大，材料基本不能重复使用。而且当施工工期较长时，木竹等材料易变质损伤，受飞石冲击时易出现脆性破坏，因此材料和排架整体强度低。③由于圆木、竹材等杆件较长，在接触网旁架设时，容易造成注意力疲劳，稍有不慎，易发生杆件伸入接触网的危险区，甚至与接触网发生碰撞事故。尽管所用材料电安全性较好，但排架在施工过程中电安全性较差，因此，对施工人员的素质要求较高。

第89页/共133页(2)柔性防护一般是采用锚杆加设钢筋网（类似于隧道工程中的初期支护）或锚杆格栅加钢筋网。后者的系统构成如图9-21所示，在开挖堑坡顶上2m左右，打一排锚杆与水平向成一下倾角度的锚杆，锚杆纵向间距2.0m左右；在堑坡脚下打一排地锚，并将防护网上下的支撑绳固定在锚杆上。先在地上将格栅铺好（格栅一般采用Ф2的钢丝构成间距20mm的方格），再在格栅面上铺设主网，主网采用瑞士布鲁克公司生产的RX—004/8/300型镀锌钢绳网，主网与主网之间用钢绞线左右缠绕缝合。格栅与主网连接好之后，从上到下铺设防护网，并将网的上下端固定在上、下支撑绳上。第90页/共133页

柔性防护具有防护强度高、施工简便、安全、几乎无高空作业工序等优点，且堑壁防护与地表覆盖同时解决，免去了刚性防护中爆前覆盖，爆后拆除的繁琐工序，缺点是一次性投资较大。第91页/共133页

3.在地形条件有所改善、边坡与既有线间有一定的安全空间、开挖边坡不太高而又较平缓时，可在边坡与既有线间设一道排架栅栏或钢轨排架（如图9-22）以阻挡滚石滑落，这种防护也是复线施工石方控制爆破中采用较多的。4.对某些重要工程的建筑可采用打防震孔、修防波堤、堵波墙、防冲屏等方法，可采用预裂爆破将被保护物与爆边隔离开来，使地震波强度得到有效地控制的方法。第92页/共133页

总之，这些防护措施有时是单一使用的，有时是联合使用的，应根据工点具体情况进行分析，确定相应的防护措施。例如地形条件有所改善、边坡与既有线有一定的安全空间、开挖边坡不太高而又较平缓时，仅需对爆破体和轨道进行覆盖即可。第93页/共133页保证行车安全措施

1.共同调查研究制定施工方案。根据设计提供的工程数量、施工环境、爆破规模，制定施工方案、防护措施和建议的封锁时间等。由施工部门、运营部门共同组成领导小组，相互协调，统一指挥。2.开工前准备。对爆破施工地段的信号、通信、电力设施由运营部门在施工爆破前进行迁移，对站场运营设施和设备采用防护覆盖等措施，保证线路、道岔保持良好状态。第94页/共133页3.爆破请点。工地爆破施工指挥站设专用电话与附近车站联系，派驻站联络员随时与工地保持联系，沟通施工和行车动态。一次爆破给点时间应满足爆破安全作业所需时间，不宜少于20min。4.爆破后要认真检查线路轨距、水平方向、线路限界及行车设备，确认技术状态良好，方能撤出行车防护，开通线路。第95页/共133页5.爆破工点施工中，若发现边坡危石等威胁行车安全，应即派人监视和防护，同时向车站要点，封锁线路，进行处理。6.组织好线路抢修队和备好有关抢险物资和工具，一遇险情，迅速抢修。

7.爆破时在工点两端800m外设嘹望哨或放响墩，遇险情未排除时，不能开通修路。8.施工工地24小时都应有人巡视报险。

返回第96页/共133页第七节既有线隧道改建爆破施工返回目录第97页/共133页

在既有线上进行隧道施工，首先必须确保既有线运营安全，尽量减少对既有线正常运输的干扰；其次，和新线隧道施工一样，隧道改建施工也应确保隧道衬砌结构安全和施工安全。因此，在制定隧道爆破施工方案时，不仅要考虑隧道所处的工程地质和水文地质情况，还应对原隧道施工的具体情况进行调查，视施工方法和工程质量的好坏，对围岩的扰动程度，结合既有线路行车条件、行车要求等，制定出切实可行的爆破方案。第98页/共133页隧道改建包括：运营隧道侧向水沟的改建，单线隧道扩建为多线隧道，隧道净空不符合要求而进行的处理等，本节仅就前两个问题进行讨论。第99页/共133页运营隧道侧向水沟的爆破施工隧道建成投入使用以后，随着时间的推移，可能会出现渗水、涌水现象，整治该类隧道病害主要采取堵排的综合治水方案，常需要增挖水沟或加深加宽排水沟（如图9-23所示）。第100页/共133页1.爆破方案的制定用爆破法开挖隧道侧沟主要有以下几个不利因素：(1)开挖断面狭小,地层夹制作用大；(2)须切断隧道仰拱,破坏隧道基础的整体性;(3)开挖断面处于枕木端头内，常影响路基基床的稳定性;(4)不中断行车，爆破施工要保证仰拱和隧道边墙的稳定，不允许有位移和变形，要严格控制爆破后水沟断面的形状，不允许超挖，保护好基础，确保列车运行安全。

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为了达到上述要求，一般采取的爆破方案是：仰拱与基岩分层开挖,先破仰拱，后挖基岩。开挖基岩采用浅眼台阶多层开挖法，以创造新的临空面，减少地层的夹制作用。两侧水沟交替开挖，控制每侧开挖长度；为防止边墙基础下沉而导致衬砌坍塌，后续工序的距离不宜大于5m。软弱围岩和漏水地段尤应注意：采用毫秒导爆管非电起爆系统，降低爆破振动；采用预裂爆破，将混凝土仰拱切开，沟槽侧壁采用光面爆破眼，控制开挖断面轮廓。

第102页/共133页2．混凝土、基岩沟槽控制爆破参数的确定(1)一次允许起爆的最大药量可按式10-2计算。根据式10-2及现场试验，可确定工程允许的最大起爆药量，一般混凝土介质安全振动速度为20cm/s。(2)最小抵抗线W值的确定采用浅眼台阶爆破法开挖仰拱基岩沟槽（如图9-24所示）。为防止冲炮，保证效果，W值宜取台阶高度的2/3～4/5;但考虑到便于人工清碴，在满足上式前提下取0.3～0.5m。岩石坚硬完整取小值，岩石破碎节理发育取大值。第103页/共133页（3）炮眼间距和排距b的确定由于仰拱厚仅40～50cm，所以a值不宜过大。一般取a=8d，d为炮眼直径；实际取a=30cm；b取水沟宽度一半，b=B/2（图9-24）。基岩沟槽光面爆破。在基岩沟槽的爆破开挖中，为获得平整的开挖侧壁,使断面的岩石破碎均匀，且爆后不留岩坎，可取a=(0.8～1.0)W，实际取a=40～50cm，b=B/2=40cm。

第104页/共133页（4）炮眼深度L的确定合理的炮眼深度可避免冲炮，使炸药能量得到充分利用，一般应使L>W或L>a。在爆破混凝土仰拱时，L还与仰拱厚度有关。取L=（3/5～4/5）δ，并使L>a。在基岩沟槽台阶爆破中，L等于台阶高度H加上超钻△L,一般取L=(1.3～1.5)H，并应使L>W。（5）单孔装药量Q

单孔装药量Q可由体积公式确定，单位用药量根据经验或试炮确定。第105页/共133页运营隧道扩建的爆破施工

由于单线隧道改建为多线隧道在施工过程中对既有线运营干扰很大，施工条件非常困难，因此必须采取特殊的施工方案，精心设计和施工，否则很难保障既有线行车和施工安全。第106页/共133页

1.施工方案的制定根据隧道改建的性质,单线隧道改建为多线隧道的方案也有所不同。单线改为双线,有外部改建法和内部改建法,前者适用于新旧线大致吻合的情况,施工时暂时保留原有衬砌,在其外部扩建，最后拆除原衬砌;后者适用于在旧中线偏于新隧道一侧的情况,施工时必须拆除原有旧衬砌,再自内向外扩建。第107页/共133页

单线改建为三线，一般均可用外部改建法。当新旧衬砌边墙间有适当间隙可容纳导坑位置时，可采用上导坑和两侧壁导坑并进，围岩稳定时，可按先墙后拱衬砌；当另一侧不能容纳侧壁导坑或围岩较差时，则宜先进上导坑按先拱后墙施工。本节重点讨论了内部改建法的防护台车施工方案。第108页/共133页2.爆破工程技术措施（1）防护台车爆破前应按二级超限限界设计制造作业和防护台车，台车由走行部分和防护龙门组成，一般沿自铺轨道行走，就位固定后可在上面进行钻孔、爆破及再次衬砌等作业，列车在下面正常运行不受干扰。台车长度可根据需要制定，常用为10m，要求台车有一定的刚度以保证其不被砸毁或变形侵限。在台车顶上正对爆道范围设置三角形活动钢架（图9-25），拱部爆破时安上，以便拱顶爆碴顺车三角形斜边滚下，减少对台车的压力和冲击力。为增加台车抗冲击稳定性，拱部和边墙爆破时，用木楔将对面一侧楔紧。

第109页/共133页

（2）保留原混凝土衬砌不受损害的措施原混凝土衬砌的拆除，宜采用预裂切割爆破。施工前，对原衬砌的拱圈事先加固，可用预制钢拱架支顶，前后连成整体，并用木楔楔紧；施工中须经常检查其限界及稳定情况。钢拱架的制作，对单线隧道一般用30kg以上钢轨弯制，多线隧道则宜用适合的型钢制成，围岩较好地段也可用锚杆加固。第110页/共133页

根据衬砌工作缝合理划分开挖和衬砌作业段，保持每节拱随时都有部分旧拱和新拱支撑着。当拆除部分衬砌，仍有部分原混凝土衬砌留用且原混凝土衬砌不是一次浇筑成型，拱与边墙有工作缝断开时，为防止拆除后掉拱和确保保留混凝土不受爆破损伤，在保留拱腰上设置长锚杆（>3.0m）。图9-25给出了锚杆加固原衬砌的方法。第111页/共133页

3.爆破设计参数和控制手段运营隧道改、扩建在采取一系列工程技术措施后，只需控制爆破碎石的位移初速度、爆碴的块度及数量、爆破振动速度，以保证轨道设施和防护台车不被破坏或被砸变形不侵限即可。第112页/共133页

（1）炮孔布置炮孔布置是提高破碎效果，控制爆碴块度的关键。应遵循“多循环、弱爆破、少装药、密布眼、浅打眼”的原则，但是要把爆碴最大粒径限制在15cm以下，仅靠提高炮眼密集系数是不可取的。炮眼太多，钻眼工作量也大，起爆器材消耗多，工期也相对拉长，很不合算。为此，布眼应根据不同的爆破介质、爆破部位及爆破条件，采取相应的布孔方法。第113页/共133页①拱部预裂切割孔：预裂切割炮孔间距a依钻孔直径d而定，a=(8～12)d，由于拱部混凝土较密实，弧形结构外侧不临空，从内侧预裂较难，所以，a取小值，a=8d。对于薄的衬砌，钻孔浅，为提高切割效果，切割孔可朝向同一方向倾斜30°～40°。第114页/共133页

②边墙、拱部衬砌及拱顶岩石布孔：为提高破碎效果，降低大块率，一般采用宽孔距技术。钻孔方向顺衬面，钻孔深度L=100～120cm,最小抵抗线W=20～25cm,排距b=W=20～25cm;孔距a=40～50cm；邻近系数m=a/b=2.0,呈梅花形布置。

第115页/共133页

③其它岩石炮孔布置：随着开挖面的扩大和危险程度的逐渐降低，应逐步加大孔距及排距，以减少钻孔工作量。钻孔方向及深度同衬砌爆破；最小抵抗线W=30～40cm；排距b=W=30～40cm；孔距a=60～80cm，邻近系数m=a/b=2.0，呈梅花形布孔。第116页/共133页（2）单孔装药量计算单孔装药量的计算是控制爆破飞石的关键，隧道内空间小，防护台车及各种被保护物距爆破体很近，要求爆破体在爆轰波作用下只产生破碎，不产生较大的位移或只产生初速度很小的位移（一般是在重力作用下或相邻炮孔振动