杜步三號大橋為清連高速公路關(guān)鍵控制工程，全橋所處地段地址情況復(fù)雜，多為堅硬石質(zhì)巖層，K2180+680~K2180+790段路基及杜步3號大橋0號橋臺（K2180+790~ K2180+810原地面高于箱梁底面）為石質(zhì)地段地質(zhì)情況為：灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，開挖方量約為6500m3 。該段路線右側(cè)及清遠端均為陡崖， 3號橋1號 墩位于前方陡崖下，離挖方處約40米，垂直高度約80米，臨時施工便道和施工隊工棚離該挖方約80米，垂直高度約100米。距爆源約100米垂直高度約110米的地方還有一居民村莊。
2 開挖方案的選擇
開挖方案的選擇必須充分考慮此次爆破施工的特點，本次爆破施工主要有如下特點：
2.1、由工程概況我們可以知道，此次施工的施工環(huán)境特別復(fù)雜，施工安全方面存在巨大挑戰(zhàn)，必須避免爆破作業(yè)過程中損壞已經(jīng)完成施工的一號墩墩身及正在進行的掛籃施工、危及不遠處的作業(yè)工人及村民和民房的生命財產(chǎn)安全，做到完無一失。一旦有失，將造成惡劣的社會影響及嚴重經(jīng)濟損失。因此施工安全性乃衡量施工方案可行性首要考慮的條件。
2.2、工期緊張，施工任務(wù)艱巨。按業(yè)主指令，杜步三號橋必須在2008年11月5日之前合攏，因此0號橋臺的施工進度成為3號橋能否按時合攏的最為關(guān)鍵的一施工環(huán)節(jié)。
2.3、在保證施工安全和進度的前提下，必須考慮施工成本。
如上所述，可以綜合考慮一下三種爆破方案：⑴、全部采用高臺階深孔毫秒微差松動爆破。⑵、全部采用淺孔小臺階多段微差爆破。⑶、靜態(tài)爆破。⑷、定向爆破加大型挖掘機及鑿巖破碎機相結(jié)合混合開挖的方式。若只考慮施工進度和施工成本，第一種施工方案無疑是最好的選擇，但是這種方案施工中產(chǎn)生的滾石飛石將造成災(zāi)難性后果，無法保障安全，而且會大量增加二次解小工作量。第二種方案是采用密鉆孔，少裝藥的方式將巖石徹底肢解粉碎。這種方案安全性極高，不會產(chǎn)生滾石及大塊飛石。這種爆破方法的弊端在于一次爆破量小，嚴重影響工期；就經(jīng)濟效益方面而言，鉆孔數(shù)量和耗藥量比常規(guī)小臺階淺空爆破大。靜爆開挖是80年代末90年代初新起的一種新型爆破開挖方式，廣泛用于大理石、花崗巖和玉石等貴重石材以及拆除各類混凝土道路、基礎(chǔ)、橋梁和港口碼頭等，在破碎過程中具有無震動、無飛石、無噪聲和無毒污染等特點，具有極高的安全性。靜爆開挖的原理是：人工造孔后，在靜態(tài)膨脹劑的作用下使巖石脹裂、產(chǎn)生裂縫、碎落，再用大型挖掘機挖掘裝車運走達到開挖目的。基本工序為測量放樣→布孔→拌藥裝藥→解小、裝運。靜態(tài)爆破膨脹力最大可達到100Mpa以上；最大膨脹力出現(xiàn)最短時間可在10分鐘內(nèi)，反應(yīng)時間可在10分鐘至10小時之間任意調(diào)節(jié)。由此看來，靜態(tài)爆破無疑是一種很好的選擇，這種方案唯一的不足之處在于施工成本非常高，此爆破方法在桂柳高速S1合同段中曾經(jīng)使用過，當時估算單價為222.53元每立方米。如果在此次爆破中采用該方案的話，估算單價在250元每立方米以上，遠遠超過工程成本預(yù)算。當這種方案一提出，馬上被否決。
在綜合必選幾種施工方案后，決定采用第四種施工方案：
采用定向爆破加大型挖掘機及鑿巖破碎機相結(jié)合的方式進行開挖，在充分考慮施工安全性、施工進度及施工成本的前提下，爆破方案采用分區(qū)域高臺階深孔毫秒微差定向控制爆破和淺孔小臺階多段微差定向控制爆破相結(jié)合的方案。具體分區(qū)見3.2爆破方案。施工時先開挖出該段中間偏左（路線左側(cè)）部分，然后采用定向爆破使巖石往左側(cè)爆破（前方陡崖處使巖石往小樁號爆破），再利用大功率的挖掘機（2.5方）將爆破后兩側(cè)的碎石往左側(cè)已經(jīng)開挖出的區(qū)域鉤，再行運走。對于大塊石塊，利用鑿巖破碎機先行打碎，然后裝運。對前方和右側(cè)危險區(qū)域的巖體采用淺孔小臺階多段微差定向控制爆破的方法使將巖石炸碎，使破碎巖石定向倒向后方及左側(cè)安全區(qū)域再裝運。施工過程中應(yīng)在峭壁下方做好必要的防護措施，沿線及1#墩側(cè)設(shè)攔護帶，特別是在一號墩處，壘起高5米的沙袋墻，防止?jié)L落的石頭傷及施工人員及損壞1#墩墩身。
3 定向控制爆破
3.1爆破方案選擇的原則
爆破方案的選擇應(yīng)遵循以下原則：（1）爆破方案應(yīng)滿足爆區(qū)周邊環(huán)境特定條件的要求，施工過程安全可靠；（2）爆破方案應(yīng)滿足工程工期對爆破施工進度的要求；（3）確保周圍被保護對象的安全。
3.2爆破方案的確定
3.2.1 根據(jù)《爆破安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定,該爆破工程對周圍建構(gòu)筑物所在地的質(zhì)點峰值振動速度和主振頻率,結(jié)合周圍環(huán)境情況和安全距離以及施工工期、施工成本、橋臺施工人員正常工作生活的需要,決定采用如下混合爆破方法：根據(jù)測量橫斷面圖，K2180+680~K2180+805開挖深度較大，其左側(cè)坡頂往右30米內(nèi)可采用高臺階深孔毫秒微差定向控制爆破。K2180+805~K2180+810全部及K2180+680~K2180~805右側(cè)8米的區(qū)域采用淺孔小臺階多段微差定向控制爆破的方法。
定向控制爆破就是要控制爆破方向、破壞范圍、碎塊飛散距離和地震波等。實現(xiàn)控制爆破的關(guān)鍵在于裝藥量的計算與炮孔位置的安排，以及有效的安全防護手段。施工過程中認真做好安全防護、合理選擇爆破參數(shù),達到微震效果;做到巖石松動而不飛散,開裂而不滑塌，同時要確保未爆巖石的整體穩(wěn)定性。
3.2.2 為保證左側(cè)山體邊坡的穩(wěn)定和美觀，應(yīng)先沿左側(cè)山體按設(shè)計的坡率進行預(yù)裂爆破，使爆除體和左側(cè)山體先分離開來。
3.2.3 選用混合裝藥結(jié)構(gòu)，采用90~95%的硝銨炸藥和5~10%的巖石銨銻炸藥。
3.2.4 采用塑料導爆管非電起爆系統(tǒng)組成微差起爆破網(wǎng)路，藥包內(nèi)選用高段別毫秒雷管、洞外網(wǎng)路用聯(lián)通管和較低段別的毫秒雷管聯(lián)結(jié)成微差起爆網(wǎng)路。
3.2.5 高臺階深孔毫秒微差定向控制爆破參數(shù)設(shè)計。根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備情況，選用直徑為76mm的中風壓潛孔鉆鉆孔。此鉆機的鉆孔深度為22米，工地現(xiàn)有挖掘的安全工作高度12~15米，再從安全生產(chǎn)和實際地形角度考慮，確定生產(chǎn)臺階的高度為6~12米。采用傾角為60~75度的爆破梯段傾角。需開挖的巖石為灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r，查表可知其堅固系數(shù)f為8~12，巖石密度為2.5~2.7噸每立方。其標準拋擲爆破單位耗藥量為1.7~1.95。本次爆破意在將所需爆除體炸得破碎，并定向往后方路基和左側(cè)山體坍塌，因此在計算單位耗藥量K時可采取比普通松動爆破略大的系數(shù)，因此確定f(n)=0.35, K=0.35*1.7~1.95=0.6~0.68kg/m3。按照孔徑推算最小抵抗線為W=25~30d=25~30*0.076=1.9~2.3m,取2.0。根據(jù)經(jīng)驗裝藥集中度取l=4.0Kg/m。由此可以確定單空控制面積S=l/q=4/0.6=6.6m2,則空間距為a=S/W=6.6/3=2.2,排距b=w=2.0。根據(jù)實踐經(jīng)驗優(yōu)化空距a=2.0,b=1.8。填塞長度: L1 = (0.8 ～ 1.2)w = 1.6～2.4m。一般情況下,當L1 ≥W 時,基本可以杜絕孔口飛石的產(chǎn)生,為減少堵塞段大塊的產(chǎn)出率,便于裝運實施中采用L1 = W =2m。
3.2.6 淺孔小臺階多段微差定向控制爆破參數(shù)設(shè)計。采用直徑為38mm的YT-20或YT-24手風鉆鉆孔。堵塞長度L=(20~30)d，L為0.76~1.2m。最小抵抗線W=25d=0.95m,取w=1m,孔距a=(15~30)d=0.57~1.14,取a=1m,取b=1.2。臺階高度H：采取分層爆破取H＝2.5~3m；孔深取2m。孔位標定準確,偏差不超過5cm ,孔傾斜度不超過3 % ,孔深誤差不超過5cm。巖石為灰?guī)r白云質(zhì)灰?guī)r，故炸藥單耗q=0.45~0.6kg/m3。取0.5kg/m3。單孔裝藥量。Q =q*a*w*h =1.25~1.5kg/m3。堵塞長度不小于1.2米。
4 控爆施工注意事項
嚴格控制爆碴的破碎程序：要求爆破后的巖石達到“碎而不拋”、“松動而不散”或“預(yù)裂無飛”的效果。嚴格控制爆破松動范圍：要求施工放樣要準確無誤，爆破后的斷面尺寸與設(shè)計尺寸相符。嚴格控制爆破四害：爆破地震波、空氣沖擊波、噪聲和飛石。
控制滾石：該控爆段山體上部存在危石，在施爆前，必須對其進行加固或處理，確認安全后方可進行爆破施工。
控制飛石：爆破飛石是炸藥爆炸后的多余能量對石頭產(chǎn)生作用的結(jié)果。為控制爆破飛石，在施工中主要采用取優(yōu)孔徑、孔深、孔數(shù)、孔距、排距和炸藥單耗，采用合適的裝藥方法和起爆方式，提高炮孔的阻塞質(zhì)量，以達到每個炮孔所產(chǎn)生的爆破能量與炮孔周圍介質(zhì)所需能量相等，達到松動而無剩余能量造成飛石。
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