铁路路堑边坡光面(预裂)爆破设计施工技术规程

铁路路堑边坡光面(预裂)爆破设计施工技术规程（征求意见稿）铁道科学研究院铁建所北京2007年12月31日铁路路堑边坡光面爆破设计施工技术规程1铁路路堑边坡光面(预裂)爆破设计施工技术规程（征求意见稿）1总则1.0.1为提高铁路路堑边坡开挖工程质量，最大限度地减少石方爆破对边坡岩体损伤破坏作用，形成平整稳定的边坡，特制订本标准。1.0.2凡属好于Ⅲ级以上岩石边坡，设计边坡坡度为1:0.1~1:0.75，需要采用爆破开挖的路堑，在边坡部位的爆破设计施工都应执行本规程。1.0.3光面爆破和预裂爆破都能提高边坡工程质量，可根据设计要求或施工组织和爆破安全等因素安排选用其中一种。预裂爆破还可用于阻隔爆破振动目的。1.0.4爆破工点开工前，应由施工单位提出边坡光面或预裂爆破设计与施工方案，并会同设计、监理单位及爆破安全评估部门审定。1.0.5铁路路堑边坡光面（预裂）爆破应积极采用新技术、新工艺、新材料、新设备，但必须经试验、论证，并报请有关部门批准。1.0.6本规程仅适用于露天垂直或倾斜边坡的范畴，不包括地下工程开挖内容。1.0.7路堑边坡爆破开挖设计与施工除执行本标准外，尚应遵守现行国家标准“爆破安全规程”GB6722-2003的有关规定。2术语与符号2.1术语2.1.1光面爆破smoothblasting沿开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低威力炸药，在主爆区爆破后起爆，以形成平整的轮廓面的爆破作业。2.1.2预裂爆破presplitblasting沿开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低威力炸药，在主爆区爆破前起爆，从而在爆区与保留区之间形成预贯通的裂缝，以减弱主爆破对保留岩体的破坏并形成平整的轮廓面的爆破作业。2.1.3路堑cutting通常炸药卷表面与孔壁之间有空气间隔，或炮孔的某些部位不装药。不耦合装药有两种：轴向不耦合和径向不耦合。铁路路堑边坡光面爆破设计施工技术规程22.1.4不耦合系数decouplingratio如果药卷和炮孔内壁之间存在空隙，由于不耦合效应的影响，将使作用在炮孔内壁面上的爆轰压力变低，从而起到缓冲的效果。所谓不耦合系数，是指炮孔直径和药卷直径之比。在密实装药的情况下不耦合系数为1。2.1.5光爆层smoothblastingrange光爆层是指周边孔与最外层主爆孔之间的岩石层。光爆层的厚度就是周边孔（光爆孔）的最小抵抗线。2.1.6半孔率halfcastfactor光面（预裂）爆破后在边坡壁上留下的半边钻孔痕迹比率，半孔率越高，光面（预裂）爆破质量越好。2.1.7平整度degreeofplainness爆破后形成的边坡面与设计坡面相比的超、欠挖程度表示平整度，平整度应符合设计标准。它不仅与施工质量有关，而且受岩性和台阶高度的影响。2.1.8岩体损伤变量rockdamagevariable通过对比爆破前后岩体中纵波速度的变化，反应岩体内部损伤程度的变量，用公式D=1－(Vpb/Vpo)2表示。式中：D——岩体损伤变量；Vpb——爆破后岩体中的纵波速度（m/s）；Vp0——爆破前岩体中的纵波速度（m/s）。2.2符号d——炮孔直径H——梯段高度（即一次开挖层深度）h——炮孔超深L——炮孔深度W光——光面爆破的炮孔最小抵抗线k光——光面爆破的单位耗药量(g/m3)q光——光面爆破的线装药密度a裂——预裂爆破的炮孔间距q裂——预裂爆破炮孔的线装药密度k裂——预裂爆破单位面积耗药量(g/m2)铁路路堑边坡光面爆破设计施工技术规程33爆破技术设计3.1一般规定3.1.1凡符合本标准第1.0.2条的石方爆破工点，应由设计单位提出爆破工程施工范围、技术指标和质量要求，施工单位进行爆破设计和编写设计说明书，报监理单位及爆破安全评估部门审定。3.1.2适宜光面、预裂爆破的工点，设计单位应提供下列资料：1)爆破工点名称、里程；2)设计边坡高度与坡度；3)路堑设计断面图；4)开挖工点的地形地质条件，包括岩石名称、岩性、等级、构造、产状、节理裂隙及地下水情况等资料；5)开挖工程地段的线路方向及附近环境平面图；6)钻爆技术指标和质量要求。3.1.3爆破设计应包括下述内容：1)工程概况；2)地质资料及环境条件分析；3)爆破方案选定；4)爆破参数确定；5)爆破安全距离计算；6)钻孔布置设计数据表；7)钻孔布置平面图及剖面图；8)孔网参数及药量表；9)装药结构及起爆网路图；10)准爆及爆破安全措施；11)钻爆施工组织；12)技术经济指标；13)设计说明。3.2光面爆破设计原则和参数3.2.1对于开挖层比较薄（一般小于4m）或已完成主体爆破，预留保护层者可采用铁路路堑边坡光面爆破设计施工技术规程4光面爆破。3.2.2光面爆破炮孔应沿设计开挖界面布置，炮孔倾角应与设计边坡坡度一致，每层炮孔底应设在同一平面上。3.2.3炮孔直径d，深孔爆破宜取d=50~150mm，浅孔开挖则取d=40mm。3.2.4梯段高度（即一次开挖层深度）H，当H=10~15m时，可取d=100~150mm；当H=3~10m时，取d=50~100mm；当H≤3m时，取d≤50mm。3.2.5路堑挖深大于15m时，宜分层开挖，上、下层间需设平台，可取平台宽度B=1.5~2.5m；对用d=40mm的浅孔光面爆破则可不设平台。3.2.6炮孔超深h，可在h=0.3~1.0m间取值，孔深及岩石坚硬完整者取大值，反之取小值。3.2.7光面爆破的孔网参数，应通过试验确定，也可参照下列计算公式计算，并通过施工验证调整：最小抵抗线：W光=kd(m)(3.2.1)式中：k——计算系数，可在k=15~25间取值，软岩取大值，硬岩取小值，一般岩石可取k=20；D——钻孔直径。孔距：a光=mW光(m)(3.2.2)式中：m——比例系数，可在m=0.6~0.8间取值，硬岩可取大值，软岩宜取小值。3.2.8炮孔深度L，由式（3.2.3）计算确定：L=(H+h)/Sinα(3.2.3)式中：α——边坡坡度角，即钻孔角度。3.2.9光面爆破的线装药密度q光和炮孔的装药量Q光可按公式(3.2.4)和(3.2.5)计算：q光=k光·a光W光(g/m)(3.2.4)Q光=q光·L(g/m)(3.2.5)式中：k光——光面爆破的单位耗药量(g/m3)，可参照附录一取值。3.2.10起爆时间t，当光面爆破与主体爆破一起施爆破时，光面爆破炮孔要迟后于主爆破孔Δt=50~150ms时间起爆，硬岩取小值，软岩取大值。3.3预裂爆破设计原则和参数3.3.1对于拉槽或开挖层比较厚的路堑，为减少主体爆破对边坡岩体及其附近建构物的振动破坏，并达到开挖边坡稳定、平整、光滑的目的，应采用边坡预裂爆破。铁路路堑边坡光面爆破设计施工技术规程53.3.2本标准系指垂直和倾斜边坡的预裂爆破，边坡的倾角宜大于55°，或坡比陡于1:0.75。3.3.3预裂孔应沿设计开挖边界面布置，炮孔倾斜角度应与设计边坡坡度一致，每层炮孔底应设在同一平面上。3.3.4预裂爆破的炮孔直径d，可根据钻机设备条件和石质情况选定，以d=40~100mm为佳，硬岩可选用大孔径，但对于软弱破碎的岩石则宜选择小的孔径。3.3.5预裂爆破的梯段高度（一次开挖的深度）H，当d=50~100mm时，可取H=5~15m，当d=40mm时，则以H≤3m为好。3.3.6挖深大于15m时宜分层钻爆，两层间应设平台，对d=50~100mm的炮孔，可取平台宽度B=1.5~2.5m；小炮孔预裂爆破则可取B=0.2~0.5m，也可不设平台。3.3.7预裂炮孔的超钻深度h，可在h=0.5~2.0m间取值，钻孔深及岩石坚硬完整者取大值，反之取小值。3.3.8炮孔深度L按公式(3.2.3)计算。3.3.9预裂爆破的孔距a裂，按公式(3.3.1)计算：a裂=nd(m)(3.3.1)式中：n——孔距计算系数，与岩性及孔径有关，孔径小、岩石坚硬完整者取大值，反之取小值，通常为n=8~12。3.3.10预裂孔与相邻主炮孔之间应符合下列关系：1)、两者应有一定距离，距离值与主炮孔药包直径及单段最大起爆药量有关，可依照表3.3.1取值：表3.3.1预裂孔、主炮孔间距与主炮孔药径药量关系表主炮孔药包直径(mm)325570100130主炮孔单段起爆药量(kg)20501003001000预裂孔与主炮孔间距(m)0.80.8~1.21.2~1.51.5~3.53.5~6.02)、预裂孔的深度不应浅于主炮孔爆破的破坏深度。3)、预裂孔向两端的延伸长度应超出主孔爆破时地表的破坏范围。4)、预裂炮孔和主炮孔在同一网路中起爆时，预裂炮孔超前主炮孔起爆的时间应不小于：坚硬岩石50~80ms；中等坚硬岩石80~120ms；松软岩石150~200m，。3.3.11若相邻主炮孔药量过大，与预裂孔的关系不符合3.3.10条规定时，可在主炮孔与预裂孔之间设置一排缓冲孔，其关系以不超出3.3.10条规定为限。铁路路堑边坡光面爆破设计施工技术规程63.3.12预裂爆破炮孔的线装药密度q裂和炮孔装药量Q裂可按公式(3.3.2)和(3.3.3)计算，也可参考附录一所列经验公式计算或参考其它类似工程的数据选取：q裂=k裂·a裂(g/m)(3.3.2)Q裂=q裂·L(g)(3.3.3)式中：k裂——预裂爆破单位面积耗药量(g/m2)，可参照附录二取值。3.4施工技术设计3.4.1每次爆破均应作爆破施工技术设计，施工技术设计应包括以下内容：1)、炮孔编号、位置（里程及位于线路中心的左、右与距离）、钻孔方向及倾斜角度与深度；2)、炮孔的爆破技术参数表；3)、炮孔装药结构及堵塞方法；4)、起爆方法、起爆网路图；5)、炸药、雷管、导爆索、导爆管、导火线及其它所需器材用量；6)、安全技术措施及所需防护材料数量；7)、施工技术要求及注意事项。3.4.2光面、预裂爆破炮孔装药需按不耦合装药结构设计：1)、不耦合就是药径D要比孔径d小的意思，其比值d/D=k称为不耦合系数，通常取k=2~5，对于硬岩可取小值，对软岩则取大值；2)、装药方法，可用低爆速、小药径的光爆专用药卷进行均布连续装药；也可用普通2#岩石药卷进行间隔装药，间隔装药的结构如图3.4.1所示。光面（预裂）爆破均应适当增加炮孔底部装药量，整体装药结构上装药线密度由下向上逐渐减小，但各炮孔总装药量不变，仍按计算确定。图中：1——炮孔；炮孔装药结构图（3.4.1）2——导爆索；3——药卷，按计算的线装药量均布捆绑在导爆索上连成药串；123456铁路路堑边坡光面爆破设计施工技术规程74——竹片或木板条，要与药串捆绑牢固并要贴靠在边坡一侧的孔壁上；5——底药，要按表3.4.1增大孔底药量。6——孔口堵塞，堵塞长度不小于1W或20倍炮孔直径，一般为0.8~1.5米。但预裂孔应不小于孔间距，光面孔应不小于抵抗线，堵塞时先用纸团塞紧在堵塞段下部，然后用黄粘土堵实。表3.4.1光面、预裂炮孔底药增量表炮孔深度（米）33~55~1010~1515底药长度（米）0.50.5~1.01.0~1.51.5~2.02.0预裂增量（倍）11~22~33~55光爆增量（倍）0.5~11~1.51~1.52~333.4.3起爆网路设计，可采用下述中的一种：①用导爆索连接起爆，连接方法如图3.4.2所示：起爆网路图(3.4.2)图中：1——引爆雷管，若单独起爆可用电、非电或火雷管，若与主体爆破同时施爆则必须使用设计段数的电或非电毫秒雷管；2——铺设于地面的导爆索主线；3——由孔内药串引出的导爆索；4——孔内引出导爆索与地面导爆索主线的连接，注意连接方向必须端头朝着引爆雷管，且其绑接长度不少于20cm。5——孔外接力分段，减小单段起爆药量，孔外接力雷管延时一般小于50ms。②用设计段数的同段电或非电毫秒雷管绑于孔内药串起爆。起爆雷管3段接力雷管12345铁路路堑边坡光面爆破设计施工技术规程84施工4.1一般规定4.1.1爆破工点，要建立爆破领导小组，由施工单位负责人任组长，专业爆破工程师任副组长，并指定专人负责日常的施工管理工作。4.1.2爆破施工前，应做好开工准备工作