广西河池(水任)至南宁公路(K96+000~K126+000)
路基岩石开挖爆破设计书
1．   工程概况
 广西河池(水任)至南宁公路(K96+000~K126+000)段工程中，路基开挖石方开挖工程量274.2154万立方米。两侧边坡最大高度80米左右，一般高度53米左右。部分地段属高边坡开挖，其中(K117+400~K119+253.32)段为为全石方开挖路基。
根据合同《技术规范》条款规定，本合同段内的全部石质边坡均采用预裂爆破或光面爆破施工，爆破石碴粒径最大允许直径为30cm。爆破石碴不允许抛至沟内。对开挖石碴要求尽可能提高利用率。该项工程对岩石爆破质量提出了严格要求，爆破施工实施管理水平要求高。
该区段岩石均为石碳系硅质灰岩。颜色为灰、深灰或灰黑色。岩石坚硬，为厚层构造，也有部位呈薄层状构造，裂隙发育。裂隙面均程向山体内侧倾斜的状态，属高倾角裂隙，仅K117+~K120+区段为顺坡节理。
岩体的主要物理指标值见表一，主要岩石构造见表二。本区段岩石钻孔爆破工程量见表三。
表一   路基岩石主要物理指标值
岩石类型 Vp 饱和单轴抗压强度
弱风化灰岩 3020m/s 20.35Mpa
微风化灰岩 4250m/s 23.23Mpa
表二  路基岩体构造特征参数表
部位桩号 主要裂隙走向、倾角角度
 
 
 
注：地质报告指出，区内多见走向3300，1800，两组垂直裂隙及1300∠600。向南倾斜的构造。边坡走向1450，岩层走向1810，岩层走向与边坡走向相交角360。右侧边坡倾向550岩层倾向为2710。实际施工中要按上表内容认真进行测量核对。
                   表三:  岩石钻孔爆破工程量
工程项目 钻孔进尺 爆破工程量
预裂爆破 123524.37m 83019.35m2
光面爆破 35605.02m 28498.72 m2
梯段爆破 226404.4m 1132022 m3
 
2，    爆破施工方法
 路基基础石方开挖采用深孔梯段爆破法施工，边坡原则上采用沿设计开挖线按设计坡度用预裂爆破法一次爆破成型。利用预裂缝的减震作用代替预留保护层。当开挖边坡厚度小于1~1.5倍梯段爆破孔最小抵抗线时，则采用沿设计开挖线按设计坡度用光面爆破法(需要时辅以部分松动孔)一次爆破开挖成型。
每一层台阶水平面也采用水平预裂(或光面孔)一次开挖至设计高程。
因路基基础石方开挖料均作为基础回填料使用，爆破粒径允许最大粒径为30厘米，所以梯段爆破孔网布置、起爆网路方式均按照爆破粒径级配的要求布置。
3，   爆破参数选择
1. 预裂爆破法  本合同标段内的三种爆破方法技术参数的确定，基本依据实际使用的钻孔机具型号，参考经验公式计算，为工程经验类比来确定最初值，并通过前几次实际爆破效果分析决定。
1.1孔径  手风钻孔     φ50~φ42   不得小于φ42mm
         潜孔钻孔     φ80        不得大于φ100mm
         全液压钻孔   φ65~φ75   不得大于φ75mm
 1.2孔距  预裂孔孔距根据工程经验值、初始值按10倍孔径选用。实际施工过程中应结合每个部位的裂隙、产状、倾角与开挖边坡的交角进行调整。调整原则为：当裂隙发育、裂隙面倾角与开挖线交角呈锐角(小于100)状时，采用小孔距，相反则应优先考虑适当加大孔距。
1. 3单位长度装药
初值按灰岩同类工程经验值取（220~380g/m）经现场试验确定。
2. 光面爆破
2.1孔径  手风钻孔     φ50~φ38   
         潜孔钻孔     φ80
         全液压钻孔   φ65~φ75 
 2.2孔距  光面爆破孔孔距布置原则与预裂孔孔距相同，但确定实际孔距时应结合每一爆破部位的岩石厚度(最小抵抗线)进行选择，初期实际使用值按a=(0.8~1.2)W选用。
 2.3单位长装药量  光面爆破孔单位长装药量最终确定同与孔距确定的原则。应着重考虑每一个爆破部位的岩层厚度，参考Q=agwH的计算进行校核，其中单位体积耗药量q值一般按q=0.2~0.25范围选择。
3. 梯段爆破
梯段爆破参数选择采用下述经验公式
                  Q=aHqW
                                 其中 Q：单孔装药量，以kg计；
H：台阶高度，以m计；
q：单位体积耗药量，以kg/m3计；
W：最小抵抗线，以m计。
 尽管本合同梯段爆破只要求爆破粒径最大粒径不大于30cm，但实际爆破过程中必然要产生爆破粒径级配的问题以保证回填碾压密实度达到设计要求。
3.1台阶高度(H)
 台阶高度H值的选择，结合每一个爆破区路基开挖深度确定，当开挖深度在15m以下时，则采用一次开挖到设计高程，当开挖深度大于15m时，应分两层开挖，但最小台阶高度不应小于5m。
    3.2最小抵抗线W
     按照台车工作安全和爆破粒径要求最小抵抗线应不小于2.0m，相关排距按0.8a考虑，最大抵抗线不大于4m。
    3.3孔距
    为了满足爆破粒径及相应组成粒径级配、梯段爆破孔孔距选择按照在满足全孔连续装药的条件用试算的方法确定。
        a=Q/qWH
        3.4单位体积耗药量q
    以满足爆破粒径控制为基本条件，参照近期灰岩石料开采爆破工程资料确定，单位体积耗药量选用范围0.45~0.35，在满足全孔连续装药的条件下，通过a,W,Q试算确定。
    每一个部位的实际使用爆破参数按照上述原则结合实际地形条件，裂隙产状布孔条件，通过试算分析后决定。
4， 爆破施工安全措施
    本合同段路基开挖钻孔爆破施工安全在全面执行国标“爆破安全规程”的基础上，结合本工程边坡稳定特殊要求，特别强调的施工安全措施如下几点：
1. 飞石距离  爆堆区范围应控制在1~2倍H高度，最远飞石不应大于50m。
2. 爆破振动影响  梯段爆破对边坡产生的振动影响所产生的质点速度应控制在5厘米/秒以内。
预裂爆破对边坡产生的振动影响其质点振动速度值应小于10~12厘米/秒。
3. 最大一段单响起爆药量按300kg控制。
5， 施工期边坡稳定问题
         保证边坡稳定的施工措施如下：
1. 控制爆破振动产生的影响；
2. 采用预裂爆破方法，以求开挖边坡完整和通过预裂缝减震。
对因地质构造所存在的不稳定区段，应建立施工期的观测点，以确保施工安全。
6， 钻孔爆破施工应注意的问题
1. 岩槽  裂隙充填物的影响：
    地质报告中提示灰岩区溶沟，溶槽中多粘土充填，多为垂直向，布置钻孔孔位时应注意，以保证钻孔质量。
2. 裂隙走向倾角的影响：
本合同段内基础岩石开挖边坡与山体岩石裂隙一般呈360交角，基本不影响预裂(或光面)的爆破效果。但对呈薄层结构的区段应采用减少孔距的措施来保证最终质量。.
7， 施工布置：路基开挖基本原则是由上向下分层梯段爆破法，禁止采用在下部掏脚或洞穴爆破方式。
   总体开挖施工程序是在路基中一适当部位首先贯通集渣运输道路，此道路开挖应尽可能一次开挖至路基设计开挖高程，为路基全断面开挖创造台阶临空面。路基各部位的开挖顺序布置可根据实际地形选择不同的布置方式。
①.边坡采用预裂与光面爆破法开挖的部位，主要集中在桩号(K117+868.9~K118+122)范围内，此区间实际由七个山坡组成，每一个部分都呈一个倒置扇形的形状，具体部位划分见表四。
表四   预裂和光面爆破的主要区间表
桩号 边坡水平长度 边坡最大斜长 高差(垂直) 面积
K117+868.9~K118+122 253.1 16.8 15.08 802.3
K118+191~K118+460.74 269.74 71.6 55.36 5902.19
K118+477~K118+818 341 91.6 80 13631.44
K118+942~K119+097 155 87.6 51.16 7520.2
K119+108~K119+249 141 79.6 49.76 7675.31
K119+342~K119+470 128 64.8 43.96 6958.52
K119+534~K119+720 186 110.4 75.24 10301.44
由于山体冲沟的分割，使这几个开挖部位形成一个各自独立的施工区段。利于平行作业。相互之间单独施工基本不发生影响，仅以桩号（K117+868.9~K118+122）简称I区、（K118+191~K118+460.74）简称II区为例，作典型施工布置方案予以说明。
         典型施工布置方案的基本因素如下：
     (1).形成两个预裂(光面)部分交替作业；
     (2).形成梯段钻孔爆破与出渣平行作业的条件；
     (3).形成预裂(光面)钻孔爆破与梯段钻孔爆破平行作业的条件，
      (4).减少设备配备数量，提高使用率。
      具体施工程序：
      (1).I区内侧边坡预裂孔首先施工，逐渐分层下降至设计高程；
      (2).与.I区内侧预裂孔施工同时开始II区的梯段孔施工；
      (3).I区预裂孔爆破出渣完成后，I区开始梯段孔施工；
      (4).II区预裂孔钻孔爆破。
      按照上述顺序两个部位交替连续作业。
    ②.梯段孔：路基基础岩石开挖最大开挖深度33.51米，平均深度17.38米，开挖体形状基本为槽形，外侧边坡较小，有一部分路段无外侧边坡。因此路基基础岩石开挖凡下挖深度大于10m的原则上为两层开挖，深度大于30m的分三层开挖。
 外侧无边坡的地段则由外侧向两侧开挖。
     外侧无边坡下挖厚度在3m以内的则可采用沿路基垂直路轴线方向钻水平孔，采用水平预裂配少量垂直孔的方法开挖。具体的实施部位
 见表五。
表五    路基基础岩石开挖方法分类表
部位桩号 开挖深度 分层方法
  三层开挖 二层开挖 一层开挖 水平孔
 K117+333.03~K117+420.00 5.36~10.23   √ 
K117+705~K117+730 2.24~8.29   √ 
K118+766~K118+780 11.73  √  
K119+040~K119+050 3.61~8.74   √ 
K119+110~K119+120 8.38~11.81  √  
K119+253.32 7.46   √ 
K1199+472.08 8.79   √ 
K117+447.74~K117+687.53 13.1~28.74  √  
K118+300 20.03~26.26  √  
K118+700~K118+753 16.61~21.84  √  
K118+870~K119+020 16.51~33.51 √   
K119+137.12 17.34  √  
K119+040~K119+160 15.15~31.19 √   
K119+355~K119+460 14.55~23.91  √  
K119+635~K119+720 22.56~31.21 √   
K118+280~K118+680 2.23~12.87  √  
K119+060~K119+097.27 1.46~3.91   √ 
K119+326~K119+340 1.58~8.53   √ 
K119+530~K119+615 1.26~9.32   √ 
K119+740~K119+754.42 5.34~8.56   √ 
K119+980~K120+000 1.01~1.94   √ √
K120+020~K120+080 2.82~5.36   √ 
8， 质量安全
8.1钻孔完成后，必须逐孔检查孔深、孔距、钻孔完好状态，并作好记录；
8.2钻孔施工过程应有专人负责检查钻孔角度，并对孔内地质变化作好记录；
    8.3正式爆破前应对所用炸药进行性能检查，严禁使用过期变质炸药；
    8.4必须安排专人负责堵塞、联结工作；
    8.5每一个部位作施工爆破设计前，应在现场认真检查裂隙产状，应充分考虑开挖线与裂隙交角的关系及对预裂可能产生的影响；
    8.6爆破作业、火工品储运、加工应严格遵守“爆破安全规程”的各项规定。
广西河池(水任)至南宁公路(K96+000~K126+000)
路基岩石开挖爆破
设计书
葛洲坝集团路桥工程公司
二零零一年六月
 
         设计：          
         计算：          
         复核：          
         审核：          
         批准：          
附加说明
如进行工程效率、工期、设备配备能力计算，则建议采用下列经验值予以计算。
1. 低风压钻机风压7kg/m2以下，台班进尺20m/台班；
2. 中风压钻机风压15kg/m2以下，台班进尺50m/台班；
3. 岩石开挖爆破每米钻孔负担爆破方量8m3(8m3/m) 。
注：仅供项目部内部参考。