山区国道垂直高边坡爆破切方施工工法的制作方法

本发明涉及一种建筑施工方法，具体说的是一种主要用于地形条件复杂、爆破区与构筑物或车辆行人距离较近（一般小于35m）、切方开挖高度为20-60m，切方陡壁坡度≤90度、陡壁高度≤130m以及高切方施工位于隧道的进出口的山区国道垂直高边坡爆破切方施工工法。

背景技术：

高边坡爆破切方技术目前在国内外建筑行业已得到了广泛的应用，但对于在特殊地质条件下的高边坡爆破施工还是一个不断创新和完善的课题，我国目前建设开发正在由沿海、发达城市向二线、三线及僻远山区辐射，而对于这种在地质复杂、垂直高边坡、下方国道行人车辆通行繁杂条件下的高边坡爆破切方提出了非常高的要求，同时在今后的工程建设中也会越来越多见。

由于施工环境交通运输条件、施工场地、地质条件等非常复杂，安全隐患极大，为了解决上述难题，保证施工工程的安全、进度与质量，在施工中制定了一套动静态结合的综合性爆破施工技术，并辅以监控量测的控制措施以减少对周边构筑物的爆破影响，建立完善的安全防护设计体系保障国道行车安全，采用竖井出渣等技术较好地解决了路险、山陡、爆破源距离国道车辆、人群极近等难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种步骤简单、安全系数高且施工效率高的山区国道垂直高边坡爆破切方施工工法。

本发明通过下述技术方案实现：山区国道垂直高边坡爆破切方施工工法，其特征在于包括以下步骤：

a、建立安全防护体系，包括主动防护体系的建立和被动防御体系的建立；

b、进行高切方边坡周边预裂爆破与光面爆破、高切方边坡中间部分松动爆破以及高切方陡壁部位静态破碎；

c、施工过程数据监测，包括测斜孔的读数及分析、多点位移计安装和数据测读、坡面裂缝变形监测、高边坡坡顶收敛变形监测以及爆破监测及数据分析；

d、爆破碎料竖井出渣。

所述的步骤b中进行高切方边坡周边预裂爆破与光面爆破时采用直径为100mm的潜孔钻钻孔，炸药采用直径为32mm的乳化炸药或硝铵炸药。

步骤b中进行高切方边坡中间部分松动爆破时，爆破孔的钻孔直径为90mm，炸药的直径为70mm。

所述的步骤a中主动防护体系的建立包括依次进行的破面清理、施工放样、锚杆施工以及主动网挂网施工步骤。

所述的步骤a中被动防御体系的建立包括依次进行的锚杆机基座定位、基坑开挖与砼灌注、基座及锚杆安装、钢柱及拉锚绳安装、支撑绳安装与张拉、环形网的铺挂与连接、格栅网的铺挂以及被动网张拉校正步骤。

所述的高切方边坡周边预裂爆破与光面爆破和高切方边坡中间部分松动爆破的炸药安装结构包括爆炸孔、炸药块、导爆索以及设置在爆炸孔中的炸药块固定装置，所述的炸药快依次固定在炸药固定装置上，所述的导爆索将所有炸药块连接，在爆炸孔的端部设置有填塞。

每块所述的炸药块的份量沿爆炸孔从内到外依次变小，且均匀间隔布置。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明的山区国道垂直高边坡爆破切方施工工法，通过建立安全防护体系、进行高切方边坡周边预裂爆破与光面爆破、施工过程数据监测以及爆破碎料竖井出渣等步骤，不仅步骤简单、安全系数高，而且施工效率高。

附图说明

图1为本发明的山区国道垂直高边坡爆破切方施工工法的炸药填埋的一种结构示意图；

图2为本发明的山区国道垂直高边坡爆破切方施工工法的高边坡坡顶收敛变形监测的多点位移计的监测曲线图；

图3为本发明的山区国道垂直高边坡爆破切方施工工法的高边坡坡顶裂缝计监测曲线图；

图中，1—爆炸孔，2—炸药块，3—填塞，4—导爆索，5—炸药块固定装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，本发明的山区国道垂直高边坡爆破切方施工工法，其特征在于包括以下步骤：

a、建立安全防护体系，包括主动防护体系的建立和被动防御体系的建立；

b、进行高切方边坡周边预裂爆破与光面爆破、高切方边坡中间部分松动爆破以及高切方陡壁部位静态破碎；

c、施工过程数据监测，包括测斜孔的读数及分析、多点位移计安装和数据测读、坡面裂缝变形监测、高边坡坡顶收敛变形监测以及爆破监测及数据分析；

d、爆破碎料竖井出渣。

本发明的山区国道垂直高边坡爆破切方施工工法，通过建立安全防护体系、进行高切方边坡周边预裂爆破与光面爆破、施工过程数据监测以及爆破碎料竖井出渣等步骤，不仅步骤简单、安全系数高，而且施工效率高。

值得注意的是，采用带锚垫板的预应力锚杆将专用高强度格栅张紧固定覆盖于边坡上，适用于具有溜塌、崩塌、浅层滑动、风化剥落、危岩落石等潜在地质灾害的土质或岩石边坡加固和防护。

实施例2：

作为优选的，所述的步骤b中进行高切方边坡周边预裂爆破与光面爆破时采用直径为100mm的潜孔钻钻孔，炸药采用直径为32mm的乳化炸药或硝铵炸药。不耦合系数略大于三，具有较好的爆破效果的同时对破面的损伤降低，减小了危险性，提高了安全系数。

实施例3：

作为优选的，步骤b中进行高切方边坡中间部分松动爆破时，爆破孔的钻孔直径为90mm，炸药的直径为70mm。

实施例4：

作为优选的，所述的步骤a中主动防护体系的建立包括依次进行的破面清理、施工放样、锚杆施工以及主动网挂网施工步骤。

实施例5：

作为优选的，所述的步骤a中被动防御体系的建立包括依次进行的锚杆机基座定位、基坑开挖与砼灌注、基座及锚杆安装、钢柱及拉锚绳安装、支撑绳安装与张拉、环形网的铺挂与连接、格栅网的铺挂以及被动网张拉校正步骤。

实施例6：

作为优选的，所述的高切方边坡周边预裂爆破与光面爆破和高切方边坡中间部分松动爆破的炸药安装结构包括爆炸孔1、炸药块2、导爆索4以及设置在爆炸孔1中的炸药块固定装置5，所述的炸药快2依次固定在炸药固定装置5上，所述的导爆索4将所有炸药块2连接，在爆炸孔1的端部设置有填塞3。

实施例7：

作为优选的，每块所述的炸药块2的份量沿爆炸孔1从内到外依次变小，且均匀间隔布置。

实施例8：

作为一种优选的实施例，首先建立包括主动防护体系和被动防护体系的安全防护体系，解决爆破施工中飞落石对周边公路等产生的安全威胁，提高了安全系数。在垂直陡坡部分增设SNS主动防护网，即以钢丝绳网为主的各类柔性网覆盖包裹在所需防护斜坡或岩石上，以限制坡面岩石土体的风化剥落或破坏以及危岩崩塌（加固作用），或将落石控制于一定范围内运动（围护作用），施工中爆破振动或静态爆破施工机械挖除时散落的岩石可以被包裹其中采用人工边降坡边清除。在陡壁下方增设SNS被动防护网，由钢丝绳网、环形网（需拦截小块落石时附加一层铁丝格栅）、固定系统（锚杆、拉锚绳、基座和支撑绳）、减压环和钢柱四个主要部分构成。钢柱和钢丝绳网连接组合构成一个整体，对所防护的区域形成面防护，从而阻止或缓冲上部高切方飞或滚落的岩石对下方公路产成安全威胁，起到被动防护的作用。

利用现有地形，在创造工作面的前提下，按高切方分级爆破分级增设钢管竹排防护，在爆破过程中对靠近陡壁部位的岩体起到主动防护的作用。对于高切方落差大较大的情况，为了防止SNS被动防护网不能承包太大的冲力而使岩体从网格中冲出或被动防护网不能涵盖住飞石的飞落范围，在公路两侧增设一道采用钢管、防水板、竹排、工字钢斜撑等组成的刚性被动防护体系，能够确保车辆及行人的安全。

进行高切方边坡周边预裂爆破与光面爆破、高切方边坡中间部分松动爆破以及高切方陡壁部位静态破碎时，不耦合系数一般不小于三，为施工方便选取直径为100mm的潜孔钻，炸药采用直径为32mm的乳化或硝铵炸药。所述的高切方边坡周边预裂爆破与光面爆破和高切方边坡中间部分松动爆破的炸药安装结构包括爆炸孔1、炸药块2、导爆索4以及设置在爆炸孔1中的炸药块固定装置5，所述的炸药快2依次固定在炸药固定装置5上，所述的导爆索4将所有炸药块2连接，在爆炸孔1的端部设置有填塞3，每块所述的炸药块2的份量沿爆炸孔1从内到外依次变小，且均匀间隔布置。炸药块2填装好后，在爆炸孔1端部设置填塞3先用纸团等松软的物质覆盖，然后再填干砂等松散材料，密实填好，以防止炸药气体冲出，影响预裂效果。

由于坡面凸凹不平，采用动态爆破施工根本无法控制落石，因此采用静态破碎法进行施工。首先根据被破碎处的材质、结构、形状和破碎要求等因素设计孔径、孔距、孔深等；然后按施工环境温度选择合适的静态破碎剂型号；搅拌时按破碎剂重量比为28%～35%的水倒入容器中，然后加入静态破碎剂，用机械或戴橡胶手套的手搅拌成具有流动性的均匀浆体。填孔之前必须将孔清理干净，不得有水和杂物。充填作业可以采用直接灌入或用灰浆压入孔内。灌孔药剂必须密实，不必堵塞孔口。水平或倾斜要用干稠的胶泥状静态破碎剂搓成条塞入孔中并捣实。搅拌后的静态破碎剂浆体必须在10分钟内充填在孔内，否则，流动性及破碎效果降低。灌浆时到裂纹发生前，施工员必须戴防护眼镜并不得对孔直视，以防万一发生喷浆伤害眼晴，碰到皮肤或眼睛要立即用水冲洗，到医院就医。值得注意的是，在进行静态爆破施工时，钻孔的深度应根据岩层发育的部位及厚度确定，以便于静态破碎剂膨胀后能够在节理或岩层走向部位顺利解体，便于挖掘器械将解体的岩石进行装运或移除。

需要说明的是，静态破碎剂是一种粉状高效能安全破碎材料，用以安全拆除混凝土建筑和开采切割各类岩石。用水将静态破碎剂（HSCA）调成浆体灌入岩石或混凝土钻孔中，经3～8小时即可在无振动、无噪声、无飞石、无有害气体的情况下进行破碎或切割作业。这种方法可以有效地杜绝飞石，并且操作较方便，可以有效地保证下方山区国道的安全。

在施工过程中，为提高安全系数，需要进行各种数据监测，包括测斜孔的读数及分析、多点位移计安装和数据测读、坡面裂缝变形监测、高边坡坡顶收敛变形监测以及爆破监测及数据分析。对坡头隧道进口高边坡测斜孔，进行多次读数，通过监测结果表明水平位移值不大,边坡没有呈现向坡外的持续变形。多点位移计安装和数据测读时，对坡头道进口高切方上方塔基与高切方上部岩体（下部为坡头隧道）的多点位移计M3，共计进行了八次测读，测读部分结果如图2示。通过测读的曲线可知围岩不同部位不同深度测点的变形均较小，不超过0.25mm。坡面裂缝变形监测时为了对边坡裂缝两侧岩体的相对变形进行监测，在高边坡顶部安装了三支裂缝计，测读结果见图3。

爆破施工完成后进行爆破碎料竖井出渣，高边坡处于复杂环境、周边有隧道、国道等，要求不得对高边坡边、仰坡进行扰动，因此施工过程中开挖至原地面下5m以后采用常规方法根本无法出渣，所以采用塔吊将切方下面的土石方提升至仰坡平台部位采用运输车辆运走与竖井开挖从中导洞运输的施工方案，但通过经济适用性及施工进度的可行性比较，采用竖井出渣的方案较经济且施工速度快，提高了效率，保证了安全。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。