一种复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡爆破施工方法与流程

本发明属于爆破工程，具体涉及一种施工操作简单、成本低、爆破方量大及安全风险较低的复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡爆破施工方法。

背景技术：

1、在铁路修建、高速公路隧道施工、煤炭开采、金属矿和非金属矿开采等露天、地下工程开挖建设中，大多数选择最经济及安全高效的钻爆法，合理的钻爆方式及优选的爆破参数是钻爆法施工的最核心的技术条件之一。在山区公路施工过程中常常会受到自然因素及人为因素的影响，如受到地形条件、水文地质、施工人员专业知识差、施工爆破方量大、交通运输困难、大雾天气较多及施工操作条件困难等不利条件，常规的钻爆法由于大型设备难以规模投入，使得山区公路的施工进度较为缓慢，延长了施工周期，造成人员及经济成本大大的提高，因此选择安全高效的施工方法对解决此类工程至关重要。

2、此外，在一些公路施工中，面对边坡高度较高、坡角较大、岩体上覆土层较厚、周围岩体发育、交通运输条件困难等造成地质条件较为复杂，常规施工会选择运用挖掘机等人工操作设备来对山体边坡进行开挖，往往容易造成大面积垮塌而出现挖掘机及人员被掩埋的现象，严重威胁施工人员的生命安全及导致施工方造成重大经济损失，同时也违背了“安全第一、预防为主、综合治理”的方针。特别是处于地质活动频繁、高海拔、气候恶劣等复杂地质条件下且坡高大于30m的岩石破碎高陡边坡，由于坡角较大且上覆土层较厚、地层岩石破碎，常规的机械剥离也只能使用小型设备，导致施工效率较低、施工操作困难，还存在滚落及坍塌的风险，使得施工人员及施工机械设备均存在较大的安全隐患。为此，现有技术中多采用爆破法进行高陡边坡的削坡，但现有的爆破法主要关注于减少炸药用量和增加爆破方量以降低爆破成本，而对于爆破面的成型质量较少关注，导致爆破后坡面发生碎石和坍塌的可能性增大，后期还要投入大量的人力、物力进行清理，而且也同样存在滚落及被掩埋的安全影响。因此，为了避免机械开挖导致人员伤亡及造成重大经济损失，以及提高爆破施工后的边坡质量，急需寻找一种施工技术来解决复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡的可靠削坡。

技术实现思路

1、根据现有技术中对上覆土层厚、岩体破碎的复杂地质条件下高陡边坡削坡存在危害人员安全及设备易被掩埋、爆破后坡面易发生碎石和坍塌风险的不足，提供一种施工操作简单、成本低、爆破方量大及安全风险较低的复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡爆破施工方法。

2、本发明是这样实现的：包括调研分析、碎岩清除、钻孔、装药、爆破步骤，各步骤具体为：

3、a、调研分析：测绘并分析边坡岩体的性质及边坡开裂的范围、深度，根据调研确定爆破范围及设计爆破孔和装药的参数；

4、b、碎岩清除：清除边坡待爆破范围内及周边悬吊的碎岩；

5、c、钻孔：在待爆破边坡范围内放样出爆破孔的平面位置以及对应的定向点，然后根据放样进行手工掏孔或钻机钻孔形成小硐室爆破孔；

6、d、装药：小硐室爆破孔查验合格后，按爆破设计自下而上依次装入炸药、柔性间隔物及填塞料，并在炸药中埋入起爆药卷及数码电子雷管；

7、e、爆破：自下而上逐排爆破且各排装药逐孔起爆。

8、本发明的有益效果：

9、1、本发明根据复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡的特点，依次通过调研分析边坡情况以确定爆破范围及爆破参数，然后先清除悬吊的碎岩，随后根据爆破参数和边坡实际以手工掏孔或钻机钻孔的方式形成小硐室爆破孔，最后按爆破参数装药及爆破；从而能够将边坡大面积开裂的岩体全部炸开，并抛掷到坡下的悬崖下面，爆破后的边坡坡面较为平整，节约了后期清理的成本，而且爆破方量大，对于处理此类型高陡边坡具有较高的经济价值及实用性，可为公路、铁路破碎岩质边坡及露天矿山崩落围岩等工程施工提供有力依据。

10、2、本发明充分利用边坡覆土下岩体出现大量裂缝已经不稳固的情况，通过钻孔布局形成间隔排布的若干小硐室爆破孔，结合装药结构和爆破控制，从而使得小硐室爆破产生的巨大破坏振动效果和巨大下挫特性来处理边坡，不仅爆破方量大使得削坡效率高，而且可以显著减少机械设备的使用和爆破器材的用量，从而有效降低施工成本和安全风险；特别是能够将边坡的破碎岩体及悬挂的围岩全部炸开并抛掷到坡下的悬崖下面，爆破后边坡坡面较为平整，爆破后的坡面仅需少量乃至无需清理。

11、3、本发明的机械设备投入量少，而且小硐室爆破孔由于孔径小、深度浅，因此施工简单且对边坡的扰动较小，可减少乃至避免操作时设备和人员滚落和被掩埋的风险，并且小硐室爆破孔的炸药单耗较小及爆破方量大，可显著降低爆破成本。

12、综上所述，本发明具有炮孔布置简单、施工效率高、劳动强度低、施工成本和安全风险较低的特点。

技术特征：

1.一种复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡爆破施工方法，其特征在于包括调研分析、碎岩清除、钻孔、装药、爆破步骤，各步骤具体为：

2.根据权利要求1所述复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡爆破施工方法，其特征在于所述a步骤中边坡岩体的普氏系数f为2～9且破碎岩体的埋深不大于1.5m、覆土层厚超过0.5m、坡度大于60°。

3.根据权利要求2所述复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡爆破施工方法，其特征在于所述c步骤中小硐室爆破孔的深度为1.5～2.0m、孔径为30～50cm且孔间距为2.5～3.0m，各小硐室爆破孔采用梅花形布孔且相互平行。

4.根据权利要求3所述复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡爆破施工方法，其特征在于所述小硐室爆破孔的深度超过对应位置破碎岩体的最大埋深。

5.根据权利要求3所述复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡爆破施工方法，其特征在于所述c步骤中钻孔得到的小硐室爆破孔轴线垂直于水平面或小硐室爆破孔轴线向边坡内侧倾斜0.5～5°，所述手工掏孔是采用锹头顶部锋利且根部设有勺子结构的铁锹掘进。

6.根据权利要求3、4或5所述复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡爆破施工方法，其特征在于所述d步骤中的小硐室爆破孔底部装入一卷岩石乳化炸药并在其中埋设起爆药卷和数码电子雷管，然后在岩石乳化炸药卷的上方填充粘性粒状炸药，随后用柔性间隔物填塞在粘性粒状炸药的顶部，最后用填塞料封口并捣实。

7.根据权利要求6所述复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡爆破施工方法，其特征在于所述岩石乳化炸药的直径为145mm、药卷密度为0.95～1.30g/cm3、爆速为4000～4500m/s、猛度为15～17mm，所述粘性粒状炸药的炸药密度为0.8～1.0g/cm3、爆速不小于2800m/s、猛度不小于18，所述小硐室爆破孔中填充1.5~2.0袋粘性粒状炸药且每袋25±0.5kg。

8.根据权利要求6所述复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡爆破施工方法，其特征在于所述填塞料由黄土、石膏及液体粘接剂混合搅拌而成，所述液体粘接剂为水性环保胶、淀粉粘合剂或橡胶溶液胶。

9.根据权利要求6所述复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡爆破施工方法，其特征在于所述柔性间隔物为相互叠合的2～3个编织袋、2～5层气泡缓冲膜或0.5～5cm的泡沫垫。

10.根据权利要求6所述复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡爆破施工方法，其特征在于所述e步骤中同一排的各小硐室爆破孔自预爆破坡面横向范围的中部向两侧交错起爆或对称同时起爆，各小硐室爆破孔间延时4～6ms且排间延时4～50ms。

技术总结
本发明公开一种复杂地质条件下破碎岩石高陡边坡爆破施工方法，包括测绘并分析边坡岩体的性质及边坡开裂的范围、深度以设计爆破孔和装药参数；清除边坡悬吊的碎岩；在待爆破边坡范围内放样出爆破孔的平面位置以及对应的定向点，然后根据放样进行手工掏孔或钻机钻孔；爆破孔查验合格后，按爆破设计自下而上依次装入炸药、柔性间隔物及填塞料，并在炸药中埋入起爆药卷及数码电子雷管；自下而上逐排爆破且各排装药逐孔起爆。本发明能够减少边坡垮塌造成人员及机械被掩埋的风险，而且爆破成本低、施工操作简单，并且能消除高陡边坡的破碎岩体及悬挂围岩，爆破后边坡坡面较为平整，具有施工操作简单、成本低、爆破方量大及安全风险较低的特点。

技术研发人员：赵艳伟,侯方俊,毛国宾,李祥龙,顾迎春,胡正祥,王正雄,李清林,段应明,赵泽虎
受保护的技术使用者：玉溪矿业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14