复杂条件下路堑高边坡石方开挖爆破防护技术应用.doc

复杂条件下深路堑高边坡石方开挖爆破防护技术应用 中交二航局五分公司大岳高速第一合同段 曹林祥 刘 银 摘?要：复杂条件下深路堑边坡开挖爆破是我标段路基工程施工的一个重点和难点。重难点主要在于高边坡右侧坡顶危石的清理，既要保证危石清理工作自身的安全可靠，又要确保右侧临湘方向坡下坟地及岳阳方向坡下农田的安全无损。复杂环境下爆破开挖总方量约2.4万立方。 关键词： 工程地质情况、边坡稳定性分析、滚石和飞石 1.工程地质情况 1.1地形地貌 构造剥蚀丘陵，山体最大高程264.8m,相对高差50～60m，山体自然坡度30～40度，山坡植被发育，谷地多辟为农田，路线主要沿两丘坡中通过，路基设计最大边坡高度为58.5m，中心最大挖深21.0m。 1.2地层岩性 （1）花岗岩（r）：全风化，灰黄色，灰白色，原岩结构已基本破坏，除石英外，矿物成分基本风化，岩心呈砾砂状，厚1～5.0m。 （2）花岗岩（r）：强风化，灰黄色夹灰白色，原岩结构已大部分破坏，块状构造，节理裂隙发育，岩心经机械扰动后，岩心呈砾砂状，厚18～22m。 （3）花岗岩（r）：中风化，灰黄色，灰白色，主要有长石、石英、云母及暗色矿物组成，中粒～粗粒结构，块状构造，裂隙稍发育，钻探揭露厚度为5.6m。 1.2工程地质条件 花岗岩（r）： 全风化：r=18～19KN/m3 ,c=12～16KPa,∮=20～22。 强风化：r=22～23KN/m3 ，∮=45～55。 中风化：r=26～27KN/m3 , ∮=65～70。 1.4水文地质 该段地表水不发育，地下水主要为基岩裂隙水，受季节影响小。 2.边坡稳定性分析 右侧边坡最大高度约33米，左侧边坡最大高度约58.5米，边坡岩体为强风化花岗岩，经分析该边坡破坏形式主要为坡体沿强风化中风化分界面产生的类土质圆弧滑动，计算采用理正软件，计算得改边坡开挖后安全系数为0.963. 3.主要施工工艺及要求 3.1工程措施 根据边坡稳定性分析评价，拟采用以下边坡加固防护措施： （1）边坡坡率 路堑边坡采用台阶式边坡，左侧1～4级边坡坡率采用1：1。台阶式边坡每隔8m设一级平台，平台宽2米，右侧坡率采用：1～4级边坡坡率采用1：1；5～7级边坡坡率采用1：1.25。台阶式边坡每隔8m设一级平台，平台宽2米。 （2）边坡加固工程 左侧1～3级边坡采用非预应力锚杆框架加固，右侧1～5级边坡采用预应力锚索框架加固， （3）坡面防护工程 为保证边坡开挖及运营工程中坡面稳定，防止雨水冲刷及坡面松弛，改善美化坡面景观，采取骨架护坡及锚索框架内植草防护等工程措施。 （4）排水工程措施 本段边坡坡体地下水不发育，设计未采用仰斜排水孔引排地下水，但应根据边坡施工开挖情况，及时进行动态跟踪设计，确保边坡排水畅通。 3.2具体施工方法 3.2.1施工组织 按照逆作法工序施工，按从上之下的开挖施工顺序逐级开挖，做到边坡开挖一级防护一级。 3.2.2土石方工程 对于设有锚固工程的高边坡工程开挖，待上级边坡锚固工程全部实施并产生加固作用后（根据实际情况可采用有效可行的临时加固或预加固工程措施）方可进行下级边坡的土方开挖作业，逐级开挖，逐级加固，直至全部防护工程结束，确保边坡稳定和结构安全。 对于石质边坡开挖，接近路堑边坡工程部位严禁采用大爆破，要求距设计坡面一定范围内一律采用光面控制爆破，对于硬质岩石石方应采用光面、预裂爆破，要求配备可锁定炮眼倾角的潜孔钻，以尽量减少或避免爆破施工对岩体的破坏作用和影响。 坡顶危石清理方案的制定是本次爆破设计的重点，坡顶危石一旦滚落，就会顺着坡面越来越快，直接冲击到坡下的坟地，其后果不堪设想；同样的，爆破产生的飞石也会顺坡而变成滚石的，危害一样大；而对于一般土石爆破的振动危害，由于危石爆破的浅孔小药量而得到了有效控制，从而不需要考虑了。因此，在制定坡顶危石清理方案是重点考虑的是爆破飞石和滚石二方面。 3.2.3危石危害控制措施 3.2.3.1 危石清理方法选择 危石清理主要方法有三种，一是人工削方清理，二是爆破破碎清理，三是膨胀碎裂清理。其中人工削方清理方法适用于强风化岩层、岩体破碎且无大岩块处，一般是从上向下清除，采用的主要工具是风镐和撬棍；爆破破碎清理方法适用于岩体坚硬、块度大处，一般从危岩外缘开始逐层钻孔装炸药松动爆破破碎，再配以人工清除；膨胀碎裂清理方法与爆破破碎清理方法相似，适用于岩体坚硬、块度大处，也是通过钻孔装药（静态膨胀剂）膨胀破碎再配以人工清除，此法施工简单、安全，但投资略高。 考虑到现场实际情况，确定采用人工削方和爆破破碎相结合的清理方法对大岳高速一标K2+190～K2+352复杂条件下深路堑边坡开挖工程的坡顶危石进行清理，即：对于风镐和撬棍能撬动的危石，采用人工削方方法进行清理，对于人工无法撬动的危石，则采