中铁一局铁建公司 陕西省 712000
摘要：随着社会的发展和施工技术水平的提高，控制爆破作业在邻近营业线露天石方施工中的使用越来越广泛，如何在保证安全的前提下，使控制爆破达到预期的目标，我们就必须根据爆破区域周边环境、爆破规模、地质条件等，选好开挖方法，设计好爆破参数，不断的进行试爆，分析爆破效果，调整优化爆破参数，达到最优的效果。
关键词：邻近营业线；露天石方控制爆破；技术；
引言
近年来，随着国家加大对铁路发展的投资建设，尤其是山区铁路复线的建设，使得邻近营业线涉及石方爆破施工的爆破问题更加突出，为了确保行车、设备和人身安全，同时加快施工进度、降低施工成本，控制爆破作业在邻近营业线露天石方施工中的使用越来越广泛。
一、控制爆破的基本概念
控制爆破是根据施工要求和爆破具体条件，通过设计、施工和增设防护等方式，严格控制爆炸能量释放和介质的破碎程度，使之既能达到预期的爆破效果，又能将爆破范围、破坏程度以及爆破地震波、空气冲击波、噪声和破碎物飞散等危害控制在规定范围内，这种对爆破效果和爆破危害进行双重控制的爆破称为控制爆破。控制爆破必须达到以下三个基本要求：
1、控制爆破的破碎程度
控制爆破对于大多数的被爆体，通常要求爆后“碎而不抛”或“碎而不散”，形成龟裂松动爆破。尤其在营业线旁增建二线时，要求爆后石碴块度均匀，便于装运，同时保证施工安全。
2、控制爆破的破坏范围
控制爆破的破坏范围必须与设计相符，做到准确爆除预爆部位，使预留部位完整无损的保存下来。
3、控制爆破的危害作用
通过合理选用控制爆破参数和防护等技术措施，将爆破震动波、空气冲击波、噪声、飞石等危害限制在允许范围内。在邻近营业线增建二线施工中，能否防止飞石、爆破振动和空气冲击波对既有线路等设备产生的危害控制在允许范围内，是能否进行爆破施工的关键。
二、邻近营业线露天石方控制爆破方法和选择
邻近营业线露天石方控制爆破一般采用浅孔拉槽分台阶控制爆破和深孔拉槽分台阶控制爆破，具体选用哪种方法，取决于爆破区域与周边环境的距离和分台阶高度，而分台阶高度主要取决于所选机械的挖、装旋转半径。施工时分台阶由远及近向营业线方向推进，始终保持临空面背对营业线方向。
浅孔爆破：炮孔直径≤50mm，炮孔深度≤5m的爆破作业；
深孔爆破：炮孔直径＞50mm，炮孔深度＞5m的爆破作业。
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三、爆破器材的选择
（1）火工品选用
目前露天石方控制爆破主要采用2#岩石乳化炸药，该炸药有以下优点：
①抗水性强、密度高、体积威力大。使用于含水爆破环境，易沉入有水炮孔孔底。
②摩擦、撞击、枪击感度和热感度大大低于铵梯炸药，可塑性好；使用安全，适于现场混装机械化施工。
③具有较好的爆轰感度，可以用1发8号雷管直接引爆。
④具有沟槽效应小和传爆距离长的特点，能够很好的满足露天深孔爆破对传爆长度的技术要求。
⑤炸药成分、炸药密度及炸药的形态可在较大范围内进行调节。
主要缺点是：耐冻性差，使用时一般要求炸药温度在0℃以上。
（2）起爆网络选用8#钢壳电雷管、毫秒延期导爆管雷管、三通、四通。
（3）钻孔机械设备
钻孔设备主要选用手持式气动钻机配麻花钻杆（浅孔用），液压凿岩钻机、切削钻机和液压潜孔钻机等。
（4）起爆器
选用BD—500C型（露天爆破）高能腾冲起爆器。
四、爆破参数设计
1、爆破振速计算
根据爆破区域与周边既有线设备和建构筑物的位置关系，首先要计算爆破最大单段起爆药量，才能控制好爆破地震波和冲击波不对周边设备和建构筑物造成损害。最大单段起爆药量、振速、爆心至建（构）筑物的距离三者关系式如下：
根据萨道夫斯基公式，Qmax=（V/K）3/aR³
式中：Qmax-- 单端爆破的最大装药量，kg；
R --药包中心至建（构）筑物的最近距离，m；
V -- 介质质点振动速度，按铁路既有设备最大取2.5 cm/s；
K、α--与传播途径、爆破方式、爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。
爆区不同岩性的
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、
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值
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2、炮孔孔径与深度
一般情况浅孔爆破钻眼采用手持式气动钻机配麻花钻杆，孔径D=40 mm，孔深L≤5m，采用药卷直径为32mm，长度为300mm，单卷药量300g的炸药；深孔爆破钻眼采用液压凿岩钻机、切削钻机和液压潜孔钻机等，孔径D=90 mm，孔深L＞5m，采用药卷直径为70mm，长度为300mm，单卷药量1600g的乳化炸药。
3、炮眼布置
炮眼主要采用垂直钻孔，局部位置采用垂直与倾斜（修边）混合钻孔。炮孔布置采用单排或多排（呈梅花型形布置）布孔。
邻近营业线控制爆破垂直于炮孔方向必须有临空面，便于爆破地震波有推排方向，有利于爆破效果；且临空面严禁面向营业线方向，避免爆破飞石飞向铁路方向危及行车安全。
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垂直钻孔 倾斜钻孔
a．底盘抵抗线W=（0.6～0.9）H（H为挖台阶的高度）
底盘抵抗线是影响爆破效果的一个重要参数。过大的底盘抵抗线会造成根底多、大块率高、后冲作用大；过小则不仅浪费炸药、增大钻孔工作量而且岩块易抛散和产生飞石危害。底盘抵抗线的大小同炸药威力、岩石爆破性、岩石破碎要求以及钻孔直径、台阶高度和坡面角等因素有关。
b.炮孔超深：h=（0.15～0.35）W
超深是指钻孔超过台阶底盘水平的深度。若超深过小，起不到爆除根底的作用，而超深过大，将造成钻孔和炸药的浪费，同时还将增加爆破震动强度和对底盘的破坏。
c.炮孔深度：L=H+h
d．孔距：a=mW（密集系数m值通常大于1.0，在宽孔距爆破中则为3～4 或更大。但是第一排孔往往由于底盘抵抗线过大，应选用较小的密集系数，以克服底盘的阻力。）
e．排距：b=0.866a，后排炮孔由于岩石夹制作用，排距应适当减小，可采用b=（0.6～1）W。
f.单位炸药消耗量q：选取合理的单位炸药消耗量，值往往需要通过试验或长期生产实践来验证；也可以按下表选取单位炸药消耗量。
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g.单孔装药量Q：Q=q*a*b*H
h．炮孔堵塞长度：L2=L-L1-h=H- L1
炮孔堵塞长度是指装药后剩余炮孔作为填塞物充填的长度，一般堵塞长度不小于底盘抵抗线的0.75 倍，或取20～40 倍孔径，最好不小于20 倍孔径。即：L2=0.75W1或L2=（20～40）D
4、装药与堵塞要求.
炮孔钻成孔后在装药之前一定要临时封堵孔口，避免杂物进入孔内。
装药：可采用正向连续装药、正向间隔装药和反向连续装药；与正向装药起爆相比，反向装药起爆可以提高炮眼的利用率，降低岩石的夹制作用，降低大块率；不足之处：需要长脚线雷管，装药比较麻烦，装药操作的危险性增加。而当炮孔正向连续装药长度过短，堵塞长度过长时，容易造成爆破后石块破碎不均匀，下部石块较破碎，上部大块石较多，不便于开挖装运；此时宜采用正向间隔装药，在保证最小堵塞长度的前提下，药卷之间采用空气袋或炮泥间隔填充，使药卷均匀布置，达到较好的爆破效果。
堵塞：合理的堵塞长度和良好的堵塞质量，对改善爆破效果和提高炸药能量利用率具有重要作用；要求堵塞长度应能降低爆炸气体能量损失和尽可能增加钻孔装药量。堵塞过长将会降低延米爆破量，增加钻孔费用，并造成台阶上部岩石破碎不佳；堵塞过短，则炸药能量损失大，将产生较强的空气冲击波、噪声和飞石危害，并影响钻孔下部破碎效果。爆破安全规程中规定禁止无堵塞爆破。
填塞材料用潮湿泥土和细沙混合物，其用量比例为3：1，如炮孔内有积水无法用空压机吹干时，装药后用米石填充堵塞，将孔内积水逼出，否则容易产生冲炮现象。炮孔堵塞用炮棍将炮泥分层捣实，炮棍用木、竹等其它不产生火花的材料制成的工具，严禁采用金属材料。
5、炮孔覆盖
为减小冲炮飞石现象，堵塞完后对炮孔孔口加压砂袋和炮被覆盖。
6、爆破网络设计
一般常用的起爆网路为电爆网路，采用串联或并串联相结合的方式较为安全，发生盲炮或断线时便于检查。爆破网络连接要根据单段最大起爆量选择并联孔数，确保单段炮孔起爆量不大于计算的单段最大起爆量；多孔并联时采用三、四通或毫秒延期导爆管雷管与主线连接，网络最前端采用瞬发电雷管加导线与起爆器连接。
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串联网络
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并串联结合网络
杂散电流大于等于30毫安的爆破区，还有在高压线附近对照《爆破安全规程》检查后，不许进行电爆破的区域内，都必须采用非电导爆雷管爆破。
6、起爆
起爆前后的警戒工作，按指定的时间到达警戒位置，进行警戒；按指定的警
戒范围，严禁人、车等进入警戒区；警戒人员要注意自身安全，确认安全后，鸣笛起爆；爆破后经检查确认安全后，方可解除警戒。
五、控制爆破风险管理
由于爆破作业属于高风险作业，所以在施工整个过程中，必须把确保安全放在第一位，加强爆破作业的风险管理。
1、爆破物品安全管理
（1）爆破物品配送管理：现场技术人员及爆破员根据第二天计划爆破方量，计算用药量，报现场施工负责人，由现场施工负责人核实后提前一天报炸药库库管员；爆破当日炸药及雷管由专用车辆分开押运至施工现场，并由现场施工负责人、爆破员、施工队负责人当场清点确认签字。
（2）雷管及炸药在现场分开放置阴凉处，避免暴晒，雷管必须装在防爆箱内，现场安排专人看守及发放，由爆破员根据实际使用数量进行领取。
（3）当天未用完的爆破物品必须退库或由爆破员销毁。
2、钻孔、装药、连线安全管理
（1）现场按要求划定非爆开挖、浅孔爆破及深孔爆破区，钻孔前撒出白灰线或拉绳标示，控制钻孔施工范围。
（2）爆破员在装药开始，设定装药警戒范围，电子物品及打火机等进行安全保管禁止带入装药区内，严禁与爆破无关的人员在爆破作业区内。
3、安全警戒
爆破安全警戒距离不小于200m，提前进行人员机械清场，并在通往爆破区域各路口安排专人进行看守，防止人员或车辆误入安全警戒区。
4、爆破飞石控制措施：
严格按照营业线距离计算的药量进行爆破控制，同时还应根据环境和装药孔处地质、构造，结合试爆情况合理确定炸药单耗和单孔装药量，同时加强堵塞，在源头控制飞石。
5、炮后检查
爆破后超过5分钟方可准许检查人员进入爆破作业地点，如不能确定有无盲炮，15分钟后才能进入爆破区检查，对于盲炮安排有经验的爆破员处理，无关人员不准进入警戒区，处理完后，经爆破人员检查确认爆破点安全后，方可撤除警戒，作业人员进入现场。
6、爆破联合检查
爆破施工时，必须对爆破施工区域周围的重点保护对象做好冲击波检测，以便调整药量更好的保护周边建筑物及设备；每次爆破作业前、作业后均应对营业线进行检查，观察是否有边坡开裂、接触网掉落、落石上道、材料、机械侵入铁路限界等异常情况，检查由各单位人员共同进行，如发现异常立即联系相关单位进行处理。
六、试爆与总结
按照设计的爆破参数现场进行试爆，每次试爆后查看现场的爆破效果，根据不同的地质情况和爆破效果，收集整理分析，适当调整设计爆破参数，不断进行试爆并优化参数，取得最佳爆破效果，形成经验总结，不断提高露天控制爆破安全技术水平。
七、结束语
邻近营业线露天石方控制爆破工程，主要是根据爆破施工区域所处的周边环境和地质情况，按照爆破规程设计计算爆破参数，不断的进行试爆，调整爆破参数，从而达到在保证安全质量的前提下，加快施工进度，最大限度的降低施工成本。
参考文献：
[1]《爆破安全规程》（GB6722-2014）；
[2] 王海亮《铁路工程爆破》
[3]爆破前沿第06既有线及复线建设中的爆破施工
[4]祁茂富，尚文凯 台阶深孔爆破产生根底与大块原因分析及其控制措施探讨 2003