顶管穿越石方爆破技术研究

张培杰，刘晓东

（中石化中原建设工程有限公司，河南濮阳457001）

顶管穿越石方爆破技术研究

张培杰，刘晓东

（中石化中原建设工程有限公司，河南濮阳457001）

根据不一样的工程类型，分析了顶管穿越石方爆破的相关措施。

掘金爆破；类型；方法

引言

顶管开洞与平硐开挖从施工方面来看是较为相近的，通常平硐都存在于公路、铁路、水道等交通通道的下方。顶管施工时通常是由一线施工人员在前方进行平硐挖掘工作，接着三级钢筋混凝土套管紧随其后，以避免平硐塌陷，从而确保工程顺利进行和施工人员的安全。施工人员在进行挖掘时碰到硬质岩石的情况较多，加之硬质岩石材质坚硬，使用普通的机械或是人力都是难以挖开的，此时就需要进行爆破，这种爆破模式就叫做掘进爆破。常见的岩石分为三种，分别是满硐石、半硐石以及孤石，平硐断面通常而言都不大，其直径范围从1.2 m到2 m不等，而不管是哪一种岩石，都只可以使用水平钻眼。在处理满硐石时，按照平硐爆破方法展开施工；在处理半硐石时，则以岩石顶部当作是卸爆面，展开微差爆破施工；最后在处理单一的孤石时，使用的方法为向下斜孔布眼，然后根据松动爆破技术实施装药处理，完成爆破。

1　常见岩石的爆破形式

1.1满硐石的爆破

1.1.1布眼形式

因为硐石的截面不大，所以通常布设掏槽眼时围绕其中心一点，呈等边三角形排列；布设周边孔方时则间隔一定距离布设一个孔方，确保距离均等。这样的布眼方法能够保证满硐石被顺利地爆破开来［1］。

1.1.2装药及网路

掏槽眼根据1 000～1 700 g/m3的重量进行装药，边孔则根据200～400 g/m3的重量进行装药，具体重量的选择视操作人员的经验和满硐石的情况而定。在挑选雷管时使用的是非电导爆炸微差雷管，通常安置在掏槽眼上只需要一段雷管，而安置在周边孔则需要3或5段雷管，用点雷管使用“束状”的连接办法来进行起爆，这样能确保满硐石从中心到周边全面爆破完成。

1.2半硐石的爆破

1.2.1布眼形式

呈竖直状态由上至下进行布眼，两排或是三排眼皆可。从水平方向来看，每一排眼的间距保持在35～50 cm；从竖直水平来看，每排的间距保持在30～40 cm，具体间距视半硐石的大小而定。如果半硐石较大则需要布三排眼，偏小布两排眼即可，最后布眼形式呈梅花状排列以确保爆炸点呈均匀排布，从而有效地完成爆破［2］。

1.2.2装药及网络

第一排眼根据200～400 g/m3的重量装药，同时选取1段雷管即可；第二排眼则需要选取350～500 g/m3装药，同时选取5段雷管，同样是选择点雷管，使用“束状”连接法完成爆破，这种差异化的装药量和雷管类型选择确保了半硐石能顺利被爆破。

1.3孤石的爆破

在爆破孤石时使用的是斜向下打眼法，在装药时保证300 g/m3的重量即可，这种打眼法无需太多的火药即可确保爆破成功。

2　确保爆破安全

在使用火药时，需要严格根据火工品的管理办法以及使用规范展开管理。在装药前，首要任务是清理炮眼内的杂质，避免这些杂质影响火药爆炸并使用干燥的木质棍把药缓缓地放置炮眼内，禁止对药冲撞或是捣实。其次是要严格控制爆破使用的火药用量，避免过少而造成爆破失败，也不能过多否则会由于强烈的爆破震动导致平硐破坏或是地面下陷。通常而言，每次的起爆药量不超过900 g就不会对施工造成危害，可以确保安全。在装药后，一定要使电雷管脚线不和其他东西接触，始终保持悬空，如果电雷管脚线、爆破母线和某些机械导电体接触的话，可能会导致雷管导电提前引爆，造成严重的安全事故，因此必须要禁止电雷管脚线和导电体接触［3］。

3　液压千斤顶顶管过程

3.1液压千斤顶顶管穿越施工原理

在穿越段的左右两端安置管中心线，明晰顶管穿越的进、出口位置，在一侧挖掘一个较大的坑，确保穿越套管与顶管设备可以被安置在坑内，同时留出施工人员可操作空间。在第一次爆破施工完成以后，让操作人员进行掏渣，清理出合适的空间后，确保套管前侧的圆形空间能够超出套管外径，接着把套管安置进穿越段。等到套管被安置进穿越段后继续施工，施工工序为打眼，然后爆破，接着掏渣，这样循环往复之后，待到套管通过穿越段后停止施工。而在施工中所产生的清土、弃渣等杂质尘土需使用小滑车从洞内运出倒在远离施工场所的地方。

3.2施工措施

1）在施工时需要确保机械设备正常使用，为了让后靠背的受力保持一致，不会因为受力不均而导致错位的现象发生，需要在液压设备和后背接触面插入厚度约3 cm的钢板与枕木。钢板是为了切实地顶着岩石面，枕木则是被安置在钢板和后靠背的接触面之间，这样能够发挥枕木的优点，不容易损坏后背接触面。

2）在砼套管不断在穿越段前进的过程中，施工人员始终进行着打眼，然后爆破，接着掏渣的施工操作，在上述三步施工工序完成后继续将顶管顶进穿越段中，然后继续上述的施工工序，如此不断循环，直到顶管通过整个穿越段后停止施工。在施工过程中表现为边爆破边顶进，可以理解为爆破—顶进顶管，再到爆破—顶进顶管的这样一个过程［4］。

3）为了确保顶进管的外端质量，降低顶进管所受到的阻力，施工人员可以制作特殊的顶管头用于在岩石中开路。顶管头类似于一个T字，其顶端部分偏长，竖直方向较短，同时顶进管的前端位置更长，并且呈尖锐状。尖锐前头有肋板和下端相连，从而确保顶管头的前端在岩石中前进时不易折断。最后将顶管头安置在顶进管的最前端，将其固定好后继续顶进顶管。

4）在顶管施工中，需要通过专业仪器来确定其位置，确保不会出现偏差。在施工时架设测量仪器来控制顶管的中心位移线。每当顶管前进40 cm左右时，就需要观测顶管的相关数据，及时进行检测，如果发现顶管出现了位移，就需要及时纠正。

5）在顶管施工结束后，需要对轴线偏离、高程等数据展开测量，从而确定其顶管达到施工预期的要求。同时，因为不间断爆破的因素，使得主体和水泥套管间肯定会有着较小的空隙，为了固定住套管，就需要在套管的东南西北四个方位钻开四个注浆眼，通过注浆眼注入水泥从而填补空隙。最后当工程验收合格后，需要根据施工设计图对平硐进行回填，完成主管的穿越。

4　结语

在使用顶管穿越石方爆破技术时，首先需要针对不同的岩石类型采取不同的装药重量和布眼形式，以确保岩石被顺利地爆破，在此过程中也需要注意爆破安全。在进行顶管穿越时，需要边爆破岩石边顶进顶管，同时还要避免顶管的位移。最后在施工结束后需要进行验收，以确保工程质量合格。

［1］韩永明.浅谈公路工程施工中的石方爆破［J］.科技信息（学术研究），2008（23）:244-245.

［2］李俊桢，刘宏刚，白立刚.山东教育电视台旁石方爆破的安全控制［J］.爆破，2006，23（2）:57-59.

［3］黄泽民，付天杰.复杂环境下石方爆破施工监理的控制管理［J］.铁道建筑，2003（9）:66-67.

［4］安银萍.公路石方爆破施工技术［J］.山西建筑，2011，37（22）:168-169.

（编辑：王红霖）

Pipe Jacking Through the Stone Blasting Technology Research

Zhang Peijie，Liu Xiaodong
（Sinopec Zhongyuan Construction Engineering Co.，Ltd.，Puyang Henan 457001）

According to different project types，this paper analyzes the rock blasting through the top tube measures.

nuggets blasting；types；methods

TU74

A

2095-0748（2016）13-0049-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.13.17

工程技术

2016-05-12

张培杰（1988—），女，河南许昌人，本科，助理工程师，研究方向：长输管道施工。