高、陡边坡施工安全技术措施

高、陡边坡施工安全技术措施

杨志蒋  

云南建投第一水利水电建设有限公司  650217

摘 要：云南省鲁甸县发生6.5级地震，震后在牛栏江红石岩处形成堰塞湖，山体崩塌的长度约890m，后缘岩壁高约680m，属特大型崩塌，堰塞体右岸边坡等级为2级。塌方后的右岸陡崖上分布多处倒悬体，崩塌边坡顶部60m范围及上下游侧临边裂缝交叉布置，存在随时坍塌的风险，造成不同程度的安全隐患，通过专家论证及评审采取部分分台开挖强支护除害方案施工。本文介绍高边坡开挖、支护施工过程如何保证人员、设备安全采取的安全技术措施，为今后高边坡施工提供安全技术参考。

关键词：680m高边坡；地震裂隙；临边；倒悬；爆破；三维激光扫描；安全技术措施

1工程概况

震后右岸山体崩塌，形成长度约890m，岩质边坡高达600m级的陡崖边坡，陡崖上分布多处倒悬体，陡崖顶部约60m、上下游临边范围内裂缝分布较多，边缘危岩体较多，加之施工过程中受余震、暴雨、施工动荷载等不利条件影响，高边坡往后缘方向延伸约80m范围内新增多条裂缝、裂隙，边坡岩体进一步开裂掉块，边坡治理难度极大。

2高、陡边坡治理施工安全技术措施

针对右岸高、陡边坡工程地质条件复杂，治理难度极大的问题，对右岸高边坡进行了专题研究，并制定了边坡治理施工安全技术措施。（1）EL1765以上边坡顶部及下游侧开挖采取预裂、松动、抛掷、浅孔爆破等多种爆方式相结合的开挖方法，开挖后进行锚喷支护，同时局部增加无粘接预应力锚索加强支护法。开挖边界预裂法有效的减少了围岩二次破坏，开挖渣料顶部EL1810m高程以上采取挖掘机挖装自卸汽车运输至弃渣场，顶部EL1810m～EL1765m高程及下游侧开挖渣料采取挖掘机翻挖至EL1470m以下堆渣体，翻挖渣料部分滚落至堰塞体。（2）EL1765以下陡崖正面上、下游测采取临边进行人工清撬排危处理后“铺设陡崖式主动防护网+喷射混凝土”支护的施工技术。（3）EL1765以下陡崖正面崩塌坡面采取人工先排危再进行锚喷支护、局部预应力锚索加强支护处理。

2.1 高边坡爆破施工安全技术措施

本工程爆破区域分为预裂爆破区、松动爆破区及抛掷爆破区。预裂爆破区为边坡设计开口线及设计马道边坡位置，其深度及位置由马道决定；抛掷爆破区为临边12m至15m范围；预裂区及抛掷爆破区之间部分为松动爆破区。

爆破参数：爆破区域岩层中厚层岩石为灰岩，选取岩石坚固系数为10，单位岩石耗药量q=0.5Kg/m3，药径32/70mm。预裂爆破及松动爆破采用φ115钻头成孔，抛掷爆破采用φ140钻头成孔，单响药量≤500Kg[1]。在本爆破参数中，选取最大值（见表）,爆破参数选取是爆破安全关键。涉及主要爆破材料为1号岩石乳化炸药、毫秒微差管、电雷管、导爆索等。抛掷孔和松动孔（主爆）间隔装药；预裂孔不耦合装药（见图）。

预裂爆破参数表

松动爆破参数表

抛掷爆破参数表

间隔装药

预裂爆破不耦合装药

安全距离计算：

1、飞石安全距离

R飞=20K飞 n2 W

式中   K飞—安全系数，取1～1.5，

        n—爆破作用指数，取1.5 ，

W—药包抵抗线，取3m

       R飞=20×1.5×1.52×3=203m

2、爆破振动危险半径

         R=(K/V)1/aQm

         K，a —与爆破点至计算保护对象间的地质条件有关的系数和哀减指数，根据本地的岩石系数确定K取200,a取1.7。

         Q —最大一段起爆药量298.4kg

         m —装药量指数（国内多采用1/3)

         V物—人允许最大振速，2.5m/s

         V人—建筑物允许最大振速,lm/s

则R人=(K/V)1/aQm=（200/2.5）1/1.7 298.41/3=87.7m

R物=(K/V)1/aQm=（200/1）1/1.7298.41/3=150.4m

由以上计算可知，爆破震动对87.7米外的人及150.4米以外的建筑物将不产生危害。

3、空气冲击波对建筑物的安全距离

  R物=KkQ1/2

  式中 Q—最大一段起爆药量，

  Kk一与爆破作用指数和破坏状态有关参数，取5。

  R物=5×298.41/2=86.4m

由以上计算可知，空气冲击波86.4米以外的建筑物将不产生危害。

4、空气冲击波对人的安全距离

式中 Q—最大一段起爆药量，

  Kk

一与爆破作用指数和破坏状态有关参数，取25。

R人=KkQ1/3

  R人=25×298.41/3=166.7m

由以上计算可知，空气冲击波166.7米以外的人将不产生危害。

爆破安全技术措施：

（1）选择合理的爆破孔网参数和炸药单耗，采取密孔布置和低单耗，以松动为原则,每个梯段均进行爆破试验，若爆破结果未达到设计要求,则立即进行参数调整.

（2）使抵抗线方向背离保护目标，使飞石方向与保护目标相反。

（3）保证填塞长度和填塞质量，尽量将震荡波消耗在岩石内部，避免高空飞石情况发生。

（4）进行精心的施工组织设计，做好安全警戒。爆破前提前进行巡查，并通过喇叭进行喊话告知，及时联系危险区内的人员并组织撤离，危险消除后方能进行爆破。特别对堰塞体附近各路口设置专人进行封锁，保证爆破期间危险区域无人员、设备存在。

（5）爆破周边区域采用钢丝网进行封闭，并挂设标牌及劝告书，派专人在开挖区周边进行巡视，禁止无关人员进入施工区。

2.2 开挖施工机械设备安全技术措施

开挖边坡属于地震后崩塌边坡，距离临空面一定范围内地震卸荷裂隙、节理裂隙交错布置，开挖过程中有随时坍塌的可能，施工风险大大提高[2]。在开挖区域要严格落实安全第一，安全无保障不施工的方针。

（1）聘请专业检测公司对施工区进行稳定性分析，划分出危险区及稳定区并做整体评估；

（2）根据稳定性分析评估报告有针对性进行沉降位移监测，采取定时监测，对爆破、余震特殊情况时前后监测对比，监测数据统计分析达一定位移量时人员设备撤离至安全区域，消除隐患后再施工；

（3）施工区临空面距离边缘10cm～15cm设置防护栏、警示标志，禁止人员设备超越防护栏施工。

2.3 高边坡支护施工安全技术措施

地震后形成的坡面接近垂直、起伏较大、局部倒悬、有落石、陡崖上无作业平台，施工人员安全得不到保障，安全隐患极大。为保证施工人员安全高边坡支护采取“铺设陡崖式主动防护网+喷射混凝土”支护施工技术。该施工技术有效的解决了陡崖上喷混无作业平台，高坡面碎石下落等安全隐患问题。

（1）人工排危施工安全技术措施

    施工时落石、危石、裂缝等危岩体是重大安全隐患，在外力、余震等作用下下落对作业人员造成伤害。该坡面地势陡峭，机械设备无法排危施工，只能采取人工排危处理，从高到低、分区分块地毯式排危，临边杂草茂盛区域摸索式巡查。排危人员佩戴全身式安全带固定牢固，人员带上铁锹、撬棍等施工工具清除危石，局部采取钻孔爆破施工后再人工清撬施工，影响施工区域范围内的必须排危处理。

（2）施工区安全警戒技术措施

高边坡施工区采取24小时安全警戒，开挖施工时爆破飞石、翻挖渣料滚石、余震危石、临边倒悬体危岩体坍塌等下滚，支护施工时坡面排险危岩体、施工材料、施工工具等下落，高边坡下部多方施工单位交叉施工，施工区域安全影响范围多条交通道路，不确定因素都可能发生安全事故。施工时采取“安全第一、以人为本、不得牺牲生命为代价而施工”为安全红线，堰塞体施工区建立安全联动机制，建设方统一指挥协调，各参建方积极配合服从指挥，成立堰塞湖协调小组，监理单位上传下达确保消息的准确性。受施工影响的交通道路设专人24小时设卡看守，设卡处设告知牌，设卡定时定点安全放行，并采用三维激光扫描仪进行安全警戒，三维激光扫描仪能测定危岩体位移变化，位移变化速率达一定值提示预警，必要时人员设备撤离危险区[3]。

结束语

本工程施工目前正在收尾工作安全事故为零，本工程施工安全技术措施中：铺设主动防护网+喷射混凝土防止高坡面碎石下落，三维激光仪测定危岩体位移变化进行预警、建立安全联动机制等成效突出，成功解决高、陡边坡施工安全隐患问题，施工期间安全防范措施得到各界专家、领导一致好评，得到社会各企业单位的借鉴和推广应用。

参考文献

[1]李文玉.高陡边坡的路基施工安全措施研究[J].中国新技术新产品，2020(20):3.

[2]邹云肖，翟宇佳.浅析林区高陡边坡石方路基开挖施工方法[J].水利水电施工，2019(5):3.

[3]薛文海.浅谈路基施工高边坡开挖安全专项措施[J]. 2021(2011-10):216-218.