从某边坡采用机械开挖谈爆破开挖的受控因素

某高速公路右侧高边坡长约240m，采用1:0.75~1:1的坡率开挖，路基挖方量42万m3，上覆厚约0.5-2m残破积粉质粘土，下伏三叠系须家河组巨厚层砂岩和炭质薄层状页岩，岩层产状270°∠5°，边坡坡向93°，岩层缓内倾，边坡开挖最大高度50m。每级设2m宽挖方平台，一～四级边坡设置锚固工程进行加固。

工程施工期间，由于多种因素限制，施工方采用造价略偏高的机械开挖而放弃了爆破开挖工艺。在现场咨询时，笔者依据现场实际情况，对采用机械开挖工艺而放弃爆破工艺进行了梳理，汇总如下：

1、坡体岩性多变、结构面发育，爆破工程不利于高边坡的稳定。

从现场看，该边坡由巨厚层砂岩夹薄层状页岩构成，坡体中贯通性结构面发育，爆破产生的能量将在层面与结构面部位形成反射，非常不利于坡体的整体与局部稳定。

图1 右侧高边坡机械开挖现状

2、高边坡锚固工程不利于爆破工程的开展

高边坡一～四级边坡设置锚固工程进行加固，考虑到高边坡的加固原则，必须贯彻开挖一级防护一级的理念。但边坡若采用爆破开挖，势必会对已经施做的锚固工程造成损伤，影响坡体锚固工程效果，不利于高边坡的安全。

图2 右侧高边坡锚固工程施工现状

3、爆破工程的疲劳与震动，不利于坡体、结构物的安全

该边坡于开挖工期为1年以上，长期的爆破震动和爆破疲劳破坏，势必会对造成区内的不良地质体和民居等形成影响或破坏。

1）距高边坡约300m处为五桐村“一匹山”大型崩塌体，于2017年9月7日曾发生4万方的大型崩塌，造成9户83间房屋垮塌。一旦采用爆破开挖，长期的爆破震动可能对“一匹山”崩塌体造成扰动而不利于安全。

2）边坡附近临近已关闭的小煤矿采空区，而小煤矿采空区地质情况较复杂，长期的爆破震动可能会造成采空区塌陷而影响上部结构物的安全。

3）高边坡附近约20~250m范围内分布大量民居，长期的爆破震动势必会对抗震能力差的砖混结构民居造成一定程度的破坏，且当地镇府及村民强烈要求禁止爆破开挖高边坡。

图3 高速公路周边地貌地物

4、爆破工程的应用不利于施工组织

一年以上工期的大方量爆破对炸药的申请、运输、保存等提出了较高的要求，且长期爆破势必会造成当地村民的阻工，不利于社会和谐和现场施做。

5、爆破工程质量控制难度大

右侧边坡高50m，一旦采用爆破开挖，在没有要求采用预裂、光面等特殊工艺的前提下，势必造成边坡开挖质量的难以控制，后期存在大量人造危岩情况出现，这在边坡高度较大的情况下，非常不利于安全。

6、高边坡地质条件有利于机械开挖的开展

根据现场室内土工试验，该段高边坡岩体强度约50%左右的强度为30~20MPa，50%左右强度小于20MPa，采用大型挖掘机开挖条件较为成熟。且机械开挖边坡平整度较好，有利于坡面的框架工程、坡面平整和绿化等工程的实施。

基于此，笔者建议采用机械开挖为首选工艺，但应加强现场地质编录，合理划分岩石强度的不同区域，为的期工程造价的调整提供依据。