摘要：基于多边界条件下爆破 理论 和山区高等级公路石方路基工程
的特点，探讨了爆破技术在山区高等级公路建设石方路基施工中 应用 的
可行性和关键。实践表明：在山区高等级公路路基施工中推广和应用新
的爆破技术是加快施工进度和保证施工质量的有效措施。
b 关键词：多边界爆破理论；抵抗线；装药量；石方路基；深挖；质量；
进度
我国高等级公路经过近二十年的建设取得了巨大成就，高等级公路
里程迅速增加。 目前 ，高等级公路建设逐渐由平原微丘区向山岭重丘区
延伸 发展 。尤其是随着西部大开发战略的实施，西部公路建设所面临的
地质地形将会越来越多的遇到起伏不平的岩石山区。为了满足高等级公
路所需的技术标准，必须克服波浪起伏、高差较大、沟谷相间等各种不
利地形，深挖高填土石方工程难以避免。而深挖高填工程数量大、传统
施工速度慢、施工效率低下，同桥遂工程一样，往往成为决定工程进度
的关键。因此，必须 研究 推广采用新的爆破技术，以在山区高等级公路
建设中加快石方路基工程的施工进度并确保施工质量。
1 多边界条件下爆破技术
随着凿岩机具、装运机具和爆破技术的发展，基于多边界条件爆破理论
对公路工程 影响 较大的爆破技术是光面爆破和预裂爆破、深孔爆破以及
微差爆破技术。
1．1 多边界条件爆破
多边界条件即为地形变化条件，一般分为平坦地形、倾斜地形、山包地
形和垭口地形。多边界爆破遵循“最小抵抗线原理”。图1表示多边界
爆破漏斗。
多边界药量 计算 如下。
Q＝edKW3F（E·α）
式中 Q———为药包的装药量，kg；
e———为炸药换算系数；d———为堵塞系数；
K———形成标准抛掷漏斗时的线耗药量，
kg／m3；
W———为最小抵抗线，m；F———（E，α）为药包性质指数；E——
—为抛掷（坍）率（％）；
α———为 自然 地面坡度（°）。
图1 多边界条件下的爆破漏斗示意药包间距（m）： a＝（1．0～1．
2）W子药包间距（m）
C＝0．5nWsinα＋1
式中 W———为相邻两药包最小抵抗线的平均值；
n———为爆破作用指数，其余同前。爆破作用半径：
下爆破作用半径 R下＝Wn2＋1
上爆破作用半径 R上＝WAa上n2＋1式中 a上———为抵抗线出口点至
上破坏点之间的地
面坡度，（°）；A———为崩塌系数。
1．2 光面爆破和预裂爆破
光面爆破和预裂爆破是专门针对设计开挖界面进行有效控制的爆破 方法
。沿爆破开挖区的设计轮廓或边坡，以较小的间距合理布置一排相互平
行的钻孔，在孔内采用间歇或不耦合装药，并在开挖区主爆破之后或之
前同时起爆，从而获得符合设计轮廓、光滑平整和稳定性好的边坡面。
光面爆破和预裂爆破在技术上采用室洞控制爆破方法，其核心是药包布
置原则。包括：
（1）在任何情况下，药包布置均以最小抵抗线为设计依据；
（2）根据路堑中心挖深和宽度，进行药包分层布置；
（3）尽量对药包进行纵向或横向分集或分条布置；
（4）合理安排药包的起爆时间。光面爆破和预裂爆破的主要参数有钻
孔直径、孔间距、抵抗线、线装药量、装药结构、最后一排主爆孔与裂
孔间距等。
钻孔直径（d）：一般以50mm～70mm为宜，为增加不耦合系数也可采用
100mm～150mm。另外，孔深较大也可用较大的钻孔直径。
炮孔间距（a）：孔距与孔径成正比例关系，并与岩性、岩体构造和炸md＝10～16。同时在光面爆破中孔距与最小抵抗线W成正比，即a＝mW，
一般m处于0．6～1．0之间。
线装药量q（kg／m）；光面爆破q＝（0．1～0．15）KaW；预裂爆破q＝
（0．1～0．4）Ka2
式中 符号同前。
装药结构既能满足设计规定的不耦合系数值，又要尽可能保证药包爆炸
后，爆能沿钻孔全长均匀分布。装药结构一般有连续装药和间隔装药两
种。
1．3 深孔爆破
深孔爆破就是炮孔孔径大于75mm且深度在5m以上的采用延长药包的一种
爆破方法，通常有拉槽深孔爆破和台阶深孔爆破两种。炮孔需用大型的
潜孔凿岩机或穿孔机钻空。当用机械清方时，采用台阶深孔爆破效果更
好，可以实现路基石方施工全面机械化。
深孔爆破的优点是劳动生产率高，一次爆落的方量多，施工进度快，爆
破时对路基边坡的 影响 比大炮小。若配合预裂或光面爆破，则边坡稳定
，爆破效果易控制，爆破时比较安全。但由于需用大型机械，故转移工
地、开辟场地、修筑便道等准备工作都比较复杂，且爆破后仍有10％～
25％的大石块需经第二次爆破解小。
深孔爆破梯段倾角最好为60°～75°，高度应在5m～15m之间。可采用
垂直孔和斜孔两种炮孔，孔径通常为80mm～300mm。公路工程中以100m
m～150mm为宜。超钻长度大致是梯段高度的10％～15％。岩石坚硬者取
大值。
垂直孔深度（m）： l＝H＋h斜孔的深度（m）： l＝H＋h炮孔的间距
（m）： a＝MW
底板抵抗线（m）： W＝D7．85ptl
KmH式中 m———约为0．6～1．4，常取0．7～0．85；
D———为钻空直径，dm；p———为炸药密度，kg／m3；K———为单
位耗药量，kg／m3，且K′＝K／3；τ———为深孔装药系数；
H———为梯段高度，m；其余同前。τ＝0．4。W值确定后按下式估算L值：
L＝W－H·ctgα式中 L———为炮孔与梯段顶边缘的距离，m；
其余同前。为确保凿岩机作业安全，此值应大于2m～3m；否则，需调整
W值。
多排孔时，排的间距b可取b＝W。最后按下式 计算 炸药量Q（kg）：
Q＝eK′WHa式中 符号同前。
1．4 微差爆破
多发一次爆破采用微差爆破技术具有减震、前发药包为后发药包开创凌
空面进而加强岩石破碎效果、降低一次爆破堆积高度、有利于机械作业
、减少岩石夹制力、节省炸药、并可增大孔距等优点，提高每百米的炸
落方量。
1．5 抛掷（坍）爆破 定向爆破和松动爆破
对于 自然 坡度较陡（＞30°），地形地质条件较为复杂、凌空面大时，
采用抛坍爆破。抛坍爆破利用岩石本身的自重坍滑
出路基，提高爆破效果，从而加快施工进度并降低工程造价。当路线通
过波浪起伏的峡谷或鸡爪地形地段、横切山包或山嘴、凌空面较多时，
采用抛坍或抛掷爆破效率更为显著。
在以借为填或移挖作填地段，特别是深挖高填相间、工程量大的鸡爪型
地区，采用定向爆破，一次可形成百米以上至数百米路基。
在软石、次坚石路基地段，采用松动爆破技术，配合机械化施工作业，
可大大提高施工效率，在坚石路段宜采用深孔技术进行松动爆破。
2 路基石方特点
2．1 工程数量大，占路基土石方工程数量比例也大
。个别路段每公里可高达十多万立方米，占路段土石方总量的95％以上
，占整段公路投资的65％以上。有必要进行爆破施工和机械化作业。
2．2 石方工程相对集中。有利于大爆破施工和机械化作业。
2．3 地形地质相对复杂，地形缓陡连续或相间、地势迂回曲折；地质
岩石也可能呈现为软石、次坚石、坚石连续或相间。需要采用各种爆破
技术综合爆破，且装运推机械进场有一定困难。
3 公路石方路基施工探讨
通常将边坡高度等于或大于20m的石质路堑称为深挖石方路堑。其挖深
较大、石方集中、地形复杂、施工难度大。公路部门传统石方机械化水
平较底，爆破施工队伍技术力量较薄弱，同时受地形和地质条件制约，
深挖石方路堑施工 方法 主要是采用浅眼爆破、药壶炮、猫洞炮和普通洞
室炮爆破进行。存在以下缺点。
3．1 浅眼爆破、药壶炮、猫洞炮等小炮开挖方法因受岩石地质条件、
机械清方等因素影响较大，爆破工效低，施工速度慢，同时在地质条件
不好的情况下未必能形成高大而美观的岩石边坡；
3．2 普通洞室爆破因其技术含量低，对岩石边坡、周围环境都会产生
较大的破坏；
3．3 加大凿岩设备投入、克服地形条件制约，在深挖石方路堑的施工
中尽量使用中深孔爆破，确保快速、优质的工程效果，这一做法 目前 尚
未达成共识。
因此，采用控制爆破技术，改变人们落后的爆破施工意识，探讨深挖石
方路堑的快速优质施工技术，是山区高等级公路施工中亟待解决的 问题
。根据多边界爆破 理论 近年来在209国道和318国道恩施州改建
工程、西安兰（田）小（墒塬）二气专用公路新建公路工程的实践（图
2为深孔爆破用于深挖石方路堑）及其它工程 应用 来看，推广和应用石
方爆破施工的快速施工 方法 ，能加快石方施工进度并能确保山区高等级
高岩石边坡的稳定和美观。
图2 深孔爆破用于深挖石方路堑示意
（1）正确确定周边炮眼的位置、
方向、深度、角度，并选用低密度、低爆速和高体积威力的炸药，是保
证光面爆破成功和增强爆破效果的关键。
（2）采用预留边坡保护层、分集或分条分层布置药包、松动或抛坍洞
室控制爆破进行路堑主体方量开挖，然后至坡顶向下用挖掘机配合浅眼
爆破进行刷坡和清方，能适用于各种复杂地形条件的深挖石方路堑开挖
，且成本低廉。
（3）采用预裂———洞室控制爆破相结合的方法进行深路堑石方深孔
爆破或松动爆破方快速开挖，然后用挖掘机、推土机、装载机配合自卸
气车联合清方，效果更为显著。
（4）利用有利地形进行定向爆破、抛坍（掷）业，对具有一定岩石厚
度边坡路堑具有显著效果。
4 结语
公路石方爆破施工是一项技术含量高的综合性工作，必须提高认识，根
据路段地形地质、施工机具及工程整体安排等条件进行合理设计和组织
施工，对加快工程进度、保证工程质量和施工安全都具有重要的意义。
因此，根据工程实践 总结 积累经验，推广新的爆破技术和施工方法是山
区高等级公路修建的一项重要任务。
参考 文献 ［2］方左英．路基工程［M］．北京：人民交通出版社，1990，202－226
［3］孙国富，冯马必，田墨林等．山区高等级公路石方爆破施工技术 研究 ［J］．北京 工业 大学学报，2001，1