石方段爆破开挖施工方案

石方段爆破开挖施工方案目录一､工程概述及施工规划 11.1工程概况 11.2水文地质情况 11.3周围环境 21.4工期要求 2二､施工范围及主要工程量 32.1施工范围 32.2主要工程量汇总 3三､工程特点､重点､难点及对策 33.1工程特点､重点及难点 33.2施工对策 4四､场地布置､弃渣处理､炸药的选用 54.1施工道路布置原则 64.2施工供电系统 64.3施工供风系统 64.4施工供水系统 64.5弃渣的处理 64.6火工材料的选用 6五､爆破方法与方案 75.1方案编制依据及原则 75.2开挖爆破方案 8六､爆破安全组织机构 16七､爆破技术及安全措施 167.1爆破技术措施 167.2爆破安全措施 18八､质量保证措施 198.1爆破质量控制措施 198.2土石方开挖施工质量控制措施 19九､爆破试验 219.1试验项目及目的 219.2试验依据 219.3试验方法 219.4预期成果 21十､主要人员､机具设备配置 2210.1主要设备配置 2210.2主要人员配置: 22十､附件 23一､工程概述及施工规划1.1工程概况南水北调中线一期工程总干渠河北省临城县段,位于河北省临城县境内,起自内邱县与临城县交界的西邵明村西,桩号145+580,终点至临城县黑沙村,总长7.994km｡其中土质段4.7km,石质段3.3km,石方段最大开挖深度27米｡桩号145+579.979~145+990､146+185~148+180､152+780.677~153+574段:为深挖方施工断面,本段长3113m,为风化剥蚀低丘地貌,地形向东南倾斜,略有起伏,地面高程109.257~82.007m,渠底高程约76.176~75.595m,渠道底部为全风化砂岩｡桩号145+990~146+185段:本段长195m,为风化剥蚀低丘地貌,地形向东南倾斜,略有起伏,地面高程111.68~96.59m,渠底高程约76.154~76.143m,渠道挖深约32.636~20.447m｡根据地质核查揭示资料,本段岩石厚度20.447~27.846米｡桩号148+180~149+079.267､149+079.267~149+259.267､152+029.267~152+234.267､152+234.267~152+780.677段:本段长1919m,为风化剥蚀高丘地貌,地形向东倾斜,起伏大,地面高程90.51~77.9m,渠底高程约76.032~75.639m,渠道挖深约14.478~6.368m壤土｡1.2水文地质情况1.2.1水文气象本渠段属暖温带大陆性季风气候区,四季分明｡春季蒸发量大,降雨稀少;夏季炎热,降雨量集中;秋季晴朗气爽,降雨稀少;冬季寒冷少雨雪,多北风｡根据内丘地面气象观测站统计:本渠段多年平均降雨量520.7mm,多年平均降水日数72.1d,降水年际变幅大,降水年内分配不均,70%~80%集中在汛期,多以暴雨型式出现,年降水量从山区到平原递减的形式｡段内多年平均气温12.3℃,全年1月份温度最低,多年平均最低气温-9.3℃;6月份气温最高,平均最高气温32.5℃｡根据内丘地面气象观测站,段内最早地面稳定冻结初日在11月30日,最晚终日2月28日,历年最大冻土深度48cm,出现在1984年2月;霜冻初日最早为9月30日,终日最晚为4月26日｡段内冬春季盛行北或西北风,夏季多东南风,秋季多东北风,多年平均风速2.5m/s;全年最多风向为西北风,最大风速18m/s｡1.2.2工程地质条件本渠段位于太行山东麓与华北平原的接壤地带,通过的地貌单元依次为丘陵､平原､岗地｡本段总干渠附近的断裂多为隐伏控制性断裂,主要有走向NNE~NE向属太行山山前断裂的邯郸~邢台断裂､元氏断裂､柏乡断裂､宁晋断裂､新河断裂,紫山西断裂｡根据2004年4月国家地震局分析预报中心复核的《南水北调中线工程沿线设计地震动参数区划报告》,本渠段地震动峰值加速度为0.10g,相应地震基本烈度均为Ⅶ度｡发育的主要地层有:古生界奥陶系马家沟组灰岩,石炭系太原组砂岩､泥岩及灰岩,二叠系石千峰组砂岩､泥岩;中生界三叠系刘家沟组砂岩夹泥岩;第四系松散地层｡第四系地层中,上更新统则以黄土类土(局部含碎石)为主,局部为卵石;全新统岩性主要为壤土､砂壤土､砂土及碎石土｡桩号145+580~148+601及桩号152+781~153+574两段渠道挖深大,岩质渠坡整体稳定性差或左渠坡稳定性差,地下水位高于渠底,基岩透水性强,有施工排水问题｡渠道经过贾村乡第三煤矿､华懋煤矿,占压部分矿产资源｡其它渠段成渠工程地质条件较好｡1.3周围环境开挖爆破区桩号145+580~148+400渠道右岸为当地土沟和田地,渠道右侧靠近上沟村民房,最近距离200米,其它四周总体状况良好｡居民区段要求爆破扰动和飞石不得损坏民房,需要进行控制爆破施工｡1.4工期要求开挖节点工期是本标的关键控制工期,因此石方段开挖节点工期是本工程的重要节点工期｡安排如下:施工准备阶段:2010年3月16日~2010年5月20日(包括原始地形测量､开挖及钻爆设备进场､渣场征地全部落实､炸药使用审批手续､施工及出渣道路修筑完成);石方段覆盖层土方开挖(桩号为145+580~145+930､146+250~148+400､153+120~153+574段):2010年6月15日-2012年2月29日;石方开挖(桩号为145+580~148+400､152+526~153+574段):2010年7月1日~2012年2月29日｡二､施工范围及主要工程量2.1施工范围本段施工包括:土方开挖､石方开挖､高边坡施工､边坡喷混凝土､锚杆施工､钢筋挂网及排水施工等工程｡2.2主要工程量汇总主要工程量汇总如下表:序号项目单位工程量备注1土方明挖m327242352全风化石方明挖m38890493石方明挖m318359504素喷混凝土m3699未挂网5喷混凝土m34230挂网6挂钢筋网t248.347锚杆(Ф22L=2.0m)根21150 三､工程特点､重点､难点及对策3.1工程特点､重点及难点⑴桩号146+470~148+400段因地下水位高于渠底,本段渠道底部为全风化砂岩,开挖下部渗水量大,开挖及个别部位爆破难度大,因此排水工程量大｡⑵桩号146+000~146+250段(段长250m)爆破环境比较复杂,渠道右侧为上沟村,居民区民房密集,要求爆破振动及飞石不得危及其安全,民事干扰大,必须采用城镇控制爆破进行石方开挖施工｡⑶由于开挖石料部分用于浆砌石､干砌石及本标混凝土骨料,因此要考虑爆破后石渣的粒径;沿线需先拉中槽爆破创造临空面且边坡需采用预裂爆破或光面爆破,对于上半部为风化岩石,成型效果差,采用预留保护层,视其围岩情况调整孔距和采取小药量光面控制爆破｡⑷边坡稳定:石方段开挖上部出露的岩性为强风化砂岩,但受地质构造影响岩体较破碎,对下部开挖造成不利影响｡保证边坡开挖的施工安全､边坡整体稳定及开挖支护是本工程的重点｡⑸施工工期:根据合同工期要求,首先制定周密可行的施工总进度计划,配备充足的施工资源,组织现代化的施工设备进行机械化作业,应用先进的项目管理方法,确保合同工期目标如期实现｡⑹根据招标文件,采用一般的石方开挖爆破施工和对边坡的防护就能满足要求,但是在安全规程规定的300m安全距离范围内有大量的居民房屋､其它料场施工､运输车辆及高压线路等散布在渠道两侧;爆破区内有料场施工道路及乡间公路穿过;设计渠道边坡坡比较小,大部分为1:1､1:1.25,1:1.5,1:1.75和1:2边坡,造孔比较困难,不易达到设计边坡的要求,特别是渠道过水断面两侧边坡以及渠道底板开挖精度要求高,在边坡采取有效的控制爆破措施后,还有可能在施工过程中造成大量的超挖,如果超挖较多会严重影响后期渠道衬砌施工｡因此石方开挖施工时的爆破飞石以及爆破振动控制是本工程的重点和难点｡3.2施工对策针对以上重点和难点,现场拟采用以下主要施工应对措施予以保证:⑴对渠道开挖边坡采取预裂爆破或预留边坡保护层的光面爆破开挖技术,对于局部出现的少量欠挖采取浅孔少药量爆破､人工撬挖或风镐凿除,使开挖边坡的平整度尽量达到规范以内｡⑵预裂爆破或光面爆破和特殊部位的控制爆破,所采用的参数和装药量通过专项爆破试验确定,试验成果报监理工程师批准后使用,在具体爆破开挖中,每放完一次炮,总结一次,适时调整爆破参数,以利于下部爆破施工｡⑶根据招标文件要求,为减少爆破对周围居民住房的扰动,施工过程中严格控制单响药量;其中台阶爆破的最大单响药量控制在300kg以内,临近设计建基面和设计边坡的台阶爆破以及缓冲孔爆破的最大单响药量控制在100kg以内｡⑷对爆破冲击波和飞石要做好控制与防护措施,以免危及机械设备和人身安全｡根据招标文件要求,本标离西邵明村在300m以内的爆破严格按照城镇控制爆破要求进行控制｡⑸专职安全员全程跟踪作业,每次放炮的钻孔布设,爆破网络联结须经现场监理工程师批准｡⑹为保证开挖过程中高边坡稳定,开工后首先施工外围截水沟,开挖过程中根据地下水出露情况及时钻随机排水孔和系统排水孔,尽早形成马道排水沟,通过各种措施减少边坡渗水,降低裂隙水压力｡⑺坚持“先锚后挖”的原则｡边坡开挖前,根据已掌握的地质资料认真进行地质调查,对开挖区上部存在的不稳定体在开挖前进行清理或锚固,边坡开挖开口和马道以下降层前先进行锁口锚杆;⑻以确保边坡稳定为核心,采取控制爆破和锚控措施｡严格按照“自上而下､由中间向两侧､分段分区分层开挖､及时支护”的原则组织施工,设计边坡面采用预裂爆破,邻近设计边坡区域采用控制爆破,根据开挖设计分层厚度,分别采用浅孔或深孔梯段爆破;每一梯段边坡开挖成型后由地质工程师配合进行地质结构分析,对潜在不稳定块体或可能发生较大变形的块体及时进行随机锚杆支护,随后进行系统锚喷支护,以限制边坡卸荷松弛;对有多种支护形式边坡采取由浅到深､由表及里的支护程序,最大限度控制边坡的有害变形,在确认边坡稳定后再继续降层开挖｡⑼针对岩石裂隙较发育,向渠道中心倾斜及边坡开口线外存在不稳定滑坡体等情况,建议采用锚索支护或直接清除不稳定滑坡体｡⑽根据开挖工程量大､工期紧要求,合理选择施工程序及方法,配足施工设备;加强边坡安全监测,做到信息化施工,确保边坡支护的及时性与有效性｡四､场地布置､弃渣处理､炸药的选用石方开挖的施工准备主要是按施工平面布置图修建好施工道路､施工供风系统､施工用电系统,平面控制点的校核､爆破器材的选用｡4.1施工道路布置原则⑴充分利用已形成的施工主干道,接引施工便道进入开挖区,其中施工主干道,左岸路面宽7m,右岸路面宽5m,采用泥结石路面｡⑵施工主干道尽可能布置在渠道开挖区以外,以减少后期开挖渠道对环境的破坏｡⑶临时出渣施工道路运输坡度为8%~10%;机械土方设备施工便道最大纵坡不大于20%｡⑷临时施工道路根据现场需要具体布置,拟采用泥结石路面｡4.2施工供电系统根据现场施工条件,变压器设置如下:在1､2､3､4号营地分别设置400KVA､200KVA､200KVA､200KVA､800KVA,其中3号生产区布置的800KVA变压器可供渡槽生产区及渠道全部设施用电｡石方开挖造孔采用351钻机或YQ-100型钻机造孔｡自备柴油发电机,以保证工地正常施工｡4.3施工供风系统石方段开挖主爆孔､预裂孔造孔全部采用351钻机或YQ-100型钻机造孔,孔径80~100mm;光爆孔采用手风钻造孔,孔径42mm｡根据现场需要,布置20m3电动空压机或油动空压机进行供风｡4.4施工供水系统根据支护部位的位置情况,可在边坡开挖的最高部位设置移动式水箱,从水箱接水管至工作面,再用洒水车向水箱供水｡4.5弃渣的处理根据我标段施工需要,爆破后挑选部分符合要求的石料用作浆砌石､干砌石毛料在L2号渣场单独集中,分类堆放,以便后期使用;表层的土料单独汇集在L4号渣场,没有利用的石渣运往弃渣场,并做好渣场的环境保护工作,防止发生水土流失｡4.6火工材料的选用根据招标文件地质说明及地质核查,本标石方开挖段有地下水,爆破施工中采用乳化炸药进行爆破作业,光爆孔直径32mm,主爆孔药卷直径80mm｡除起爆雷管采用电雷管外,其余均采用MS1~MS15非电毫秒雷管,孔与孔之间采用导爆索连接｡五､爆破方法与方案5.1方案编制依据及原则5.1.1编制依据1､根据南水北调中线一期工程总干渠漳河北至古运河南(委托建管项目)土施工SG10标:设计桩号为145+580~153+574(合同编号:NSBD-ZG/SG2010-10)招标文件及招标图纸;2､现场踏勘所获得的实际资料;3､与本标工程施工相关的现行采用的规范及规定;4､我单位已承建类似工程的成功经验｡5.1.2爆破设计原则根据建设单位､设计图纸要求,结合本标段工程特点和现场实际情况,设计原则如下:⑴对爆破振动､飞石和冲击波进行严格控制,确保施工区周围居民生命､财产安全,尽量减少对民房及采石场周围的损坏｡⑵选择合理的孔网参数,控制爆破岩渣最大粒径,降低大块率,提高石方机械化施工效率｡⑶根据爆破区附近有无民房及距民房远近,划分爆破区段:控制爆破区､城镇控制爆破区｡采用不同的爆破方法满足不同环境条件下爆破施工要求｡⑷采用光面或预裂爆破技术进行边坡施工,边坡治理达到设计的要求｡5.1.3控制爆破原则⑴渠道爆破施工具体概括为:“一纵”､“二横”､“三防护”,安全贯穿施工始终｡“一纵”是指在渠道中部拉槽,每次拉槽长20米,宽4米,深度6~8米;每次拉槽完成后进行“二横”施工｡“二横”指在渠道槽体左右两侧进行台阶开挖,台阶长20米,宽10米,厚6~8米｡在渠道石方爆破施工中,实行多循环､多台阶､密布孔､小装药､强防护,逐排起爆｡同时在实施过程中根据地质变化及时修正爆破参数与装药结构｡⑵在渠道中部采用纵向拉槽爆破开挖时,其爆破以“散”为控制标准,爆破时允许石块产生较大裂隙和一定的位移,做到“宁散勿飞”｡⑶渠道中间拉槽形成后,分左右台阶分层开挖,台阶爆破时分排起爆,爆破后岩石向槽中崩落,以利于出渣和安全防护,台阶爆破以“松散”为控制标准,确保爆破后的岩石集中崩落在中间槽中｡⑷“三防护”指在离村庄和采石场较近地段爆破施工时,最大的安全隐患是爆破飞石及爆破冲击波对村庄､采石场等人员及财产影响｡同时,由于地质条件的多样性､钻孔偏差等造成最小抵抗线变化,岩石含土夹层在爆破时也会产生飞石等,因此,在爆破作业时采用草袋装黄土或沙进行覆盖,同时,距离村庄或采石场较近处,结合地形､地质变化情况,采用刚性排架和覆盖相结合的方式进行安全防护｡5.2开挖爆破方案根据本工程石方开挖的具体情况和设计要求,渠道石方开挖时采用纵向拉槽的梯段逐层流水施工,根据层厚分别采用浅孔或深孔底部加强药的松动爆破方案｡渠道石方开挖采用自上而下分层爆破,对于坡度小于60度或坡比小于1:0.5的边坡采用光面爆破成型,对于坡度大于60度或坡比大于1:0.5的边坡采用预裂爆破成型｡5.2.1爆破参数的确定5.2.1.1选定梯段钻爆参数说明梯段钻爆参数设计原则:a､划分开挖爆区时,距设计开挖边坡10m作为“严格控制爆破区”(以下简称“控爆区”),以外为常规爆破区;b､控制爆破单响药量,主爆破区单响药量控制在300kg以内,“控制爆破区”200kg,缓冲区150kg,预裂区50kg｡“控爆区”采用一次爆破挖除的方式进行,布置6排孔,预裂孔与主爆孔爆破同时进行,在主爆区炮孔全部爆完之前完成,其具体时间(例如,爆区第一个炮孔爆破前完成,或在主炮孔1~2排炮后完成)通过爆破试验的振动测试及保留边坡岩体的声波检测结果决定｡设置“控爆区”的主要目的在于确保主爆区爆破振动对边坡及上层马道的影响在规范允许范围内,同时减少爆破振动对边坡稳定的影响,确保边坡稳定及开挖质量｡“控爆区”爆破采用第1~2排炮3孔一响或2孔一响,第3~4排炮2孔一响或1孔一响,第5~6排炮1孔一响的方式进行,单响药量一般小于200kg,距边坡面10m以内的单响药量一般小于100kg｡此种方式对保护边坡质量较为有效,通过现场爆破试验后实施｡必要时,临近边坡的1~2排炮孔采用孔内再分段的方式,达到再减少单响药量,进一步减少爆破振动的目的｡施工前,对预裂､梯段爆破和特殊部位所用的爆破参数和装药量按规范要求进行专项开挖试验,确定安全､合理的爆破参数;开挖过程中根据实际地质条件对爆破规模､爆破参数作优化调整,并在边坡上设置振动监测,控制质点振动速度不超过允许值,保证边坡稳定｡5.2.1.2预裂孔爆破和光面爆破装药要求:根据孔深,量出各孔所需的导爆索｡深入孔底的爆破索要比孔深长2.5m,其中留1.0~1.2m作为孔间网络联结的长度,另外1.5m作为端头打结加强孔底起爆炸药的作用;在导爆索上作出装药标志,标出孔口不装药段､正常装药段和孔底装药段位置,每根导爆索上编上孔号;在现场按设计要求将药卷用胶带绑在导爆索上,并将药串联固定在竹片上;炮孔堵塞时必须按照设计的堵塞长度,用粘土逐层捣实,严禁使用块石或石质物体捣实;为了克服炮孔底部夹制作用,炮孔底部需增加药量,为线装药密度的2~3倍,本工程取2.5倍,长度为0.4m左右｡5.2.1.3联网采用非电导爆管毫秒微差起爆网络,起爆网络设计与施工必须保证每个炮孔按设计的起爆顺序､起爆的间隔时间全部引爆｡孔内微差网络采用排间微差接力网络,V型微差起爆网络｡采用1~15段国产非电毫秒延期雷管,装药时根据各炮孔的起爆顺序和延期时间确定｡5.2.1.4安全处理出渣之前,采用反挖清理边坡危石,及时对开挖岩面进行检查,并根据情况确定是否需要临时支护,以保证岩石边坡稳定安全｡5.2.1.5工作面的清理出渣采用反铲挖装,自卸汽车运输至指定渣场,出渣完成以后,人工辅助清理工作面的石渣等杂物,为下一工序作业创造良好的施工条件｡5.2.1.5安全观测边坡开挖以后,对开挖面加强安全巡视检查,保证边坡的稳定,并派专人进行安全检测的资料分析,发现异常情况立即报告相关人员,并迅速采取必要的处理措施｡边坡上揭露的局部不稳定岩体,及时报告监理工程师,予以锚杆加固处理;不良地段边坡的不稳定岩体,报请监理工程师验收后采用砂浆锚杆､锚喷､锚索支护或清除等措施处理｡边坡的支护在开挖过程中分层进行,上层的支护保证下一层的开挖安全顺利进行,安全隐患的部位经处理后方能继续施工｡5.2.2主体石方开挖爆破参数5.2.2.1纵向拉槽纵向拉槽是指由地平面向下开挖的宽度较狭窄的,有较大长度的凹槽｡根据爆破规模大小,将槽分成若干段进行分段钻爆,该爆破方法的特点是不依赖侧向自由面,一次爆破的槽长不受限制,但爆破是夹制作用较大,炸药单耗高,布孔与装药类似于地下工程掘进时的掏槽爆破,安全问题突出｡⑴拉槽爆破参数拉槽爆破由于夹制作用较大,孔网参数一般取得较小,炸药单耗适量增加,这是拉槽爆破与普通爆破的一个显著特点,在纵向拉槽形成临空面后,紧邻的台阶开挖就按一般的松动爆破进行｡①孔径d:本标石方开挖主要采用351钻机造孔,钻孔直径为100mm｡eq\o\ac(○,2)孔距a:a=(1.0~1.2)w,孔距a=0.8m;eq\o\ac(○,3)排距b:b=(0.85~1.0)w,排距b=0.8m;eq\o\ac(○,4)孔深h:h=8~10m;倾斜孔钻孔:h=(H+△h)/sinαH—拉槽深度(或梯段高度)m;△h—炮孔超钻值m,一般△h=0.2~0.5mα—钻孔角度,α=60°~70°,本标取65°｡为减小爆破冲击波重叠造成对人员或建筑物的损害,优先选用1､3､5三个段位非电雷管⑵安全防护拉槽爆破时岩石夹制作用较大,炸药单耗增加,炸药用量增加,爆破时飞石距离增大,为避免飞石对人员､建筑物等造成损害,在村庄或建筑物附近施工时采用以下措施进行防护:①对4m宽的拉槽体用草袋不装填充物进行全面覆盖,然后采用装半袋黄土或砂的草袋再次进行全面覆盖,达到无飞石出现,把飞石控制在覆盖层中｡②对于靠近建筑物侧采用钢性防护排架挡飞石｡钢管竖杆间距1.2m,插入地下不小于0.5m,横杆间距0.8m｡钢管连接采用套管,横杆与竖杆连接采用直角扣件连接,每4~5根竖杆设置一剪刀撑,钢管支撑与地面夹角呈50°~60°,并在排架左右用Φ16mm钢丝绳斜拉在排架上,钢绳固定在地锚上｡排架上用φ10mm钢筋点焊成20×20cm的网格;在网格上满铺竹跳板,并用8#铁丝与钢筋网固定,排架高3.5m,距离拉槽区10~15m,防个别飞石｡5.2.2.2台阶爆破当拉槽爆破后,渠道中部拉开了一个的槽体,渠道左右形成两个台阶,利用拉槽形成的临空面进行两侧台阶的石方爆破施工｡⑴台阶爆破参数①台阶爆破一般采用垂直钻孔与倾斜钻孔两种方式,根据拉槽后槽体斜面,本标石方台阶采用倾斜钻孔方式｡②钻孔孔径:孔径与最小抵抗线及孔距密切相关,也与炸药爆破效果,钻孔效率等有关｡同时,根据现场生产规模,保护施工进度,台阶大小及高度,可开挖量,钻孔成本等来选择合适的钻机及钻头｡结合本标实际情况,本标石方开挖钻孔主要采用351钻机钻孔,辅助一定的潜孔钻及手风钻｡钻孔孔径D:D=100mm;③药卷直径:炸药选择Φ80mm的乳化炸药;④台阶高度H:渠道内的台阶H=6~8m,所钻炮孔均为小角度斜孔,主爆区分3~4个梯段爆破,梯段高度6~8,钻孔深度7~9m;⑤前排底盘抵抗线w1:w1=2.5m;⑥炮孔间距a:主爆孔间排距为3m×2.5m;⑦单位耗药量q:根据类似工程的经验,强风化岩石q=0.35~0.45kg/m3,微风化和弱风化岩石q=0.4~0.5kg/m3,同时根据爆破试验结果进行调整｡⑧单孔装药量Q:由公式Q=qaHw1进行计算Q=0.45×3×7×1.3=12.0kgQ=0.35×3×7×1.3=9.00kg⑨堵塞长度L2:取L2=2.5m⑩缓冲孔至预裂面的距离:缓冲孔至预裂面的距离取1.5m,经爆破试验后进行调整｡本标起爆网络采用在目前浅孔及中深孔大面积爆破中较常用的非电起爆方式,实现孔间､排间微差顺序爆破｡5.2.3预裂､光面爆破参数计算5.2.3.1预裂爆破参数的确定:在工程爆破施工中,正确选择预裂爆破参数是爆破成功的关键,合理的爆破参数不但能满足工程的实际要求,而且可使爆破效果最佳,较好经济指标｡⑴钻孔直径d:渠道的台阶设计为8~10米,钻孔直径以d=90mm为宜｡⑵钻孔间距a:预裂爆破的钻孔间距与确定的钻孔直径有关,取a=80cm~100cm｡⑶不耦合系数kd:kd值大时,表示药包与孔壁之间的间隙大,爆破后对孔壁的破坏小,反之对孔壁的破坏大｡一般取kd=2~5,硬岩取大值,软岩取消值｡炸药选择φ=32mm的乳化炸药,kd=90/32=2.8｡当kd≥2时,只要药包不紧贴孔壁,围岩就不会受到严重的损害｡⑷装药量的确定:预裂爆破装药量的计算和确定有三种方法,即理论计算法,经验公式法,经验数据法｡在本项目根据围岩情况,我们选择经验数据法:预裂爆破参数经验数值:岩石性质岩石抗压强度(MPa)钻孔直径(mm)钻孔间距(cm)线装药量(g/m)软弱岩石≤50900.8~1.0200~250中硬岩石50~80900.8~1.0250~350⑸预裂炮孔的超钻△h:超钻△h:可在△h=0.5~2.0m之间取值,根据岩石坚硬完整者取大值,岩石破碎取小值｡渠道上部边坡的预裂炮孔的超钻△h取中间值:△h=1.2m｡⑹预裂孔孔深h:预裂孔孔深的确定以不留根底和不破坏后岩体为原则｡对于倾斜钻孔,可按公式h=H/sinβ+△h来计算确定,式中β为钻孔倾斜角｡该渠道的台阶高度设计已确定为H=6~8m,我们按设计规定的台阶高度施工,加上超钻△h部分深度,渠坡上部H=6+0.5=6.5m;渠坡中下部H=6+1.2=7.2m｡⑺预裂孔堵塞长度:在爆破施工中,良好的堵塞不但能充分利用炸药的爆炸能量,同时能减少爆破有害效应的产生,堵塞长度与炮孔直径有关,一般按炮孔直径的12~20倍施工,当钻孔直径d=90mm,堵塞长度=20×90=1.8m｡⑻预裂孔超前主炮孔起爆时间ms:不少于50ms毫秒雷管｡5.2.3.2光面爆破参数的确定光面爆破是沿渠坡设计的开挖边界布设密集炮孔,采用不耦合装药或装填低威力炸药,在渠道主爆区爆破之后起爆以获得较平整的开挖轮廓的爆破方法｡特别在岩石破碎和软岩中,一些不均匀的岩体和构造发育的围岩中采用光面爆破时,从表面上看,效果不明显,有时甚至连一个半孔的痕迹也看不到｡但是,在破碎岩体中进行光面爆破时,它有效减轻对围岩破坏,减少超挖等方面的作用是不能忽视的｡所以,在较破碎和软弱的渠坡开挖时,我们采用一部分光面爆破施工工艺｡⑴最小抵抗线Wmin:最小抵抗线在此也称为光爆层厚度,光面爆破效果的好坏,除了受孔间距和装药结构的影响外,更主要受光爆层厚度的影响,光爆层厚度不仅影响周边空间贯穿裂隙的形成,而且影响光爆层开挖后围岩的稳定｡因此,确定合理的光爆最小抵抗线Wmin,对提高光爆效果有重要作用,采用如下经验公式:Wmin=(10~20)d钻孔直径d=90mm最小抵抗线Wmin=13×90=120cm⑵光爆孔不耦合系数kd:当光爆炸药选择φ=32mm时:Kd=90/32=2.8⑶光面爆破孔距a:光面爆破孔的间距比主爆孔小,它与炮孔直径,岩性和装药量等参数有关｡孔距过大,难以爆出平整光面,孔距过小,会增大孔费用｡因此,光爆孔孔距按下式计算:a=(0.6~0.8)Wmin=0.75×120=90cm⑷装药量Q线:光面爆破的装药量,采取经验数据计算:Q线=qaWminQ线—线装药密度:kg/mq-松动爆破炸药单耗,约为0.35~0.5kg/m3,软岩石取小值,硬岩取大值,也可找取主爆孔平均单耗的一半左右｡a-孔间距m｡软岩:Q线=qawmin=0.35×0.8×1.2=0.336kg/m硬岩:Q线=qawmin=0.5×0.8×1.2=0.48kg/m5.2.3.3缓冲爆破缓冲爆破也是控制周边轮廓的一种爆破方法,其主要目的是减小主爆炮孔的后冲和地震效应｡缓冲爆破通常作为预爆的辅助手段,缓冲孔布置在边孔与主爆孔之间,采用小药量手段装药结构,以控制主爆区后方震动和对预裂面的冲击｡见图⑴距离B:缓冲孔间排距是主爆孔的0.7倍,主爆孔为2.5m时｡B=2.5×0.7=1.75m⑵缓冲孔与预裂孔的距离取1m｡⑶缓冲孔单孔装药量及线装药密度均为主爆孔的一半左右｡软岩主炮孔:Q=12kg/孔硬岩主炮孔:Q=9kg/孔缓冲孔单孔药量:Q软=12/2=6kg/孔Q硬=9/2=4.5kg/孔缓冲孔装药结构图:⑷施工工艺:1､)钻孔根据设计的网孔参数,由技术人员进行布设｡采用“梅花”型布孔,预裂爆破采用“一字”型布孔,为深孔,底部加强装药的松动爆破｡2､)钻孔技术要求:①､按布置孔住钻孔,钻孔误差:炮孔位置≤0.2m,预裂孔横向不允许位移,纵向允许位移0.1m｡②､严格按设计方向和角度钻孔,预裂钻孔均在一坡面上｡③､钻孔达到设计深度后,要冲净残渣,做好记录,进行封口,以防异物落入孔内｡3)､钻孔保护:钻孔完成后,均检查合格,用编织袋和稻草将孔口塞紧,防止地表水流入孔内式杂物落入孔内造成堵塞｡4)､钻孔排水:排水是保证爆破效果的关键,排水可用6分管插入孔内用高压风吹进孔外和爆破区外｡5)､装满与堵塞:①､装药严格按设计的装药结构和要求进行装药｡装药程序为先装预裂孔,后装主炮孔｡进行爆破施工前,必须对下药､雷管,是爆索进行防水性能试验,爆破时应做好导爆索和雷管防水处理工作｡②､堵塞材料使用粘土或砂加粘土,严禁用石块堵塞,为保证堵塞质量,用木棍或竹杆捣固密实,堵塞长度必须达到L=1.8-2.5m｡6)､起爆网络:(1)､起爆网络设计技术要求｡①､起爆网络必须保证所设计的药包均能起爆｡②､网络在传爆过程中,必须保证设计的分段药包在起爆过程中不发生重叠现象｡③､由于台阶小､网络不复杂,但更应注意连结质量,确保每个台阶安全起爆｡达到设计效果｡5.2.4水平建基面及马道开挖邻近水平建基面及马道,应预留岩体保护层,初拟厚度1.5~2.0m,其保护层的实际厚度应由现场爆破试验确定,采用小炮分层爆破的开挖方法｡建基面及马道欠挖部分的处理采用液压破碎锤或人工撬挖､浅孔小药量爆破｡5.2.5城镇控制爆破区施工本标渠道石方段开挖桩号146+250处右侧为上沟村,村民住房距离石方开挖最小距离为200m,民房结构多为毛石房,根据《爆破安全规程》规定的爆破震动安全允许标准(见下表)该房屋安全允许震速为1.5cm/s｡为保证该爆破区村民的房屋财产和生命安全,爆破施工前应通过爆破震动的计算确定单响最大药量｡爆破振动试验建议由建设管理局聘请有资质的检测试验公司作为第三方,我项目部密切配合第三方做好检测试验工作;根据以往类似工程经验,爆破最大单响药量的选择通过以下公式和参数进行:V=K(Q1/3/R)a式中:R---爆源中心到建筑物的距离,m;Q---爆破的最大单响药量,kg;V---被保护建筑物的质点允许振动速度,cm/s;K---与地质条件有关的系数,本标段暂取K=80;a---振动衰减系数,本标段暂取a=1.5｡各参数的具体取值要根据爆破震动测试数据回归计算来确定｡爆破震动安全允许标准序号保护对象类别安全允许震速(cm/s)<10Hz10Hz~50Hz0Hz~100Hz1土坯房､毛石房屋0.5~1.00.7~1.21.1~1.52一般砖房､非抗震的大型砌块建筑物2.0~2.52.3~2.82.7~3.03钢筋混凝土结构房屋3.0~4.03.5~4.54.2~5.0根据现场踏勘,本标民房至爆破区的最小距离为80米,根据上表计算结果民房距爆破部位允许最大单响药量为180kg｡本标段主要采用中深孔爆破,单孔最大装药量11.34kg,该药量远小于安全最大起爆药量,可以采取中深孔爆破,但必须严格控制单响药量,施工网络严格作到七孔一响,这样最大单响药量为80kg,小于180kg｡因此靠近居民区段的渠道石方开挖采用中深孔爆破是可行的｡六､爆破安全组织机构建立爆破领导小组,全权负责协调和管理整个爆破工作｡组长:程书祥常务副组长:杨晓东副组长:李鑫吴刚陈雄游经坚组员:涂胜徐红霞易先明马玉斌王眷顾陈伟忠唐小红曹先振谢先明范其新黄明强吴运朝杨文吴运朝师清瑞七､爆破技术及安全措施7.1爆破技术措施本标段涉及石方段爆破区全长3300m,其中146+250桩号距离居房近,控制爆破区应采取如下技术措施｡⑴采用微差爆破,严格控制单段最大起爆药量,控制起爆顺序和起爆时间间隔｡⑵试验和推广多孔起爆振动小于单孔起爆振动成果,以增加一次起爆孔数,减少爆破次数｡⑶必要时可以调整孔网参数,缩短炮孔孔距和排距,降低炸药单耗｡同时采用分层､间隔和不耦合的装药结构,降低单孔装药量｡⑷严格控制爆破飞石,选择合理的孔网参数是控制飞石的基本条件,尤其要控制前排孔的实际底板抵抗线W1,根据W1大小进行装药,防止装药量过大｡⑸改变临空面方向是控制飞石对居房危害的重要手段,选择爆破安全距离最大的方向为临空面,使个别飞石按指定方向飞散到一定范围,以确保村民住房安全｡⑹做好钻孔记录,摸清不良地质的走向及位置,改变装药结构(在软弱层､风化层及裂隙处不装药或少装药)防止爆破气体沿软弱夹层冲击造成飞石事故｡⑺严格控制堵塞质量,堵塞材料用粘性土,严禁用石块堵塞,并做到分层捣实,堵塞是控制飞石的重要手段,当堵塞长度偏小时,应在孔口用砂袋盖孔以杜绝飞石产生｡⑻严格控制爆破工作程序每一轮爆破施工前,先由技术负责人编制施工设计,并在现场做好对各工序施工负责人的交底工作｡各工序施工负责人在施工中严格按此设计操作,每一道工序完毕后应履行签字手续,做到责任到人｡现场技术人员负责每一道工序的监控工作｡在钻孔与装药施工中,发现与设计不相符,工序负责人可与现场负责人及现场技术负责人讨论,确定最佳施工方案,并在爆破工作记录表的变更说明中注明｡装药工序施工前,由现场负责人对炮孔进行抽查,并认真填写“炮孔检查记录表”,如符合要求,方可进行装药,否则严禁装药｡当工序都进行完毕后,由现场负责人､安全负责人及相关人员作最后检查,确认无误后,履行签字手续｡现场负责人向警戒人员发出严格警戒指令,并鸣笛,对人员进行清场,由现场负责人向防护人员询问情况,确认安全后,由现场负责人向起爆员发出“起爆”指令,此时爆破操作人员进行起爆网络与起爆器的联结｡同时鸣笛并向警戒人员发出起爆指令｡该爆破区采用深孔梯段爆破,距周围施工场地和人口居住区水平距离较近,爆破开挖时,应设明显标志警戒牌划定爆破危险范围,最小警戒线不得小于300m,安全员､爆破员必须在现场负起全责｡⑼开挖爆破区距离民房近,施工中,为了村民的生命和财产安全,严格控制爆破四害:爆破地震波､空气冲击波､超声和飞石｡⑽控制滚石:在边坡上存在的危石,在爆破前,必须对其进行加固或处理,确认安全后方可进行爆破施工,爆破后,清理碎石及悬石时,工作人员严禁垂直作业,并且须有专业人员在场指挥｡⑾控制飞石:爆破飞石是炸药爆炸后的多余能量对石头产生作用的结果｡为控制爆破飞石,在施工中主要采用最优孔径､孔深､孔数､孔距和炸药单耗,采用合适的装药方法和起爆方式,提高炮孔的堵塞质量,以达到每个炮孔所产生的爆破能量与炮孔周围介质所需能量相等,达到微抛而无剩余能量造成飞石｡⑿严格遵守放炮时间,设置警戒线,鸣警报,人员和设备撤离到安全区,严格控制飞石,控制好爆破方向｡施工中所用炸药必须派人专人看守,炸药和雷管分开放置,并严禁在爆破区吸烟,决不允许提前放炮｡⒀清楚爆破部位的所有石渣,每个爆破孔用沙袋覆盖并用铁丝将沙袋串在一起以减少飞石｡⒁选取合理的爆破参数,炮孔堵塞避免夹杂碎石,使用粘土进行堵塞｡7.2爆破安全措施(1)开挖爆破施工前,向相关部门办理爆破准用许可手续,制定爆破安全管理措施,爆破前填写爆破申请单,经技术部门､安全部门及监理的审批签字后,方能进行爆破作业｡(2)严格按照国家爆破安全规定实施爆破作业,选择具备爆破资质的爆破队伍从事爆破作业,严禁无爆破资质的队伍单位从事爆破作业;对爆破作业人员､领料员､押运员､保管员进行培训,考试合格后持证上岗｡(3)施工前进行爆破设计,并进行爆破试验,选择爆破材料和合理的爆破参数,每次爆破必须经技术负责人审查批准后实施,爆破前指定爆破技术员或有经验的爆破工进行仔细检查,防止发生意外事故｡(4)严格爆破的安全警戒管理,按照爆破规程要求设置爆破警戒区和报警系统,并组成专业爆破警戒队伍,警戒人员统一佩戴警戒袖标,防止人员在放炮时进入爆破警戒区;当与其他标段同时施工时,由现场监理统一爆破作业的时间,统一警戒区域,统一警报信号｡①旗号,每次进入爆破作业前,在爆破区附近和警戒边界固定高点立杆放出醒目大红旗,标明有炮放,即将进入爆破作业,爆区内施工机械和与爆破作业无关人员,开始撤离爆区｡②爆破信号ⅰ预告信号:间隔鸣三次长声,即鸣30s､停､鸣30s､停､鸣30s｡此时现场停止作业,人员迅速撤离;ⅱ准备信号:在预告信号20min后发布,间隔鸣一长､一短三次,即鸣20s､鸣10s､停､鸣20s､鸣10s､停､鸣20s､鸣10s;ⅲ起爆信号:准备信号10min后发出,连续三短声,即鸣10s､停､鸣10s､停､鸣10s;ⅳ解除信号:放炮后20min;爆破安全检查人员方可进入现场进行检查｡确认安全后,由爆破作业负责人通知报警房发出解除信号:一次长声,鸣60s｡(5)爆破器材加工符合《爆破安全规程》的有关规定,并注意与相邻作业面的关系,做到随加工随用｡(6)对实施电引爆的作业区,采用必要的特殊安全装置,防止暴风雨时的大气或邻近电气设备放电的影响｡特殊安全装置经过试验证明其确保安全可靠时方可使用,试验报告经监理人审批｡(7)选择具有代表性的部位,进行爆破试验,合理确定爆破参数,防止爆破飞石飞到警戒区以外,并尽可能减少爆破振动对临近建筑物施工安全的影响｡(8)加强对爆破材料使用的监管,对爆破材料的入库､领用､现场使用以及每次爆破后剩余材料的退库等专人进行监管和清点登记,防止爆破材料丢失;严禁人员与火工材料同车运输､炸药与雷管同车混装,雷管放至专用的防爆箱内,保证爆破材料在运输过程中的安全｡(9)现场爆破施工中,严禁使用火雷管爆破,应采用电雷管启爆｡在电雷管使用过程中,因人体静电是电雷管静电危害的最主要､最经常和最危险因素,所以必须做好防静电工作｡如禁止穿尼龙､化纤等易产生静电的服装等｡(10)爆区内严禁抽烟或明火｡(11)做好火工材料的管理,严防丢失或被盗｡(12)其它未尽事宜,均严格按《爆破安全规程》(GB6722—2003)和从2006年9月1日实施的《民用爆破器材管理条例》执行｡(13)安民告示根据当地政府和公安部门规定,按照设计要求张贴安民告示,做好警戒点的布置工作,将警戒信号､警戒范围､警戒时间､爆破安全规定公布于众,并在爆破危险区边界设置明显标识,警戒范围300m｡八､质量保证措施8.1爆破质量控制措施⑴做好预裂爆破试验和保护层一次爆除的光面爆破试验,获取合理的爆破参数,经监理审批后执行,并视地质情况调整｡严格控制单孔药量及一次起爆药量｡⑵采用水准仪配以铅锤控制预裂孔钻孔角度,确保预裂孔钻孔质量｡⑶严格按设计装药结构进行预裂孔的装药｡⑷每次预裂或光面爆破后,首先检查表面是否形成一定宽度的连续裂缝,梯段爆破并挖运完成后,再检查预裂面或光面爆破开挖面是否受到破坏,残孔率和岩面平整度是否达到规范要求,为进一步优化预裂爆破参数提供依据｡⑸实施严格的过程控制｡对各类爆破的验孔､装药､网络连结等主要工序均实施三检,签证后方能进入下道工序,终检合格签发“爆破证”方能起爆｡8.2土石方开挖施工质量控制措施⑴开挖前准确测定开挖区开口线,并以转折点为准每隔1~2m插杆明示,确保边坡开口定位准确｡⑵优先施工边坡开挖区周围排水设施,并按质量要求进行检查,经监理人复查确认达到安全标准后,才能开始边坡开挖｡⑶开工前认真做好爆破方案设计和控制爆破的参数设计,并通过开挖专项爆破试验和实践不断优化爆破方案和爆破参数,以达到最佳爆破设计,保证爆破作业对坡面的振动影响减小到最低程度｡⑷钻孔严格按照设计钻爆图施工,各钻手分区､分部位定人定位施钻,每排炮由值班工程师按作业指导书的要求进行检查｡周边孔偏差不得大于5cm,爆破孔偏差不得大于10cm｡⑸石方边坡采用预裂爆破,对设计边坡面用潜孔钻造孔,超前于主爆区进行预裂爆破,为保证建基面的平整度,欠挖部分的处理采用液压破碎锤或人工撬挖､浅孔小药量爆破｡