石方膨胀剂预裂施工方案

新建厦门前场铁路大型货场工程JXK2+930〜JXK3+060石方开挖

膨胀剂预裂施工方案编制：审核：审批：中铁十七局集团

新建厦门前场铁路大型货场工程QCSG标段项目经理部

二。一四年七月一、编制依据及原则（一）编制依据..（二）编制原则..错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。工程概况错误!未定义书签。工程概况三、施工总体安排错误!未定义书签。四、施工组织安排错误!未定义书签。（一）、人员安排错误!未定义书签。（二）、物资、设备安排表错误!未定义书签。（三）、工期计划安排错误!未定义书签。五、膨胀剂法石方开挖施工方案错误!未定义书签。（一）、膨胀剂预裂的工艺原理错误!未定义书签。（二）、工艺流程错误!未定义书签。（三）、膨胀剂选择错误!未定义书签。（四）、施工方法错误!未定义书签。六、质量控制措施错误!未定义书签。（一）、膨胀剂的质量控制错误!未定义书签。（二）、钻孔质量控制错误!未定义书签。（三）、装药的质量控制错误!未定义书签。（四）、药剂反应时间的控制错误!未定义书签。七、安全保证措施错误!未定义书签。（一）、建立安全组织机构错误!未定义书签。（二）、制定安全管理制度错误!未定义书签。（三）、膨胀剂预裂施工过程安全措施错误!未定义书签。（四）、用电安全措施错误!未定义书签。（五）、施工机具安全措施错误!未定义书签。（六）雨季施工防洪安全措施错误!未定义书签。（七）、临近既有线石方开挖安全措施错误!未定义书签。（八）、临近营业线施工注意事项：错误!未定义书签。（九）、安全应急预案错误!未定义书签。八、环保措施错误!未定义书签。JXK2+930〜JXK3+060石方

膨胀剂预裂施工方案一、编制依据及原则（一）编制依据1、国家、铁道部和地方政府的有关政策、法规和条例、规定；2、《铁路安全管理条例》（2013年9月第一版）；3、《铁路营业线施工安全管理办法》（铁运[2012]280号）；4、《南昌铁路局营业线施工及安全管理细则》（南铁运发[2012]610号）；5、《前场铁路大型货场站场施工图》（第二册）（图号：前场货场施站-01）;6、《中华人民共和国建材行业标准》（膨胀剂）JC506-2008；7、现场调查资料。8、站变【2014】001号、站变【2014】002号会议纪要。（二）编制原则1、坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的安全方针，施工时必须确保营业线运行安全。2、制定切合施工现场石方挖除方案。3、合理配置生产要素，优化施工平面布置，减少工程消耗，降低生产成本。4、有效合理的施工方法，减少环境污染。二、工程概况本工程石方膨胀剂预裂货场里程位于JXK2+930〜JXK3+060临近既有线2〜105米范围内，长约130m,宽度约105米。厦深铁路线里程为：K1122+035〜K1122+165。该区域石方为（17-2）W2黑云母花岗岩微风化层。石方开挖高度最高约米，石方较完整，颜色呈深青色,石质较硬，开挖的难度大。原设计采用控制爆破方式进行石方开挖施

工，根据站变【2014】001号、站变【2014】002号会议纪要，石万开挖变更为膨胀剂预裂施工方式开挖。施工现场平面图及地貌现状见图1、图2、图3、图4、图5、注：旗蛇酬为aw注：旗蛇酬为aw3、石方刑抠坂为蓝色方枢僮置施工现场平面示意图图2施工现场照片一图3施工现场照片二图4石方开挖施工现场照片三图5施工现场照片四三、施工总体安排经项目部对周边类似工程考察，结合现场实际情况，并经具备相关工程施工经验的专业队伍现场实际勘察后。根据站变【2014】001号、站变【2014】002号会议纪要，石方开挖采用膨胀剂预裂施工方式开挖，即石方开挖施工时先采用膨胀剂预裂石方，再采用破碎机或人工对石方进行分解，最后使用挖掘机配合运输车辆将分解石方装车外运。施工工期为90天。四、施工组织安排（―）、人员安排表1施工人员安排表序号工种人数备注1防护员、驻站联络员2满足施工需要2施工负责人13工人104机械操作手4（二）、物资、设备安排表表2静态爆破物资用表序号名称单位数量备注

1膨胀剂Kg若干膨胀剂型号SCA-II2常温自来水L若干表3静态爆破石方开挖设备表序号名称规格单位数量1空压机（潜孔钻机用）3m3台22凿岩机（炮头机）SKQ20-Y28台根据现场作业面情况定3全站仪套14水准仪套15盛水桶个46拌和盆个67捅棍根68防护眼镜个若干9防护手套副若干10电子秤台211BA-A-量同个4（三）、工期计划安排现场具体开工日期以现场能实际施工的日期为准。表4施工计划安排表序号名称时间（天）备注1施工准备52石方开挖703清渣154合计90五、膨胀剂法石方开挖施工方案膨胀剂预裂是利用膨胀剂加适量水调成流动状浆体，直接装入炮孔中，经水化后，产生巨大膨胀压力将岩石胀裂，施工破碎时无震动、声响、烟尘、飞石，安全性较高。膨胀剂是一种含有铝、镁等元素的无机盐粉末剂，不属于危险品，无公害，可按普通货物进行运输和储存，在购买、运输和保管中无任何限制。适用于不方便利用炸药爆破拆除的工程以及岩石破碎工程，它是控制爆破的发展与补充，是可控的破碎施工。（一）、膨胀剂预裂的工艺原理人工造孔后，在膨胀剂的作用下使岩石涨裂、产生裂缝，再使用冲击锤或风镐解小、破除，从而达到开挖的目的。膨胀剂的破碎机理：膨胀剂是以特殊硅酸盐、氧化钙为主要原料，配合其他有机、无机添加剂而制成的粉末状物质，典型的化学反应式为：CaO+%OTCa（OH）2+X104J当氧化钙变成氢氧化钙时，其晶体结构发生变化，会引起晶体体积的膨胀。根据测定，在自由膨胀的前提下，反应后的体积可增长3至4倍，其表面积也增大近100倍，同时每摩尔还释放出X104J的热量。如果将它注入炮孔内，这种膨胀受到孔壁的约束，压力可上升到50Mpa，介质在这种压力作用下会产生径向压缩应力和切向的拉伸应力。（二）、工艺流程膨胀剂预裂施工工艺流程图如下：图6膨胀剂预裂施工工艺流程图（三）、膨胀剂选择根据无声膨胀剂建材行业标准，膨胀剂的选用与当地的气温有关，厦门秋季目前的气温为25°C〜40°C,故选用SCA-I膨胀剂，详见下表-膨胀剂使用温度表。表5膨胀剂使用温度表膨胀剂型号使用温度SCA-I25C〜40CSCA-1110°C〜30°CSCA-III-5°C〜15°C（四）、施工方法1、施工准备对于岩石破碎在施工前需要了解岩石性质、节理、走向及地下水情况。膨胀剂等的原材料应具有质量合格证，潜孔钻机等机械及设备状态良好。施工现场测设出实施膨胀剂预裂的的准确范围，石方开挖标高至既有铁路线路基标高。施工前，用风镐、挖掘机清除边坡上松散的孤石、破碎岩石及土方，防止在石方破碎时边坡不稳定，防护不到，松散石块滑落滚入既有线铁路，破坏铁路设备。施工时，先开挖上部，再逐级开挖至底部。2、设计布眼布眼前首先要确定至少有一个以上临空面，钻孔方向应尽可能做到与临空面平行，临空面（自由面）越多，单位破石量越大，效果也更好。预裂岩石时同一排钻孔应尽可能保持在一个平面上。孔距与排距的大小根据岩石的硬度程度调整，硬度越大时，孔距与排距越小，反之则大。孔距与排距布置参照下表。表6孔距与排距简易布置表岩石硬度F=4F=6F=8F=12备注孔距（cm）50〜100403020排距（cm）80504030

孔距暂定为20〜40cm。实际的孔距与排距，可根据实际施工情况进行调整。图7布孔简图1排距30-80cm图8布孔简图23、测量定位施工前，孔距与排距进行现场布眼，并用红漆做好标记，实际孔距与排拒已现场实际施工情况调整为准。4、钻孔钻孔直径与破碎效果有直接关系，钻孔过小，不利于药剂充分发挥效力；钻孔太大，易冲孔。孔径一般在32-50mm之间，因目前。42mm钻头常用，本项目拟采用采用$42mm钻头钻孔。钻孔深度为目标破碎体的85%至105%。经现场勘查，施工段为大体积需要分步破碎的岩石，钻孔深度可根据施工要求选择，临空面(自由面)高度选择，一般在至米较好，装药深度为孔深的100%,本项目拟选择钻孔深度为米，具体钻孔深度示膨胀剂破碎效果调整。5、装药表7膨胀剂布孔设计参考表破碎目标孔深：L相邻孔距a(cm)排距：b(cm)孔径：d(mm)使用量(kg/m3)低硬度岩石40〜100〜a40〜508〜10中硬度岩石30〜40〜a40〜6510〜15坚硬花岗岩石20〜4030〜8040〜6510〜15备注：H为被破碎物计划高度。SCA膨胀剂，一般水灰比为〜，即每袋(重5kg)膨胀剂，加水〜。拌制时，先将定量膨胀剂倒入塑料容器内，然后缓缓加入定量水，用机械或手工拌成具有流动性的均匀浆体备用。要求拌匀，拌和时间最多不超过3min。采用分三小组同时灌装的方式，每小组由主副两名灌装手组成。取药搅拌时，主灌装手负责灌装进孔，副灌装手负责捅紧捣实。各小组采用“同步操作，少拌勤装”的方式，即：每组施工工人在每次操作循环过程中负责装孔的孔数不能过多。每次拌药量不能超过实际能够完成的工作量。工人们在取药、加水、拌和、灌装过程中应基本保持同步。这样，可以让每个钻孔内的最大膨胀压能够基本保持同期出现，有利于岩石的破碎。装药堵塞1h后，岩石刚裂缝后，可向裂缝中加水，以支持药剂持续反应，加水后效果明显，裂缝加大。春、夏、秋季浇冷水；冬季宜采取保温措施并浇温水，以加速水化反应，增大裂缝。一般经24h后，方可清渣，但也可为岩石涨裂后无药效反应时也可开始清渣。每次装填药剂，都要观察确定岩石孔壁、药剂、拌和水、搅拌桶的温度是不是符合要求。灌装过程中，已经发烫和开始冒气的药剂不允许装入孔内。从药剂加入拌和水到灌装结束，这个过程的时间不应该超过10分钟，时间过长，将明显降低流动度和破碎效果。如流动度丧失，不可继续加水拌和使用。不在冬季，切勿用热水拌合。所有钻孔的装料时间最好不超过30分钟，为了降低膨胀剂装满孔后“冲孔或喷孔”的机率，夏天时尽量避开高温时装孔，尽量避开“被破碎物自身温度高”时装孔（建议最好在早晨时装孔）。操作时应注意观察装填孔，发现有气体冒出有“嘶嘶”声时，喷孔可能立刻就要发生，要立即停止装药。位于地下水以下的钻孔装药需先将套筒插入钻孔内，然后往套筒内装药，从而使药剂发挥最大的效力。6、药剂反应、清渣药剂反应的快慢与温度有直接的关系，温度越高，反应时间越快，反之则慢。气温较低，药剂反应时间会延长，反应时间太长会给施工带来不便。拌和水温可根据实际适当提高，但最高不可超过40°C,否则可能冲孔。初始反应时间一般控制在30分钟内为较好，条件较好的施工现场可根据实际缩短反应时间，以利于施工。药剂反应时间过快易发生冲孔伤人事故，可使用延缓反应时间的抑制剂。目前厦门处于夏季，目前的气温在23°C〜35°C,温度适宜，现场实际可直接采用常温自来水施工。预裂后的石方采用破碎机或人工对石方进行分解，最后使用挖掘机配合运输车辆将分解石方装车外运。六、质量控制措施（一）、膨胀剂的质量控制对进场材料必须进行检验，确保其符合JC506-92《无声膨胀剂》强制性行业标准，不合格产品不得使用。本工程计划使用质量优良的静爆剂以取得更好的效果。（二）、钻孔质量控制根据调查情况，编写实施性施工方案，按方案中的设计孔位布置图测量放线，严格控制孔深、角度等技术参数。钻孔直径宜采用直径42mm。孔距与排距的大小与岩石的硬度有关，孔距与排距越小，反之则大。根据此原则结合现场试验进行孔距与排距的调整。（三）、装药的质量控制因厦门秋季气温在25摄氏度至40摄氏度附近，故选用膨胀剂型号SCA-Io禁止边打孔边装药，打孔要一次完成，装药要一次完成。禁止打完孔后立即装药，装药前应用高压风将孔清洗完成后，待孔壁温度降到常温后方可装药。灌装过程中，已经开始发生化学反应的药剂不允许装入孔内。（四）、药剂反应时间的控制药剂反应时间一般控制在30至60分钟，控制参数可根据现场的施工条件测定相关的施工参数。七、安全保证措施（一）、建立安全组织机构针对本工程，我项目部成立土石方安全生产领导小组，由项目经理（党工委书记）任组长，同时作为安全生产第一责任人。安全保障部为专职安全管理部门，负责本标段日常安全生产措施的制订、落实、指导、检查和监督，下设专职安全员。各施工队设安全生产小分组，由各施工队队长任小分组组长，小分组下设专职安全员。建立健全安全生产组织，监督施工中安全生产，实施施工过程中安全管理职能。（二）、制定安全管理制度1、项目经理部要认真贯彻和组织实施我项目部制定的有关安全生产的检查制度、验收制度、事故报告制度及其它安全管理制度。2、现场配备专职安全监督员，负责监督安全工作，并及时反馈和解决施工生产中存在的安全问题。3、认真做好安全教育和安全技术交底。4、施工现场挂安全标语，放置安全标牌以及安全管理栏，形成“安全第一，预防为主，综合治理”的人人重视安全的氛围。5、认真贯彻执行《职工安全生产中自我防护的五项权利》的规定，工会和安全部门要定期组织抽查贯彻执行效果。6、要坚持安全生产例会制度，开展安全生产竞赛活动，加强班组安全自检，组织安全评比，总结经验，消除隐患。（三）、膨胀剂预裂施工过程安全措施1、膨胀剂预裂作业期间，严格控制施工范围内进入人员，非作业人员不得进入施工范围。作业人员必须配戴防护用品方可进行操作。膨胀剂预裂比较容易产生的安全事故是冲孔现象，冲孔现象产生大致有以下几种原因：（1）、操作不当，药剂已经开始发生反应后仍然继续灌装，装填不密实有空气隔层。（2）、温度控制不当。气温高时，拌和水、药剂、钻孔孔壁温度控制不当，抑制剂药量不够，致使药剂反应过快。（3）、布孔设计不当。孔距及抵抗线过大、孔壁光滑等。（4）、钻头选用不当。钻孔直径过大。冲孔时药剂温度高，具有腐蚀性，冲入眼内会对角膜造成损伤，因此作业人员必须戴防尘、防冲击护目镜。在药剂灌入钻孔到岩石开裂前，不得将面部直接近距离面对已灌装钻孔，药剂灌装完毕后，盖好麻袋或棕垫，远离钻孔，观察裂隙发展情况时应更加小心。另外工地应准备好清水和毛巾，药剂冲孔时溅入眼内或皮肤上应立即清洗，严重者马上送往医院。2、在相邻两孔之间，严禁钻孔与注入膨胀剂同步进行。3、静力破碎时，发生异常情况时必须停止作业，待查明原因并采取相应措施确保安全后，方可继续施工。4、在破碎过程中需要改变反应时间时，必须依照规定加入抑制剂或触发剂，并按要求配制使用，严禁擅自加入其它任何化学物品。5、严禁将膨胀剂加入水后装入小口容器内。6、刚钻完孔或刚冲孔的钻孔，孑L壁温度较高。应确保温度正常符合要求并清洗干净后才能继续装药。7、膨胀剂在运输和储存过程中应防潮，开封后应立即使用。如一次未使用完，应立即扎紧袋口，需用时开封。膨胀剂严禁与其它材料混放。8、使用膨胀剂前确保操作人员对说明书已仔细阅读并理解。9、施工全过程现场设防护员一名，勘验石质边坡稳定性，有无石块不稳固，威胁既有铁路安全。10、施工全过程安排驻站联络员一名。（四）、用电安全措施1、电工持证上岗，无证人员禁止动用用电设备，电动机机械应由专职人员负责操作，特种机械，设机长专门管理。2、用电照明必须架空，并用漏电保护器。？3、电机设备必须经常进行检查维修，发现故障必须及时排除，所有电器设备禁止带病运转。？4、现场施工人员施工时，必须带上绝缘手套，穿绝缘胶鞋。（五）、施工机具安全措施1、施工机具严格实行“一机、一闸、一漏、一箱”，并作保护接零或接地。2、各施工机具的传动部位必须加防护罩。？3、做好各种施工机具的防雨工作，并定期对机具进行检修。？4、各种施工机具经有关部门验收合格后，方能使用。？5、机械运转时，如发现不正常情况，必须查明原因，及时排除，以防事故发生。6、机械运转时，不得进行拆卸和检修工作。？7、所有机械不准超负荷工作（六）雨季施工防洪安全措施1、成立防汛领导小组，建立雨季值班制度。在雨季来临之前，建立雨季施工领导小组，责任到人，分片包保。在雨季施工期间定期检查，严格雨季施工“雨前、雨中、雨后”三检制，对发现的问题及时整改。2、成立防洪抢险突击队，平时施工作业，雨时防汛抢险。每个施工现场均要备足防汛器材、物资，包括雨衣、雨鞋、铁锹、草袋、水泵等，做到人员设备齐整、措施有力、落实到位，防洪抢险专用物资任何人不得随意调用。3、与当地气象、水文部门加强联系，及时获得准确气象预报，掌握汛情，以便合理地安排和指导施工。同时制定现场雨季值班表，建立雨季值班制度，设专人每天收听气象预报，做好记录，有暴雨或大暴雨天气情况，及时通知，值班人员提前作好应急准备。专人负责协调与周边部门、企事业单位的防汛事宜，做到既有分工，又有合作，保证及时排水，减少损失。4、在雨季施工时，施工现场应及时排除积水，加大对施工现场的检查力度。对处于洪水可能淹没地带的机械设备、材料等应做好防范措施，施工人员要做好安全撤离的准备。长时间在雨季中作业的工程，应根据条件搭设防雨棚。施工中遇有暴风雨应暂停施工。5、雨季进行作业严格执行施工规范要求。6、加强对既有线路基观测及安全巡视。7、现场中、小型设备必须按规定加防雨罩或搭防雨棚，机电设备要安装好接地安全装置，机动电闸箱的漏电保护装置安全可靠；施工电缆、电线尽量埋入地下，外露的电杆、电线采取可靠的固定措施；雨季前对现场设备作绝缘检测。8、对停用的机械设备以及水泥等材料采取遮雨、防潮措施，现场物资的存放台等均应垫高，防止雨水浸泡。9、加强对临时施工便道维护与整修，确保其路面平整、无坑洼、无积水。10、雨季时派专人在危险地段值班，重点加强既有线稳定观测，并派专人对施工区域排水系统进行检查和清理，确保排水系统排水通畅。（七）、临近既有线石方开挖安全措施1、石方开挖时，严格按照技术交底的要求进行开挖，并及时进行削坡，以防边坡坍塌；2、机械开挖时，要组织好机械施工开挖顺序，多台机械同时作业时，要保持一定的安全操作距离；3、多台挖掘机在同一作业面机械开挖，挖掘机间距应大于20m；多台挖掘机在不同台阶同时开挖，验算边坡稳定，上下台阶挖掘机前后应相距30m以上，挖掘机离下部边坡有一定的安全距离，以防造成翻车事故。4、机械不得在输电线路和线路一侧工作，不论任何情况下，机械的任何部位与架空输电线路的最近距离应符合安全操作规程要求（根据现场进输电线路的电压等级确定）。5、夜间作业，机上及工作地点必须有充足的照明设施，在危险地段应设置明显的警示标志和护栏。（八）、临近营业线施工注意事项：1、要严格执行铁路安全生产各项规章制度。对施工前超范围准备、施工中挖断电缆线、作业车辆溜逸、机械和料具侵线、使用封联线和违章使用手摇把等危及行车安全的问题，要制度管理制度，坚决杜绝此类问题发生。施工料具要集中管理，必要时派人看守。对影响行车的各个环节，必须加强管理，落实措施，严密防范，确保行车安全。2、参加营业线施工的劳务工必须由具有带班资格的正式职工（即带班人员）带领，不准劳务工单独上道作业。施工前要对劳务工进行施工安全培训、法制教育和日常管理；要先培训，培训合格后方可上岗。3、切实加强雨季施工安全工作。施工中必须保持营业线排水系统的畅通，对可能影响营业线路基、桥涵等设施设备稳定的任何作业，必须有足够可靠的安全防护措施，做到防患于未然。4、驻站联络员和工地防护员必须经过营业线施工安全培训，持

证上岗。施工期间，驻站联络员和工地防护员要通过电话进行联系,掌营业线列车运行和现场施工状况，保证通讯畅通。5、工地防护员除按规定配备相关安全防护备品外，现场配备信号旗。工地防护员必须熟练掌握应急处理措施，出现险情时要严格按照“