1、复杂环境爆破施工设计方案白泥村（杭瑞高速南侧）破碎山体排危生态修复工程爆破设计施工组织方案设计：校核：批准：设计单位：六盘水华安爆破工程XX2017.12第一部分：爆破设计一、工程概况：白泥村（杭瑞高速南侧）破碎山体排危生态修复工程位于六盘水市钟山经济开发区白泥村，杭瑞高速南侧，周围有村寨、高速服务区，建筑物多为非抗震建筑，整体刚度极差，杭瑞高速由爆破区域北侧经过，正常情况下车流量较密，东侧杭瑞高速水城服务区随时都有车辆进入停靠休息、加油，南侧玉马线人流车流量也比较密集；开挖方量85万立方米，工期约一年。1周围环境：爆区紧邻杭瑞高速和玉马线，南偏西8.6米为玉马线，西405米为白泥村，455米
2、为白泥村小学，北偏西223米为农村集中居住区，209米为零散住户，北9.35米为杭瑞高速，96米为零散住户，北偏东146米为零散住户，东北305米为农村集中居住区，东偏北733为农村集中居住区，东5.1米为进入杭瑞高速水城服务区匝道，63米为杭瑞高速水城服务区综合服务区，134米为杭瑞高速水城服务区加油站。 图1.周围环境图表1 北爆破区四邻距离表方位地面、地下或空中距离（m）保护对象南偏西地面8.6玉马线西地面405白泥村西地面455白泥村小学北偏西地面223农村集中居住区北偏西地面209零散住户北地面9.35杭瑞高速北地面96零散住户北偏东地面146零散住户东北地面305农村集中居住区东偏
3、北地面733农村集中居住区东地面5.1进入杭瑞高速水城服务区匝道东地面63杭瑞高速水城服务区综合服务区东地面134杭瑞高速水城服务区加油站2地形、地貌、地质结构及工程量计算该项目位于六盘水市钟山经济开发区白泥土村杭瑞高速和玉马线之间。周围多为中低山峰，沟壑纵横，植被较为丰富， 工程岩体主要为普通石灰石，岩石为薄-中厚层状结构，局部出露灰黑色页岩。爆破区域大部分基岩有0.5至1米的四纪坡顶土覆盖，本工程地形较陡，周围全是陡坡与绝坡，岩体总体稳固，裂隙、节理中等发育，偶有局部岩石岩溶，局部有大小不一的节理、裂隙及小断层造成的松散岩体。 表2 爆区地形、地貌、地质条件及工程量表位 置六盘水市钟山经济
4、开发区白泥村节理裂隙 发育地 势 南高北低中部隆起地下水 岩石裂隙渗透水面积m342000坚固系数f 68自由面（个）23极限抗压强度 6080(Mpa)岩石种类石灰岩工程量m 约85万m3气象/水文地质地表水多为冲沟水，受季节影响较大，雨季较丰富，局部丰富，地下水多为岩石裂隙渗透水。4设计原则及安全要求（1）有利于施工作业安全和确保周围被保护对象的安全；(2）、选择参数合理，确保工程质量，提高爆破效果。(3）、有利于降低成本消耗；(4）、爆碴符合该工程工程用途要求，确保破碎度和获得率；(5)、爆破的质量应满足合同技术文件和有关规X的质量标准要求；(6)、控制爆破地震效应，爆破个别飞散物对周围
5、环境安全不造成影响；(7)、该工程时间紧任务重应选择浅孔与深孔相结合的低台阶钻孔控制爆破技术。5设计依据（1）、与建设方签订的爆破施工合同以及该工程的设计技术资料；（2）、爆破安全规程GB:6722-2014；(3)、爆破设计手册汪旭光主编；(4)、我单位技术人员对爆破施工现场实地勘察报告书；(5).我单位长期从事的类似工程施工所积累的经验，现有的施工设备和相关的管理水平。(6).地方性法律法规；(7)、当地民用爆炸物品的实际供应条件以及我单位技术及人员实际储备情况。二、爆破技术方案：由于周围环境特别复杂，周围环境对爆破安全的影响、爆破对周围环境安全的影响特别突出，爆破施工时要特别注重对爆破振
6、动、爆破个别飞散物、爆破灰尘、爆破噪音对周围环境的影响，所以在爆破施工中采用：由内向外、表面分片、层中分段，多个工作面循环施工，浅孔与深孔相结合的纵向切割控制爆破施工方案；为了避免爆破震动以及个别飞散物对周围环境造成安全影响，使爆破后的岩石运动方向与杭瑞高速水城服务区相切，与杭瑞高速向背，斜朝向玉马线，加强填塞质量和填塞长度，同时对爆破体表面采取覆盖防护；为了预防爆破后个别飞散物和滚石对杭瑞高速以及杭瑞高速水城服务区造成影响，在其临近处预留5米隔墙并架设钢管阻挡排架，排架上挂竹排用铁丝绑扎牢固，在排架根部敷设高不低于1.5米，顶宽不低于1.0米的沙袋墙，沙袋墙前方排放汽车轮胎，以缓冲个别滚石对
7、阻挡排架的撞击力（详细见安全防护措施）；对超过层高低于5米的以及预留隔墙采用浅孔孔爆破施工，爆破层高取56米，采用深孔爆破施工，爆破施工层高不得超过6米，对层高超过6米采用分层爆破，炸药选用低爆速硝铵炸药，装药结构选用连续装药结构；为了防止爆破噪音对周围环境的影响，所有地表传爆雷管都用泥沙掩盖，为了防止爆破灰尘对周环境的影响，爆破时对爆破体表面洒水或者采用水压爆破；由于周围环境特别复杂，为了降低爆破振动对周围环境的影响，所以钻机选用Y-20型手持式凿岩机和HCR-C180潜孔钻机，钻孔直径为：浅孔40mm,深孔为76mm，炸药选用32乳化炸药和膨化硝铵炸药，雷管选用塑料导爆管雷管，起爆网络选用
8、“V”型起爆网络，结合微差挤压近抛掷爆破技术、调整爆破开挖顺序和爆破方向，改善爆破效果；这种施工方案工作面钻孔爆破效率高，岩石集中抛掷碰撞，改善了岩石破碎效果，浅孔与深孔爆破施工可同时展开，能充分发挥凿岩设备的能力，二次破碎少，同时又便于排碴和管理，缩短了爆破施工的日期、同时能够有效地控制爆破飞石的产生以及爆破振动的质点峰值。对于个别块体较大的不合格岩块采用液压破碎锤解小。 每次最大使用炸药量不超过500kg，按照爆破安全规程GB6722-2014规定周围环境复杂提高一个管理级别，所以本爆破施工工程项目管理级别为C级。三、爆破技术设计：（爆破参数布孔图，装药结构图）1浅孔爆破设计用手持式气压凿
9、岩机作业，孔径取40mm。开挖高度为1.0 m，浅眼爆破参数的选取：（1）：底盘抵抗线（W1）可采用下式计算：W1 =（0.41.0）H式中：H台阶高度，1.0m计算得：W1= 0.401.0m根据经验和实践，取W1=0.7 m（2）：炮孔深度和超深炮孔超深：h=（0.100.15）H式中：L炮孔深度，m；H分层（台阶）高度，m；h超深，m。计算的：h=(0.100.15)m；取h=0.1 m炮孔长度：L= 1.0+0.1= 1.1 m（3）：孔距（a）和排距（b）孔距按下式计算：a=（1.02.0）W1= 0.71.4 m,取a=1.0m排距按下式计算：b=（0.81.0）W1=0.8 1.
10、0 m，取b= 1.0m 。（4）：单位炸药消耗量（q）该工程爆破岩石若为中硬岩层，根据经验，浅孔松动爆时其单位炸药消耗量q可取0.52kg/m3。上述各参数实际合理的数值，还应进一步在工程初期的实践中通过试爆而确定具体数值。（5）：单孔装药量Q=qaW1H=0.364 kg，实取Q=0.4kg（6）：填塞长度L2填=（0.71.0）W1= 0.490.7 m，根据计算可知，选取的参数经计算能满足填塞的要求，根据爆破工程经验填塞物可钻孔岩屑或炮泥填塞捣实故填塞长度取0.7m，。表3浅孔爆破参数计算表参数孔径（mm）台阶高H度(m)超深h(m)孔深L(m)抵抗线W(m)孔距a(m）排距b（m）装
11、药量Q（kg)填塞长度L2(m)1401.00.11.10.71.00.40.72401.90.22.101.01.01.01.01.13402.702.71.01.01.01.61.14403.503.51.01.01.02.01.55404041.01.01.02.31.76404.504.51.01.01.02.61.92深孔爆破设计(1)、孔径 根据目前常规钻孔规律，结合爆破危害效应控制，选择潜孔钻机，钻孔直径D=76mm为宜。(2)、孔深与超深孔深由台阶高度和超深确定。本设计台阶高度H为5m。超深h一般为0.53.6m，根据类似施工经验取0.5m。主炮孔孔深为L=h+H 式中 H台阶
12、高度，m；h超深，m；L炮孔深度，m。主炮孔深度：L=H（现场自然标高与设计底标高差）+0.5L=5+0.5=5.5m(3)、底盘抵抗线（W1），底盘抵抗线的选取主要依据台阶高度、矿岩性质、炮孔直径及钻机的安全条件等全面衡量。底盘抵抗线选取过大，易出大块、根底；选取过小，不仅增加钻孔工作量，而且过多消耗炸药，在经济上是不合理的。当前底盘抵抗线还没有完善的优化计算方法，主要靠经验选取。按设备的安全条件 通常参考里哈特介绍的计算方法，选用W1值，即 W1=（2040）D 式中： D炮孔直径 （2040）系数，根据实际爆破效果确定W1值。 本设计取W1=2.0m(4）炮孔间距（a），a =（1.01
13、.5）W1= 2.03.0m 实取：a =2.4m（5）炮孔排距（b），b =(0.81.0)W1=1.62.0m 实取：b =2.0m(6）单孔装药量（Q）， Q = qaW1H =10kg ，式中：q 单位炸药消耗量，（kg/m3）；单位耗药量q的值与岩石性质、炸药性质、自由面条件、炮孔直径、孔深、孔向、孔倾角、地质构造等多种因素相关，由于爆破条件多变，炸药爆轰反应及岩石破碎过程的复杂性至今尚无完善的理论计算方法。人们长期实践积累经验建立的经验公式，基本上是体积公式，它的基本原理是装药量与岩石对爆破作用成正比，这种抵抗力主要是重力作用，各种经验公式的适用X围存在局限性，对于新进入开挖爆破的
14、区域，合理的单耗q值应从现场爆破试验中取得。单位耗药量q的确定方法初期试验，参考条件相似的经验公式、经验数据；参考国家有关消耗定额；结合实际爆破施工进行试验爆破，根据爆破效果，进行合理调整参数获得合理的q值；爆破施工过程，同一爆区、同一种岩石，风化程度不同，孔位、孔向与构造节理分布不同、自由面的条件及孔网参数不同，取得同一要求的爆破效果q值不完全相同，需在爆破施工中不断总结调整，才能取得合理采用q值的效果。 确定q值有关经验公式与经验数据经验公式兰格弗尔在花岗岩中用狄纳特35%的NG炸药，垂直梯段爆破的经验公式q=70/W1+350+4W1计算得q=0.46kg/m3 ,式中q炸药单耗（kg/
15、m3） W1最小抵抗线（m） 本设计取 q0.4kg/m3参照爆破工程手册 表4 单位炸药消耗量表岩石坚固系数f0.8-2.03-4568-1010-1212-1414-16q/m30.40.450.500.550.610.670.740.81表5 深孔爆破参数 高度H（m）参数56炮孔直径D（mm）7676底盘抵抗线W(m)2.02.2炮孔超深(m)0.50.5炮孔深度(m)5.56.5装药长度L1(m)3.02.8填塞长度L2(m)2.52.5每米炮孔装药量q1(kg/m)3.33.3单孔装药量Q(kg)1013.2炸药单耗q(kg/m)0.40.4炮孔间距a(m)2.52.5炮孔排距b(
16、m)2.02.2(7）堵塞长度L1：良好的堵塞长度，由利于提高爆破效果；L1过短易造成爆生膨胀气体过早逸出，出现冲孔，岩石飞散失控；L1过长，孔口堵塞段易出现大块石，增加二次爆破消耗，梯段爆破常用L1值为：L1=（0.81.0）W1或 L1=（2030）D 式中 D钻孔直径计算得：L1=1.62.0ms实际取L1=2.5米（8）延期起爆时差：对石碴爆破为了利于提高破碎度，一般采用 t=2525ms。对于有爆破地震效应控制要求的爆破。为了使质点振动速度（V）的峰值叠加值控制在最大段药量爆破的（V）值X围内，按t=75125ms X围控制。3炮孔布置炮孔布置为为三角型布置图2：炮孔布置平面及剖面图
17、4装药结构装药结构选用连续装药结构图3：装药结构图四、起爆网络设计：采用孔内延时“V”型起爆方法，当雷管段别不足时采用孔内延时孔外接力起爆方法，孔内装ms9、孔间用s3传爆排间用ms5传爆，每次起爆一个炮孔，最大一段齐爆药量13.2 kg。根据经验本工程孔间微差间隔为50ms，排间微差间隔时间为110ms，不宜过大或过小，避免引起与建筑物固有频率（24HZ）共频或地震叠加，增大爆破地震的危害，预留隔墙由里向外起爆。表6 雷管段别装配对比表接力雷管段别（ms）2345炮孔内雷管段（ms）5667891013图4：爆破网路示意图五、安全设计与防护1爆破震动安全验算 =22.36kg有计算可知爆破振
18、动不对周围环境存危害，由于周围环境特别复杂因此在爆破施工中，改变起爆方向，选用低爆速炸药。（上式中：R =63m ;V=0.3CM/S ；2.0；K150；）式中：R 爆破振动安全距离，m；V 爆破振动安全速度，cm/s； Q 最大一段齐爆药量，Kg。、K 与地质条件和爆破场地条件有关的系数，可按表5选取，或通过现场试验确定。【参考】 评价各种爆破对不同类型建（构）筑物和其他保护对象的振动影响，应采用不同的安全判据和允许标准。地面建筑物的爆破振动判据，采用保护对象所在地质点峰值振动速度和主振频率；水工隧道、交通隧道、矿山巷道、电站（厂）中心控制室设备、新浇大体积混凝土的爆破振动判据，采用保护对
19、象所在地质点峰值振动速度。安全允许标准如表4。表7爆破振动安全允许标准序号保护对象类别安全允许振速(cm/s)10Hz10Hz50Hz50Hz100Hz1土窑洞、土坯房、毛石房屋0.150.450.45 0.90.51.52一般民用建筑1.52.02.02.52.53.03工业和商业建筑2.53.53.54.54.55.04一般古建筑与古迹0.10.20.20.30.30.55水工隧道c7881010156交通隧道c1012121515207矿山巷道c1518182520308水电站及发电厂中心控制室设备0.50.60.60.70.70.99新浇大体积混凝土d：:龄期：初凝3d1.52.02.
20、02.52.53.0龄期：3d7d3.04.04.05.05.07.0龄期：7d28d7.08.08.010.010.012.0注1：表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。注2：频率X围可根据类似工程或现场实测波形选取。选取频率时亦可参考下列数据：硐室爆破20Hz；深孔爆破10Hz60Hz；浅孔爆破40Hz100Hz。表8 爆区不同岩性的K、a值岩性Ka坚硬岩石501501.31.5中硬岩石1502501.51.8软岩石2503501.82.0表9 不同距离的爆破振动安全允许标准距离：M30405060药量kg12.529.7561002个别飞散物安全距离验算及个别滚石的防护措施露天
21、爆破个别飞石安全距离，与爆破方法、地形地质、爆破参数、气象等因素相关，由于条件复杂，至今还没有成熟理论公式，一般按规X规定，或用经验公式，结合现场实际确定安全距离。瑞典德汤尼克研究基金会，提出露天台梯爆破飞石经验公式为：RF=式中：RF飞石安全距离 m； d钻孔直径 cm 。浅孔爆破施工个别飞散物的飞散距离计算为62.9米，深孔爆破施工个别飞散物的飞散距离计算为119.6米。爆破安全规程GB6722一2014：复杂环境安全警戒距离由设计确定，本设计安全警戒距离确定为100米。由此可见爆破个别飞散物会对周围环境安全可能会造成一定危害，因此在爆破施工时，要加强填塞质量和填塞长度，同时改变起爆方向，
22、并注重对爆破区域表面实施安全防护措施，防护材料使用重型橡胶炮被、竹靶、沙袋对爆破区域覆盖防护。图：5安全防护图钢管排架及“隔墙”防护杭瑞高速水城服务区钢管排架防护措施：沿既有边坡每隔0.81m 垂直架立 50，壁厚5mm，长6m 的钢管（ 立杆）。水平方向每隔1 1.2m 布设 50， 壁厚5mm， 长6m的钢管（ 大横杆）。立杆与立杆之间用套管联接，在套管两端的立杆上用扣件固定套管。立杆与大横杆之间用直角扣件联接，并将25mm 长2 2.5m 的锚固锚杆固定于岩壁上， 网格节点旁布置一根，锚杆孔梅花型布设，间距1.62m， 锚杆与钢管通过锚杆钩联接，在锚杆上用铁丝绑一根短杆，短杆两端分别紧靠
23、坡面与立杆。钢管架设超过一级坡顶线之上46m，并用16mm 的钢丝绳穿过钢管拉到预留隔墙锚上，在排架顶布置坡面撑杆并顶在坡面上，用铁丝与地锚相接。每45根立杆设置一剪刀撑（ 采用 50，壁厚5mm，长49m 钢管），与地面夹角与既有坡面一致，剪刀撑的斜杆两端用旋转扣件与排架的立杆或大横杆扣紧，在斜杆上增加2 4 个扣结点或增加2 4 根结杆。排架与岩面应保留一定的空间， 一般两者之间的距离大于20cm 即可。在超过一级坡顶线之上46m钢管架上加挂竹排，竹排与钢管架用铁丝绑扎牢固，临近高速路一侧钢管架高度不低于8米，并向内倾斜50剪刀撑设置内侧。在钢管架与一级坡顶线处上，以及临近高速路钢管架底部
24、敷设一条高度不小于1.5米，顶宽不低于1.0米的沙袋墙，在沙袋墙前方排设汽车轮胎，以缓冲个别滚石对钢管架的撞击力。图6钢管排架防护体系图：图7服务区一侧坡面图图8高速路一侧钢管排架正视图图9高速路一侧钢管排架侧面图图10高速路一侧坡面图3爆破安全技术措施(1）按照设计孔网参数布孔，不得随意变动孔位、孔深；(2)严格设计的爆破网络划分雷管段别使用区域，不得错装、乱装；(3)现场爆破作业人员持证上岗；(4)炸药雷管必须设专人看管，严格领退制度；(5)现场施工人员必须配戴安全帽；(6）每次爆破都要设置安全警戒人员，按爆破信号指挥。起爆前通知危险区内人员和施工机械撤离危险区，对于固定设置的安全防护进行
25、检查。(7)使用爆破器材，必须经上级主管部门审查同意，不得改变使用爆破器材的地点、品名、数量、用途。（8)爆炸物品的安全管理，由主管领导人负责。（9)装药填塞期间，禁止与爆破作业无关的人员进入现场。在爆破危险区边界上应设立明显的警戒标志。起爆前30min，进入爆破危险区域内的所有通道必须派专人警戒。 (10)进行爆破作业时，必须遵守爆破安全操作规程和本设计，不做好钢管排架防护不实施爆破施工作业，钢管排架必须按设计搭设。每次爆破施工作业要有专人负责指挥；在安全警戒X围外通往爆破施工区域的入口，设置警戒岗哨和标志；在爆破前发出信号，待危险区的人员撤至安全地点后，始准爆破。爆破后，必须对现场进行检查
26、，确认安全后，才能发出解除警戒信号。 (11)禁止非爆破员进行爆破作业。（12）每次爆破作业都要通知高速交警，必要时对杭瑞高速实施临时交通管制。4钻孔设计及要求炮孔布置时，自爆区自由断面开始，由外向里逐排布置，炮孔间距、排距按设计标定，炮孔深度是台阶高度和超钻深度之和，大区多排采用三角形布置。选用潜孔钻或手持式钻机在被爆体上钻垂直炮孔，炮孔直径D=76mm或d=40mm。装药前应对每个炮孔进行验收，炮孔的数量、直径、深度、排距、间距、角度等技术指标应符合设计要求。不符合设计要求的炮孔，应进行改钻、补钻。炮孔内不得有石块、积水、杂草等异物，有时要清理干净。5装药填塞爆破时，每个炮孔装一个由1枚塑
27、料导爆管延时雷管与一定量管状炸药制成的起爆药包，将其放置于炮孔的底部，然后装药。装药后的炮孔部分，使用粘土炮泥或钻孔岩屑逐段填实，直至填平炮口。要确保填塞长度与质量，并注意保护导爆管、雷管。 6起爆网路设计连接形式：根据本工程的特点和安全要求，决定采用塑料导爆管延时起爆网路(a) 连接方式采用孔内外延时相结合的起爆网路时：孔内使用高段位塑料导爆管延时雷管，孔外使用低段位塑料导爆管延时雷管，各段按设计间隔时间先后起爆。本网路的优点是：1、操作简单，施工方便；2、一次起爆的总装药量多，放炮次数少；3、爆破振动小，有利于爆区四周被保护物的安全。其缺点：1、爆前无法测量起爆网路；2、传爆导爆管采用单式
28、时易出现拒爆；3、环境复杂时，一次需用的防护材料多。(b) 起爆顺序：多炮孔同时起爆时，按照先外后里、先低后高的先后顺序依次起爆。前后排之间起爆时差应控制在50110ms为宜；炮孔之间起爆时差应控制在2550ms为宜。7爆破施工安全警戒（1）、爆破警戒的宣传a爆破作业单位施工前3天发布公告，并在作业地点X贴，施工公告内容应包括：爆破作业项目名称、委托单位、设计施工单位、安全评估单位、安全监理单位、爆破作业时限等。b爆破前1天发布爆破公告并在现场X贴，内容包括：爆破地点、每次爆破时间、安全警戒X围、警戒标识、起爆信号等。c 爆破作业时警戒人员到外围巡查，劝走警戒区域内的人员。(2)、警戒工作的组
29、织措施a 进行爆破时，工程建设单位、总承包单位、挖运单位的有关人员和爆破作业单位项目负责人要亲临现场。b 明确分工，落实责任。爆破作业时，工地负责人、工程技术人员、爆破员、安全员、保管员、警戒人员等都明确分工，责任到人。(3)、安全警戒与撤离区域及信号标志a装药作业区域警戒X围为10m，在此X围内严禁吸烟和动火。b装填作业开始，应在爆区四周10 m设置明显标志和警戒线，并派出岗哨，非作业人员不得越过警戒线。执行警戒任务的人员，应按指令到达指定地点并坚守工作岗位。c清场时，由爆区内开始，由里向外进行清场，凡危险区内人员必须全部撤至安全地点。d爆破前，在爆区各方向100m外设多个警戒点，每名岗哨持对讲机机与指挥员保持联络，警戒点竖警戒旗作为警戒信
