路堑开挖爆破施工方案Word格式.docx
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该组厚96~309m。
分布于北碚向斜两翼,与下伏珍珠冲组整合接触,里程K35+490~K36+975(YK35+490~YK36+992)段、K43+562~K45+444。
(5)侏罗系下统珍珠冲组(J1z)
紫红色、黄绿色泥岩、砂质页岩、砂质泥岩夹石英砂岩,呈条带状产出;
该组厚78~264m。
分布于北碚向斜北翼,与下伏地层呈假整合接触。
里程K36+974~K37+450(YK36+992~YK37+470),K43+267~K43+562(YK43+267~YK43+568)。
2.2、地形地貌
拟建项目位于四川盆地东部,重庆市北部,属低山丘陵地貌。
地形地貌严格受地质构造控制,由一系列走向北东的条形背斜、向斜相间排列的梳状构造和隔挡式构造形成构造地貌特征,北部收敛,南部撒开似帚状展布。
观音峡背斜、沥鼻峡背斜轴部及两翼多为低山,由砂岩组成的脊状山脊线海拔高度大部在1000~1300米,背斜中部灰岩出露地区,形成细长与山体走向一致的岩溶槽谷,两侧为砂岩构成的脊状山或单斜山,呈“一山二岭一槽”或“一山三岭二槽”式地貌形态特征,总体地势较陡,一般地形坡角30~50°
,沟谷发育,纵坡降多大于30%,切割较深,一般几十米至数百米。
悦来向斜、北碚向斜、合川向斜轴部及两翼多为丘陵,海拔高程一般在300~500米,因岩性为砂岩、泥岩互层,产状由背斜至向斜逐渐变缓,高程渐低,呈迭瓦状,若向斜轴部坚硬砂岩厚度较大时,呈台状高丘,总体地势较为平坦,一般地形坡角10~30°
,沟谷较发育,纵坡降多小于20%,切割深度多在10~30m。
2.3、地震
喜马拉雅山运动以来,线路区地壳运动主要是以缓慢的抬升为主,运动强度有限,无活动性断裂及构造,区域地质环境处于相对稳定状态。
2008年5月12日14点28分四川汶川发生里氏8.0级强烈地震,项目区有震感。
根据《中国地震动峰值加速度区划图》GB18300--2001图A及《中国地震动反应谱特征周期区划图》GB18300--2001图B,地震动峰值加速度为0.05g,反应谱特征周期为0.35s,设计基本地震加速度为0.05g,该区抗震设防烈度为Ⅵ度,抗震设计建议按《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)、《公路桥梁抗震设计细则》(JTJ/TB02-01-2008)执行。
按国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),整个重庆市的抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,建筑设计特征周期为0.35s,设计抗震分组第二组;
场地土类型为中硬~中弱场地土,场地类别为Ⅰ~Ⅱ类。
2.4、水文地质
项目区地下水主要类型为:
松散岩类孔隙水、基岩裂隙与风化带网状裂隙水、岩溶水三大类,分别赋存于各不相同的含水岩组中。
松散岩类孔隙水:
分布较广,对公路路基有较大的影响,主要分布于表层土体中,受大气降水的补给快,表层易形成饱水带,对土体的工程特性影响较大。
基岩风化带网状裂隙水:
富集于基岩风化裂隙中,埋深相对较浅,受该类岩石的风化裂隙发育深度控制,一般水量贫乏,其对路堑工程有一定影响。
基岩裂隙水主要赋存于砂岩构造裂隙中,富水性受地形地貌、构造、岩性等控制,水量差异大,其对路堑、桥梁、隧道工程有影响。
岩溶水:
富集于灰岩溶隙、暗河等岩溶管道中,其水量相对丰富,其对桥梁、隧道工程影响大。
2.5、不良地质与特殊地质
本项目位于四川盆地东部,路线基本沿构造线方向布设,多存在顺层边坡问题。
受地形、地貌、构造、岩性等诸条件影响,
2.5.1滑坡体
区内地层单一,构造简单,未发现大型断裂,岩层近于水平,岩体中近于垂直的大角度节理发育,受附近西山向斜影响,局部岩体中存在小褶皱弯曲现象。
总体上,山体较稳定,通过调查,未发现隧道进、出口附近坡体存在滑坡、崩塌等不良地质现象,在路线起点处K35+300~K35+400,K35+800~K36+920为古滑坡,现状稳定。
但区内的岩体主要是泥质胶结为主的泥质砂岩夹泥岩,故主要的不良地质为泥化软弱夹层,另外于冲积阶地上还存在软~可塑状粉质粘土、人工填土等特殊岩土。
2.5.2顺层边坡
线路走向于岩层产状走向在大部分地段是平行,岩层产状多倾向于线路左侧,岩层倾角多在40°
以上,故在一些挖方路堑地段,在线路右侧将不可避免地出现较多的顺向边坡,若这些顺层边坡又存在泥化软弱夹层,则在开挖过程中,极易引起边坡失稳,造成人工坍塌现象.
K47+350~K47+450段:
位于线路右侧,岩层产状330°
∠30°
,主要以挖方形式通过,中线最大挖方深度为7.07m,左侧坡向116°
,右侧坡向296°
,上部斜坡坡角5°
~45°
,边坡岩体主要为砂岩、泥岩互层,多基岩裸露,根据钻孔揭露,强风化厚度约2.8m,属基岩边坡;
据赤平投影分析,开挖边坡在岩层与节理的影响下,有潜在不利影响。
K47+500~K47+660段:
顺层边坡位于线路右侧,岩层产状335°
∠23°
,路面以挖方形式通过,中线最大挖方深度为27.8m,左侧坡向116°
,上部斜坡坡角10°
~25°
据赤平投影分析,右侧开挖边坡在岩层与节理的影响下,有潜在不利影响。
3、施工特点
3.1、施工难度大
石方爆破在施工中安全控制难度较大,本区段部分石方路堑爆破部位紧靠村庄民房及地下管路和地上线路,因此,施工中必须对爆破飞石和爆破震动进行严格控制,以确保周边民房等建筑设施的安全,这是本工程施工控制的重点。
3.2、施工要求高
1)块度要求高:
本路段路堑开挖的渣料需要作为路基段填料及抛石挤淤、软基换填\-5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5--5-和边坡砌筑使用,块度要求均匀、易于设备破碎施工,因此,必须严格控制大块率;
2)边坡控制要求高:
路堑的石方开挖严禁采用大、中型规模爆破施工,当开挖至接近边坡面时,需要采用预裂爆破,保证边坡平整和稳定。
4、编制依据
本工程石方路堑开挖爆破方案编制依据:
(1)GB6722-2003爆破安全规程
(2)中华人民共和国的有关爆破安全法规
(3)重庆市相关建筑施工安全管理规定
(4)K34+560~K58+000段路基工程设计施工图纸
5、编制原则
(1)应先查明空中缆线、地下管线的位置、开挖边界线外可能受爆破影响的建筑物结构类型、居民居住情况等,然后制定详细的爆破技术安全方案。
(2)选择合理的孔网参数及施工处理技术,以取得良好的爆破效果。
(3)爆破作业必须符合《爆破安全规程》(GB6722)。
(4)石方开挖严禁采用峒式爆破,边坡部分宜采用预裂爆破。
爆破后,必须使基床、边坡和堑顶山体稳定,不松动,爆出的坡面平顺,底板平整。
(5)为减少对村庄民房等建筑的爆破震动效应,采用边坡预裂微差起爆技术。
飞石距离要尽可能控制在20m以内,飞石高度控制在10m内。
(6)深挖路基施工,应逐级开挖,逐级按设计要求进行防护。
施工前应理解设计的边坡防护方案,并编制详细的施工方案,获批准后实施。
(7)施工过程中,应根据开挖情况随时进行地质核查,并对边坡稳定性进行监测。
如实际情况与设计不符,应会同设计单位等进行处理。
6、爆破方案的确定
石方开挖应根据岩石的类别、风化程度、岩层产状、岩体断裂构造、节理发育程度、爆破器材、钻爆机具、施工环境等因素确定爆破开挖方案,确定施工方法,合理选择参数,进行爆破设计,报送监理工程师和当地有关部门审批。
(1)由于石方路堑爆破区域开挖深度不等,且部分爆区紧邻村庄、民房,因此,拟采用浅孔和深孔相结合的爆破施工方法:
对于挖深≤5m的地段,采用手风钻钻孔,进行浅孔爆破;
对于挖深>5m的地段,采用潜孔钻钻孔,进行深孔爆破;
对于紧邻民房等建筑设施的地段(爆源距离50m以内时),采用手风钻钻孔,按2.5~3m分层高度,自上而下进行浅孔控制爆破。
深孔爆破对路基和边坡的破碎影响较小,有利于边坡稳定,同时采用深孔微差爆破和预裂爆破技术,可以把对边坡外岩石的破坏减少到最低限度,得到平整、稳定的边坡。
深孔爆破可以充分发挥机械化施工作业,提高钻爆工效,同时采用条形装药,用药量易于控制,安全性较好。
(2)为确保边坡的平整和稳定,不产生超挖和欠挖,为获得良好的光面效果,预裂孔宜采用低密度,低爆速,高体积威力大的炸药,以减少炸药爆轰波的破碎作用和延长爆破气体的膨胀作用时间。
(3)施工前,对石方爆破段周边的地面、空中、地下结构物类型、结构、完好程度及爆区地质、地形进行详细的调查,并通过爆破试验确定爆破参数。
(4)施工过程中,根据具体情况调整药量和布孔参数,保证良好的堵塞质量,结合微差及压碴爆破,保证岩石产生破碎,并有效控制抛掷。
(5)不论是浅孔爆破还是深孔爆破,均采用定向控制爆破,根据临近被保护的建筑设施的位置和方向,调整临空面方向;
同时控制爆破规模和最大一段爆破单响药量,避免爆破飞石和爆破震动对临近村庄等建筑设施造成不利影响。
7、爆破施工方案
爆破开挖石方应按以下程序进行:
爆破影响调查与评估→爆破施工组织设计→人员培训考核、技术交底→主管部门批准→清理爆破区施工现场的危石等→炮孔钻孔作业→爆破器材检查测试→炮孔检查合格→装炸药及安装引爆器材→布设安全警戒岗→堵塞炮孔→撤离施爆警戒区和飞石、震动影响区的设备及人、畜等→爆破作业信号发布及作业→清除盲炮→解除警戒→测定、检查爆破效果(包括飞石、地震波及对施爆区内构造物的损伤、损失等)。
7.1施工工艺流程
路堑爆破施工工艺流程为:
施工测量→标定炮孔位置→钻孔→炮孔检查→爆破器材准备→装药→连接爆破网络→炮孔堵塞→爆破覆盖→布设安全岗哨→起爆信号→起爆→消除瞎炮、处理危石→解除警戒→爆破效果分析及资料记录。
方案报批
设置测震装置
监理
测试震速
成果分析
爆破
网络联接警戒
堵塞
钻孔
施工准备
技术培训
购置爆破器材
准备施工机具
平整场地
确定施工机械、劳力
制定安全防护措施
试爆、修正参数
确定爆破技术方案
确定爆破参数
现场调查
爆破设计
其它特殊要求
电力、通信线
地下设施
附近建筑物
图7-1爆破作业工艺流程图
7.2主要工序控制
1)场地布置和钻机平台平整
爆破现场各种施工机具和设备的安放、管线的架设与安装、运输道路的布置应充分考虑安全防护措施,应尽可能避开爆破点抵抗线方向。
钻机进入工地作业前,应做好台阶整平。
台阶工作面要有足够的宽度并保持平坦,保证钻机作业安全。
整平台阶可采用手风钻凿眼,浅孔爆破,推土机整平。
2)布孔:
由技术人员按照设计的爆破参数现场布孔,对孔号、孔位、深度、钻孔方向等做好技术交底工作。
炮孔标定必须按照设计好的爆破参数准确地在平台上进行标识,不能随意变动设计位置。
布孔前应先清除表面石块和碎渣,布孔从台阶边缘开始,边孔与台阶边缘要保留一定距离,以保证钻机安全。
要避免在岩石被震松、节理发育或岩性变化大的地方布孔。
随后进行其它孔位的布置,布孔完成后,应认真进行校核,实际的最小抵抗线应与设计的最小抵抗线基本相符。
炮孔的位置、方向和深度都会直接影响爆破的效率。
在布置炮孔位置时,尽量利用临空面较多的地形,或有计划的改造地形,使前一次爆破成为后一次爆破创造更多的临空面,以提高爆破效果。
选择炮位时,还要注意岩石的结构,避免在层理和裂隙处凿孔,以免降低爆破效果或失效。
3)钻孔:
采用手风钻、潜钻机钻孔,钻杆直径42、110mm。
在钻孔过程中,应严格控制钻孔的方向、角度和深度,炮孔方向大致与台阶壁面平行,特别是预裂孔的倾斜度应严格符合设计要求。
孔眼钻进时应留意地质的变化情况,并做好记录,遇到夹层或与表面石质有明显差异时,应及时同技术人员进行研究处理,调整孔位及孔网参数。
钻孔完成后,及时清理孔口的浮碴,清孔直接采用胶管向孔内吹气,吹净后,应检查炮孔有无堵孔、卡孔现象,以及炮孔的间距、孔深、倾斜度是否与设计相符,若和设计相差较多,应对参数适当调整,如果可能影响爆破效果或危及安全生产,应重新钻孔。
先行钻好的炮孔,用编织袋将孔口塞紧,防止杂物堵塞炮孔。
钻孔按先难后易,先边后中,先前而后的顺序进行,避免钻机移动时损坏已钻好的孔。
钻孔作业人员要掌握操作要领,熟悉设备性能,正确操作,并且熟悉岩性,摸清不同岩性的操作规律,在地质明显变化的地层要有记录,以便调整装药量。
钻孔注意事项:
①边坡成型后美观与否,从某种程度上讲主要决定于钻孔水平的高低,在边坡钻孔时要随时检查钻杆倾角是否与边坡坡度保持一致。
平面定位误差不允许大于10cm,钻孔角度平面误差和倾角平面误差应控制在±
1°
30′以内。
②钻孔达到设计深度后要吹净残渣,作好记录,检验合格后用编织袋将孔封好,并压土覆盖。
③遵循“软岩慢打,硬岩快打”的操作方法,确保孔口完整,孔壁光滑。
4)爆破器材的检验
对运到炸药库和现场的爆破器材,应逐箱(袋)检查包装情况,查看包装有无破损,封缄是否完整,品名、数量、出厂日期、工作牌号的字迹是否清楚,雷管管壳上编号字迹是否清晰,包装内是否有浸湿和渗油痕迹等,对超过贮存期、出厂日期不明和质量可疑的爆破器材,必须进行严格的检验,以确定是否能用。
5)装药:
要明确分工,专人负责,按设计装药。
每孔设标签,注明孔深,装药结构,装药量及堵塞长度。
装药前用高压风管将孔内石粉、泥浆吹净,并将炮孔口周围打扫干净,要仔细检查炮孔情况,清除孔内积水、杂物。
检查炮孔的最小抵抗线与原设计有无变化,防止过小的抵抗线引起冲炮;
检查孔深有无变化,并根据检查结果调整装药量。
干燥的孔可装散装的硝铵类炸药,潮湿的孔要对炸药进行防水处理或使用防水炸药。
装药量按松动药包量公式进行计算,实际操作时,常根据炮孔深度和岩石情况确定装药量,装药量一般为炮孔深度的1/3~1/2,不得超过2/3,最少不能少于炮孔深度的1/4。
装药过程中应严格控制药量,把炸药按每孔的设计药量分好,边装药边测量,以确保线装药密度符合要求。
为确保能完全起爆,起爆体应置于炮孔底部并反向装药。
为克服孔底部位的夹制作用,增强孔底抵抗线方向岩石的破碎,采用加强底药包,视其底部岩质及抵抗线大小,在底部1~2米段的线装药密度为设计值的1~3倍。
装药采用标准药卷连续装药,其装药步骤为:
①主爆孔按设计药量采用连续耦合装药。
预裂孔装药:
采用φ32mm标准药卷(每节长20cm,每节重150g)间隔不耦合装药,不耦合系数1.91。
②据孔深量出各孔所需的导爆索。
在导爆索上作出装药标志,标出孔口不装药段、正常药段和孔底加强药段位置。
按设计要求将炸药卷用细麻绳牢固绑在导爆索上。
③装药时应保持药串在孔的中间或靠近需要开挖的一边,以减弱对保留孔壁的破坏作用。
6)堵塞:
堵塞物用粘土和细砂石拌和,其粒度不大于30mm,含水量15%~20%(一般以手握紧能使之成型,松手后不散开,且手上不沾水迹为准)。
药卷安放后应即进行堵塞,首先塞入纸团或塑料泡沫,堵塞长度在施工中根据孔径、最小抵抗线确定,一般不小于最小抵抗线,以控制堵塞段长度(预裂孔孔口预留1.0m,主爆孔口预留2.0~2.5m),然后用木炮棍分层压紧捣实,每层以10cm左右为宜,堵塞中应注意保护好入孔的导爆索或导爆管。
7)爆破网路连接
为了减少爆破的地震效应,减少飞石对周围环境的破坏,保证爆破安全,采用非电毫秒微差爆破技术,控制单响药量。
为防止对边坡的挤压冲击,网络联接按先起爆预裂孔,再起爆主爆孔,保证边坡爆破有效的临空面。
边坡预裂采用导爆管起爆,边坡预裂爆破应早于主爆孔70ms。
网络联接时,非电毫秒雷管的聚能穴要逆向绑扎,防止聚能流冲断导爆管造成拒爆现象,导爆管与雷管绑扎时要将导爆管均匀紧密的敷设在雷管周围,并长出雷管10cm,雷管和导爆管用胶布紧密绑扎好;
导爆管与雷管绑扎时聚能穴要朝传爆方向,导爆管相互搭接时,主管与支管在传爆方向之间的夹角小于90°
,搭接长度不小于15cm。
8)爆破覆盖:
覆盖是控制飞石的重要手段,施工中采用装入砂土的草袋进行覆盖,一般先用草袋覆盖孔口,再将排间的草袋用绳子连成一片;
重要部位(如临近村庄部位)采用草袋+皮垫覆盖。
草袋覆盖时要注意保护好起爆网络。
9)爆破作业的组织与起爆:
爆破作业应在白天进行,起爆时间尽量安排在白天固定时间内、上下两个班交接班之前;
爆破指挥人员要在确认周围的安全警戒工作完成后,方可发出起爆命令;
爆破指挥人员必须严格执行预报、警戒和解除三种统一信号,并由爆破指挥人员统一发出,防护、警戒人员应按规定信号执行任务,不得擅离职守;
要指定专人负责装药、起爆工作或检查起爆网路、敷设起爆主线等;
起爆后20分钟后方可进入炮区,由爆破作业人员检查并确认无险情后,方可发出解除警戒的信号,撤除防护人员;
如发生瞎炮要设立防护警戒标志,禁止在瞎炮附近施工,做到未处理不得拆除警示标志。
10)瞎炮的处理:
由原装炮人员当班处理,特殊情况下如不可能时,装炮人员在现场将装炮情况、炮眼方向、装药数量交待给处理人员。
在对瞎炮孔内的爆破线路、导爆管等检查完好,并检查了瞎炮的抵抗线情况,重新布置警戒后,才能重新起爆。
严禁用拉动导火索或雷管脚线的方法取出雷管;
硝铵类炸药可用水冲灌炮孔,使炸药失效;
禁止在瞎炮的残孔内重新打眼爆破;
瞎炮处理后,应认真检查、清理残余未爆的爆破器材,确认安全后方可撤除警戒标志。
8、爆破设计
在路堑深挖地段,由于开挖横断面距离较宽,需要分几次爆破才能完成,拟在路线中心先进行拉槽开挖,为主爆孔创造临空面,保证爆破效果,有效控制单耗,在开挖高度大于4m的中部设置拉槽爆破。
拉槽孔各参数同主爆孔。
路堑中心先拉出6×
50m(横向×
纵向)槽,以创造出临空面,或与主爆区一次起爆(先于主炮孔起爆);
一次起爆范围(20~40)×
纵向),开挖深度为10m,起爆方量10000~20000m3。
8.1拉槽孔爆破参数
A、最小抵抗线W0,宜按与炮孔直径d的比值确定:
对坚石,W0=20d;
次坚石W0=25d;
软石,W0=30d。
B、炮孔间距a=W0。
C、炮孔排距b根据沟槽的底宽B确定:
B=0.8~1.5m时,取b=3;
B=0.8~1.5m时,取b=4。
D、炮孔超钻深度h=(0.2~0.3)W0;
底部岩石松动破碎时,可减小或不超钻。
E、炮孔装药量:
Q=K1BHW0/b
式中:
Q——炮孔装药量(kg);
H——沟槽的爆破深度(m);
K1——沟槽爆破单位炸药消耗量(kg/m3)。
本标段取0.4kg/m3。
8.2深孔爆破参数
当路堑开挖较深时,采用潜孔钻机钻孔进行深孔爆破,孔径d=90mm,孔深5~10m,炮孔布置如图1。
图1 炮孔布置示意图(梅花型布孔方式)
以下为10m挖深时控制爆破参数,当孔深变化时,爆破参数相应调整:
(1)底盘抵抗线W底=,取2.5m
式中:
g——炮孔每米装药量,采用Φ70mm药卷,取4.7kg
l——炮孔深度,l=梯段高度H+孔底超深h,取10.5m
τ——装药长度系数,H=10~15m时,取0.5
e——炸药换算系数,采用硝铵炸药,取1.0
q——炸药单位体积耗药量,中硬石灰岩,取0.40~0.45kg/m3
m——炮孔密集系数,取0.8~1.2
h——孔底超深,取0.5m
(2)炮孔间距a=(1.0~1.5)W底,取3.0m
(3)炮孔排距b=(0.8~1.0)a,矩形布孔时取3m,梅花型布孔时取2.5m;
(4)钻孔深度l=H+h=10+0.5=10.5m
H——梯段高度,取10m
h——孔底超深,h=(0.1~0.3)W底,取0.5m
(5)堵塞长度l1:
取2.5m,最小堵塞长度不得小于2.0m,采用粘土和细砂石的混合物堵塞。
(6)装药长度l2=l-l1=10.5-2.5=8.0m
(7)单孔药量Q=qaW底l,最大单孔药量取32.5kg
q——炸药单耗,中等硬度石灰岩和页岩,取0.40~0.45kg/m3
a——钻孔间距,取2.5~3.0m
W底——底盘抵抗线,取2.5m
l——钻孔深度,取10.5m
主爆孔装药结构参数表(以单耗0.4kg/m3计)表1
浅孔
开挖深度
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