三南铁路土建Ⅰ标路堑爆破开挖施工方案中铁十八局三南铁路指挥部一分部1路堑爆破开挖施工方案一、编制依据1.《中华人民共和国安全生产法》;2.《建设工程安全生产管理条例》;3.《铁路路基工程施工安全技术规程》TB10302-2009;4.《铁路路基工程施工技术指南》TZ202-2008;5.《爆破安全规程》GB6722-2003;6.三南铁路土建Ⅰ标段相关路基设计图。二、工程概况三南铁路土建Ⅰ标段位于重庆市綦江区境内,本标段路基含括里程为,正线DK0+000~D1K3+162.05,D1K3+474~D1K3+900,D1K8+313~D1K8+686.06,DK10+735.9~DK12+658.4,DK18+700~DK18+417.45;货车联络线HDK1+659.35~HDK2+083.59,HDK2+406.25~HDK3+133.56;三江东站D1K3+900~D1K5+300,万盛站DK19+200~DK20+710;路堑石方开挖总量为90万方。路基正线设计时速120km/h,货车联络线设计时速120km/h。三、使用范围本施工方案适用于硬质岩、软质岩、岩体结构比较稳定,需要用爆破施工的路堑地段。爆破开挖路堑岩石分类见表1。表1爆破开挖路堑岩石分类表类别分类强度(Mpa)代表性岩石品种硬质岩石极硬岩石>60花岗岩、换岗片麻岩、闪长岩、玄武岩、石灰岩、石英砂岩、大理岩、硅质砾石等次硬岩石30~60软质岩石次软岩石5~30黏土岩、页岩、千枚岩、绿泥岩、片岩、云母片岩等极软岩石<5注:1.强度系数指新鲜岩块的饱和和单轴极限抗压强度。2.岩石微风化、中等风化,用镐难挖掘,采用岩心钻方可钻进,需爆破开挖。四、施工方案根据实际地质条件,选择光面爆破或预裂爆破进行开挖;三南铁路土建Ⅰ标路堑爆破开挖施工方案中铁十八局三南铁路指挥部一分部21.施工工艺流程图1爆破开挖路堑施工工艺及质量控制流程图开始边坡光面爆破或预裂爆破设计选配钻孔机具搭设钻孔平台钻机就位钻机钻孔钻孔合格装药及联结装药及联结合格起爆清理哑炮出碴并清危石爆破效果良好修整边坡砌筑挡护及水沟修整路基面路基面修整合格结束测量放线准备爆破器材否是否是否是否是三南铁路土建Ⅰ标路堑爆破开挖施工方案中铁十八局三南铁路指挥部一分部32.施工方法(1)施工准备①现场准备对于爆破周围环境进行仔细观察分析,认真调查研究,掌握当地交通、水电供应及附近民情风俗等情况;对施工范围内的道路水系管线和构筑物要取得详细资料,并安排拆除或搬迁。②人员准备爆破作业是项细致复杂、技术性很强的工作、人员组织上要专业分工,作业人员要进行技术培训,必须要有现场负责人并进行统一调度。③料具准备按照相关规定修建易爆物仓库,建立管理制度,并通过地方公安部门检查验收及备案。根据爆破量和起爆方式,备齐所需要的材料和机具。④技术准备根据地形岩质,路堑断面的形状、进度要求进行爆破设计;并结合土石方调配方案,编制施工组织设计、施工工艺设计和工序质量控制设计。路堑爆破开挖,应采用光面爆破或预裂爆破方法及微差、微压技术,不宜采用药壶或药室等大爆破。(2)开工条件①施工组织设计、施工工艺设计和工序质量控制设计已编制,施工准备工作已完成。②爆破作业区各种管线构造物已拆迁,或采取相应的技术安全和环境保护措施;与当地政府取得联系,并得到行政管理部门批准。(3)爆破设计(仅以光面爆破为例)①爆破参数:钻孔直径D:80~100mm开挖高度H:根据工点实际情况确定,一般取5~15m,通常以10m为佳。边坡坡度:边坡坡度与地质条件有关,深孔光面爆破受钻孔条件限制,一般小于1:0.5,以1:0.3为佳。最小抵抗线WW=K*D三南铁路土建Ⅰ标路堑爆破开挖施工方案中铁十八局三南铁路指挥部一分部4式中K——计算系数,一般取15~25;D——钻孔直径。孔距α一般采用两种方法选取:α=(8~12)D;α=(0.6~0.8)W②装药量计算Ⅰ、经验计算法Q=qL+Q底式中Q:单孔装药量;q:线装药密度,q=kaW;另外,也可根据经验取值,预留光爆层q=180~200g/m,有准光爆层时q=200~220g/m;k:光面爆破的单位用药量,预留光爆层时取75g/m³,有准光爆层时取90g/m³;α:孔距;W:抵抗线;L:炮孔深度;Q底:光面爆破底部加强药量,预留光爆层时取Q底=(3~5)Ql1,有准光爆层时取Q底=(5~8)Ql1,实际爆破时,要根据炮孔深度确定底部装药长度和药量增量;L1:底部加强药量装药长度,一般取L1=1.5~2.0m。Ⅱ、预裂爆破主要参数见表2.表2预裂爆破主要参数岩石类别极限抗压强度(Mpa)参数钻孔直径为d(mm)5075100125150坚石60以上a0.45~0.650.75~0.951.1~1.31.45~1.651.8~2.1q′215~340355~560390~620485~765555~875q″孔深L>10m时,q″=5q′L=5~10m时,q″=4q′L=3~5m时,q″=3q′次坚石30~60a0.4~0.50.6~0.750.9~1.11.2~1.41.5~1.8q′155~215250~355280~390345~485395~555q″孔深L>10m时,q″=4q′L=5~10m时,q″=2.5q′L=3~5m时,q″=q′三南铁路土建Ⅰ标路堑爆破开挖施工方案中铁十八局三南铁路指挥部一分部5软石5~30a0.3~0.40.5~0.50.7~0.851~1.21.2~1.5q′60~155100~250115~280140~345160~395q″孔深L>10m时,q″=4q′L=5~10m时,q″=2.5q′L=3~5m时,q″=q′注:①表中:a—钻孔间距,m;q′—线装药密度(全孔装药量扣除孔底部增加装药量除以装药段长度)g/m;q″—孔底装药密度,g/m。②表列q′值按40%耐冻胶质炸药计列,并以不耦合系数在2~3之间为选用条件。③堵塞长度在0.8~1.0间选取。(4)爆破实施采用光面或预裂爆破时,应按设计线装药,将炸药和导爆索用细绳捆绑在竹片上装入孔中,并将竹片未绑炸药一侧置于保护岩层一侧。①对于开挖深度大于6.0m,且石方数量较大的工点,采用小型潜孔钻机钻孔,实施梯段松动控制爆破。②对于开挖深度小于6.0m,且石方数量较小的工点,采用风枪钻孔,实施梯段松动控制爆破。③为提高破碎效果,降低大块率,并降低爆破震动效应,采用宽孔距、小排距梅花形布孔,并采用导爆管毫秒雷管实施逐排微差挤压爆破。④为确保边坡稳定、美观,路堑边坡可采用预留光爆层法进行光面爆破或进行预裂爆破。采用潜孔钻机钻孔进行爆破的工点,采用潜孔钻机沿边坡钻孔进行光面爆破或预裂爆破,如边坡设计有平台,可分平台进行光爆。如设计坡面无平台时,可从堑顶沿坡面钻孔,一次钻到坡脚进行光爆或预裂。采用风枪钻孔进行光面爆破,因受钻孔深度限制,可采用小台阶式光面爆破。无论采用何种光爆方法,确保眼痕率达到80%以上。⑤为确保基底平整坚实,不论采用潜孔钻机还是风枪钻孔进行爆破,到最底层2.0m时,均用风枪钻孔进行爆破,并严格控制钻孔深度和孔底标高,适当缩小孔距和排距,采用逐排微差起爆方法。⑥采用深孔梯段爆破的炮眼布置、装药结构、起爆网路布置情况详见图2~图7。三南铁路土建Ⅰ标路堑爆破开挖施工方案中铁十八局三南铁路指挥部一分部6a=3ba=3b1.2a′a′bbw1w1w1w1光爆孔HH2.0图2半路堑横向爆破炮孔横断面布置图3宽孔距小排距梅花形半路堑横向爆破炮孔平面布置三南铁路土建Ⅰ标路堑爆破开挖施工方案中铁十八局三南铁路指挥部一分部7H2.0图4低挖深地段(一般为6~8m)HH2.0光爆孔光爆孔预留光爆层图5高挖深地段(一般挖深超过10m)三南铁路土建Ⅰ标路堑爆破开挖施工方案中铁十八局三南铁路指挥部一分部8HH2.0hhw1w1w1图6宽孔距小排距梅花形全路堑开挖纵断面布孔图bw1a=3ba=3b2bbw1a=3ba=3b2b图7宽孔距小排距梅花形全路堑开挖平面布孔图三南铁路土建Ⅰ标路堑爆破开挖施工方案中铁十八局三南铁路指挥部一分部-1-(4)搭建钻孔平台钻孔作业在高陡的坡顶上进行,钻机移位及架设均需要人工来完成,必须保证人员和机械的安全。搭建钻孔平台就是为了施工作业的安全。光爆孔精度要求高,三角架式钻机定位较难,为减少钻孔偏差,钻孔平台应有一定宽度,以利于钻机的调整。平台宽度一般为1.5~2.0m。在进行多层光爆施工时应预留出下面各层的钻孔平台宽度。(5)测量放线光面爆破后边坡一次成型,若要进行变动将浪费大量的人力物力,所以边坡测量放线需严格控制误差。(6)钻机对位钻孔精度是光面爆破成败的重要因素。要想保证钻孔精度,把炮孔钻在同一平面上,使用三角架式钻机,除提高钻孔技术外,还要按“对位准、方向正、角度精”三要点来操作。①钻机对位要准为了保证钻机在同一平面上对位开,在钻机平台上铺设钢管作为钻机移动轨道。钢管一般铺设在边坡线外30cm处,根据设计的光爆孔孔距用油漆在钢管上表明空位。②钻孔方向要正沿边坡开挖线拉一条测线,量测机架两侧至测线距离,当两者距离相同时,则说明钻机按放准确。③钻孔角度要精确精确的钻孔角度是光面爆破后坡面平整、光滑的保证。钻孔角度大于边坡坡度时,将使抵抗线偏小,会产生飞石,小于边坡坡度时,则抵抗线增大,会使光爆层炸而不塌。保证钻孔精度的应用仪器测定钻杆角度,符合要求后,固定钻机进行钻孔作业。(7)钻孔按以下基本要领进行作业:①熟悉岩石性质,摸清不同岩层的凿岩规律。②孔口要完整,孔壁要光滑,保证排碴顺利。三南铁路土建Ⅰ标路堑爆破开挖施工方案中铁十八局三南铁路指挥部一分部-2-③软岩慢打,硬岩快打。(8)装药用不耦合装药,不耦合系数取2~5.装药结构形式有两种:①用低爆速、小直径的光爆专用药卷或现场加工的传爆性能好的细长药卷时采用均布连续装药。②用普通2号岩石硝铵炸药娟或水胶、乳化炸药卷(常用于有水炮孔中)时采用加导更索间隔捆绑成药串的间隔装药。炮孔底部加强装药段,其装药长度和炸药增量可按表3确定:孔口堵塞长度应不小于最小抵抗线,一般为0.81m。堵塞时用纸团塞紧在堵段下部,然后用黄黏土堵实。(9)警戒光面爆破与主体爆破同时进行,警戒距离按主体爆破的要求确定;单独实施光面爆破的警戒范围不得小于200m。(10)起爆起爆方法有两种:用设计段数的电雷管或非毫秒雷管绑于内药柱或药串上起爆。用导爆索连结接起爆。在与主炮孔同时施爆的时候,爆孔要迟后于主爆孔50~150ms(硬岩可取小值,软岩宜取大值)起爆。(11)出碴①路堑石方运距大于1000m时采用自卸汽车配合装卸机械施工。②用装卸机铲运装车在铲挖工作面与车辆间进退运行采用V形或L表3炮孔底药增量炮孔深度/m<33~55~1010~15>15底药长度/m0.50.5~1.01.0~1.51.0~1.51.5~2.0增量/倍0.5~11~1.51.5~22~3>3三南铁路土建Ⅰ标路堑爆破开挖施工方案中铁十八局三南铁路指挥部一分部-3-形循环方式,装载机进铲方向应大致与工作面垂直,避免偏载。装车行走速度控制在0.7~1.8m/s。③汽车运输道路车道宽度、纵坡、曲线半径应符合有关规定,路面结构要满足重载车辆运行的需要。倾卸时要采取安全防护措施。(12)整修边坡①爆破后边坡和堑顶山体稳定,边坡平顺,不破碎不振动,及时清除凸面悬危石、浮石、碴堆杂物。②边坡上出现的坑穴、凹槽用浆砌片石嵌补平整。(13)修整基面在岩石路堑的侧沟平台上应按施工图预留信号、电力电缆、排水沟槽。开挖时不得损坏边坡脚,必须保证侧沟平台和基面平整,有凹坑或损坏处用混凝土或浆砌片石补齐。五、施工机械及劳动组织1.施工机械表4主要机具设备表序号名称规格数量用途1潜孔钻机12台光爆及主体爆破凿岩2液压挖掘机1.2m³6台挖运3轮胎式转载机4台挖运4推土机120Kw3台道路平整清方5自卸汽车20辆运输6空压机12m³6台拱风钻用7手风钻12修建平台、浅孔光爆8破碎锤3特殊地段配合开挖破除2.劳动组织表5劳动力组织表序号工种人数备注1空压司机4