大型土石方工程施工技术研究总结

内部资料注意保管大型土石方工程施工技术研究中石化中原建设工程有限公司二○一五年十月九日大型土石方工程施工技术研究编写人：宋成磊主要参加人：王东月1、张自强2、施少强3、徐树青4刘少帅5、赵立平6、王秀敏7、韩阳阳8、王延升9审核：孙孝峰审定：米长利大型土石方工程施工技术研究中石化中原建设工程有限公司1目录一、项目概况.....................................................................................................21.1项目背景.........................................................................................21.2研究内容.........................................................................................21.3总体目标：.....................................................................................31.4研究成果.........................................................................................31.5技术路线.........................................................................................3二、现状研究概况.............................................................................................32.1深孔台阶爆破概况.........................................................................32.2高填方地基强夯概况.....................................................................6三、主要研究内容及取得的成果.....................................................................73.1深孔台阶爆破研究.........................................................................73.2高填方地基强夯施工研究...........................................................23四、现场应用效果分析.................................................................................354.1爆破研究现场应用.......................................................................354.2强夯的研究应用...........................................................................35五、项目的经济、社会效益...........................................................................355.1直接节约费用...............................................................................355.2间接减少人工费及机械使用费...................................................355.3经济效益总计...............................................................................355.4后期影响受益...............................................................................36大型土石方工程施工技术研究中石化中原建设工程有限公司2一、项目概况1.1项目背景中石化中原建设工程有限公司于2013年,中标贵州织金60万吨/年聚烯烃项目场平试验性工程，合同额4600万人民币。本工程主要内容为土石方爆破、强夯施工，设置本试验性工程的目的是为后期大场平施工取得爆破、强夯等一系列施工参数，以达到安全、经济、工期合理。通过此项技术研究，目的是掌握大体积岩石爆破以及强夯施工中的技术参数，培养一批在大型土石方工程施工中有一定技术能力和经验的人才，提升我单位在大型土石方工程特别是岩石爆破施工方面的竞争力，增强闯市场的能力。我公司参与的中石化贵州织金60万吨/年聚烯烃项目整个场平土石方量在5000万立方米，可谓超大型土石方工程，目前的场平试验性工程就是为了后期大场平收集各类参数、总结施工经验。我单位在参与的过程形成了具有很高实用价值整套技术，培养了懂爆破、强夯、土石方调配的施工人才，并率先保质保量的完成工程项目，为贵州织金聚烯烃项目树立了标杆，在业主方树立了良好企业形象，为后期施工打下了坚实的基础。对提高本单位的市场竞争能力，提高经济效益有着重要的意义。1.2研究内容（1）深孔台阶爆破爆破参数的正确选用及爆破网络设计,对爆破设计进行优化，提高爆破有效能量的利用率，提高经济效益。（2)大型土石方工程深孔台阶爆破施工爆破器材的比选。大型土石方工程施工技术研究中石化中原建设工程有限公司3(3)爆破的安全控制：合理安全距离验证和盲炮及其处理,降低爆破的有害效应。(4)填方区分四层进行回填，层厚自下而上为6m、8m、9m、6m,第1、2、4层均设置两种强夯能级对比，第3层设置三种强夯能级对比，为后期大面积场平强夯施工选择合理的强夯能级提供数据支持。(5)通过强夯试验掌握此类填料压实系数及松散系数。1.3总体目标：通过研究总结出一整套成熟的大型土石方工程爆破、强夯施工技术，为后期工程储备技术、人才。1.4研究成果（1）形成了一套成熟的大型土石方工程施工技术（涵盖爆破、土石方回填、强夯地基等）；（2）试验总结出适合当地地质条件的合理的爆破网络参数；（3）探索出一套完整的安全保障措施，并形成制度；（4）总结了高填方地基填料的虚铺系数。1.5技术路线1.深孔台阶爆破设计，在实际施工中根据岩石性质以及试爆效果分析，逐步进行优化并确定最合理的网络参数，以达到研究的目的；2.强夯施工中不同强夯能级之间设置对比，在相同回填厚度上确定一种最经济合理的强夯能级。二、现状研究概况2.1深孔台阶爆破概况2.1.1深孔台阶爆破的几种形式深孔台阶爆破一般采用毫秒微差爆破法，按其起爆顺序和方式的大型土石方工程施工技术研究中石化中原建设工程有限公司4不同又分为许多种。如同排齐发爆破、按排起爆的排间毫秒爆破、同排与不同排按一定顺序起爆的毫秒微差有序爆破、小抵抗线宽孔距微差爆破、微差压渣爆破等。(1)同排齐发爆破。同排炮孔之间用导爆索连接，排间导爆索用不同段毫秒雷管引爆，称为排间齐发爆破法。这种爆破方法操作简便，不易发生错误。但导爆索自上而下引爆炸药，使堵塞段预先形成爆炸气体泄出通道，减少气体在炮孔内作用的时间，从而不利于岩石破坏。20世纪80年代该法在水利水电行业应用较多，以后逐渐减少。(2)同排毫秒微差爆破。同排炮孔装入同一段毫秒延期雷管，不同排使用不同段雷管的起爆方法称为同排毫秒微差爆破。因为同段毫秒延期雷管间存在误差，因而它们不能像齐发爆破那样相邻炮孔起爆时差小于1ms，而是大于1ms，乃至数十毫秒。同排雷管先响与后响，无法预测。这种利用雷管自身误差达到微差目的的爆破，对岩石破碎有利，它一般在孔数、排数不是特别多的情况下使用。(3)微差有序爆破。同排或多排炮孔按设计规定的顺序起爆的方法，称为微差有序爆破法。目前世界上大多采用塑料导爆管雷管起爆系统完成微差有序爆破。当每个炮孔内再分段，则构成孔间、孔内微差有序爆破。由于每一孔均处于三个自由面条件下爆破，使被爆岩石得以充分破碎。它是目前世界上比较先进的起爆方法，在三峡等水利水电工程中得到广泛运用。在炮孔较多和主要建筑物附近爆破时更加显示其优越性。(4)小抵抗线宽孔距微差爆破。这是瑞典人U．Langefors(兰格福大型土石方工程施工技术研究中石化中原建设工程有限公司5斯)等提出的爆破方法。其实质是在一个钻孔所能担负面积的条件下，间排距乘积等于该面积的多种组合中，以其间距等于2—8倍抵抗线取得的效果较好。采用该法爆破取得的岩石块度比较均匀。我国的实践经验以孔距是抵抗线的2～4倍者居多。(5)微差压渣爆破。在台阶前沿存有未清完爆渣条件下进行的深孔台阶爆破称为微差压渣爆破。我国水电建设中，此法多用于坝体石料开采的爆破。该法的优点是可加快施工进度和增加块石破碎度，同时也存在下列不利点：1)如果台阶前沿留有底坎，压渣使其无法清除，会使后续爆破不能炸到要求的高程，造成台阶根底的爬高现象。2)一般会产生台阶后部严重拉裂，更坏时会出现后翻与硬墙，给后续台阶钻爆带来困难。3)爆堆高、炸药单耗高、爆破振动大。2.1.2深孔台阶爆破特点深孔台阶爆破在石方工程中占有重要的地位。它已在露天和地下土建工程中被广泛应用。在铁路、公路、水利等土建工程及冶金开采中采用，取得了良好的技术经济效果。随着钻孔机械和装运设备的不断改进、爆破技术的不断提高、爆破器材的日益发展，深孔台阶爆破在改善和控制爆破质量、实现石方机械化施工、提高生产效率、达到快速施工方面，已明显地为人们所认识和重视。因此深孔台阶爆破方法在石方开挖中所占的优势越来越明显。大型土石方工程施工技术研究中石化中原建设工程有限公司6露天爆破时，通常是把山体划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系，在开采过程中各工作水平在空间上构成了阶梯状，每个阶梯就是一个台阶或称为阶段。台阶是露天爆破的基本构成要素之一，是进行独立剥离和开采作业的单元体。深孔台阶爆破的特点：（1）、破碎质量好，破碎块度符合工程要求，大块率低，无根坎，爆堆集中和具有一定松散度，能满足铲装设备高效率装载的要求；（2）、降低爆破有害效应，如震动、噪声、冲击波、飞石等危害，减少后冲、后裂和侧裂；（3）、提高爆破技术经济指标，即提高钻孔延米爆破量，降低炸药单耗，使钻孔、铲运等工序发挥最大效率。2.2高填方地基强夯概况2.2.1强夯法的特点（1）适用各类土层：可以用于加固各类砂性土、粉土、一般黏性土、黄土、人工填土，特别适宜加固一般处理方法难以加固的大块碎石类土以及建筑、生活垃圾或工业废料组成的杂填土，结合其它技术措施亦可用于加固软土地基。（2）应用范围广泛：可应用于工业与民用建筑、重型构筑物、设备基础、机场跑道、堤坝、公路和铁路路基、贮仓、堆场、油罐、桥梁、港口码头、核电站、人工岛等。（3）加固效果显著：地基经强夯处理后，可明显提高地基承载力、压缩模量、增加干密度、减少孔隙比，降低压缩系数、增加场地均匀大型土石方工程施工技术研究中石化中原建设工程有限公司7性，消除湿陷性、膨胀性，防止振动液化。（4）有效加固深度：单层8000KN.M高能量级强夯处理深度达12米，多层强夯处理，深度可达24~54米，一般能量强夯处理深度在6~8米。（5）施工机具简单：强夯机具主要为履带式起重机。当起吊能力有限时，可辅以龙门架等设施。（6）节省材料：一般的强夯处理是将原状土施以能量，无需添加建筑材料