平基土石方爆破工程施工方案

重庆建工第三建筑有限责任公司长生停车场项目部第1页共31页重庆轨道交通六号线二期工程长生停车场平基土石方工程爆破专项方案一、工程概况、环境与技术要求1.1工程概况：根据重庆市轨道交通线网规划，为满足重庆地铁六号线配属车辆的停放，运用与检修及全线系统设备设施的保养与维修的需求，本线设置车辆基地，由大竹林车辆段与综合基地、长生停车场及龙凤桥车辆组成。长生停车场位于南岸区刘家坪站西北约0.7Km处，南临规划差园路，西侧为规划茶园立交。占地约17公顷。场区内地形为丘陵地带，植被覆盖较为茂密，地开高差大，有高山深沟，最高高程为315m，沟底最低高程为249m，目前该区域部分为荒地，部分为庄稼地，另有少量民房。本工程的红线区域有一条施工便道，但需要加宽处理及延伸到红线区域内。1.2周围环境：爆破施工作业区域面积较大，有利于施工机械作业。区域内有民房、厂房同时有部份高压线从红线上空穿过，条件较差。施工气象属亚热带气候，温暖湿润，雨量充沛，具有春早夏长，秋雨连绵，冬暖多雾的特点。1.3技术要求：技术等级：环境不复杂的岩土爆破炮孔孔径：≤50mm；爆破的钻孔深度：≤5m；安全允许振速：≤2.7㎝/s；重庆建工第三建筑有限责任公司长生停车场项目部第2页共31页最大装药量：≤30Kg；飞石的最大安全距离：≤50m；岩石单位耗药量：≤0.4～0.5kg/m3二、爆破区地形、地貌、地质条件，被爆体结构、材料及爆破工程量计算；2.1、爆破区域地形、地貌描述爆破作业区域属于山岭重丘区，地形、地貌较为复杂，地形起伏较大，沟谷切割较深。最高点高程为315m，最低点高程为249m，相对高差66m。该爆破作业区域内地表植被较厚，主要有杂草、灌木、果树林、大棚和庄稼地，农田以种水稻、小麦、玉米，红署为主。2.2地质条件地层岩性：场地内地层由第四系全新统松散层和侏罗系中统沙溪庙组岩层组成，基岩主要为砂质泥岩、砂岩互层产出。砂质泥岩：紫色，紫褐色，紫红色，粉砂泥质结构，中厚层状构造。表层强风化带一般0.8～2.0m，强风化岩心呈碎块状，风化裂隙发育；中～微风化岩心吓到柱状、长柱状岩体较完整，整个场地内均有分布。岩体较完整，属软质岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。砂岩：灰色～紫灰色，细粒结构，厚层状结构，泥质胶结。主要矿物成分有：石英、长石。砂岩强风化层厚度0.5～1.6m，强风化岩心多呈黄色、黄灰色，碎块状、短柱状；中风化岩心呈柱、长柱状，裂隙较重庆建工第三建筑有限责任公司长生停车场项目部第3页共31页发育～不发育，岩体较完整，属较软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。区域内基岩强风化层厚度差异较大，0.5～2m左右。基岩强风化带岩体破碎，风化裂隙发育，岩质软，岩体基本质量等级为Ⅴ级。2.3被爆体结构区域内地质构造位置属南温泉背斜东翼，岩层呈单斜状产出，基倾向125，倾角20～26左右，未见断层通过。根据地面调查，区内岩体中有两组构造裂隙存在，基特征如下：J1：产状为190～205。65～75。，裂面较平整、微张，间距2～4m，延伸长3～5m；结构面结合差。J2：产状为304～314。45～50。，裂面张开0.5～2mm，间距1～1.5m，延伸长2～4m；结构面结合差。J1与J2裂隙为共轭“X”裂隙。均为硬性结构面，结合一般。区内节理发育程度为不发育～发育，岩体完整～较完整，呈厚层状～块状结构。主要对弱风化带的泥岩、砂岩进行浅孔及光面爆破。2.4爆破材料炸药：2＃岩石炸药，主要为硝铵乳化炸药。雷管：普通电雷管、毫秒电雷管、抗杂电雷管、导爆索。起爆器：GM-1000型起爆器覆盖物：棕垫、废旧轮胎胶皮垫。鼓风机：5KW重庆建工第三建筑有限责任公司长生停车场项目部第4页共31页2.5爆破工程量的计算2.5.1平基土石方爆破挖方总量:191万m3,主要以泥质砂岩、砂岩。爆破集中在RCK0+700左侧及RCK1+000～RCK1+130段，预计平基土石方工程工期为3.5个月。2.5.2爆破材料使用量：1、石方爆破的单孔装药量：Q=αabHα=0.4～0.6kg/m3取0.5kg/m3（67.5+2.5）×10000×0.5=350000(kg)=350T2、雷管用量：考虑到岩体爆破属小范围整体爆破，雷管用量取0.57个/m3（67.5+2.5）×10000×0.57=400000（个）＝40万3、起爆器：我部计划有二个作业面，每个作业面使用一台，备用一台，共计3台。三、设计方案与爆破参数选择3.1确定爆破方案必须考虑的因素:1、爆破作业量大、工期紧、任务重、安全第一。2、爆破施工：要严格控制爆破地震波、空气冲击波、个别飞石、机械噪音的影响，民房保护。3.2爆破方案的确定:3.2.1爆破作业指数（n）的确定：0.5＜n≤0.75（松动爆破作用指数）。重庆建工第三建筑有限责任公司长生停车场项目部第5页共31页3.2.2火工产品的确定:2#岩石硝铵炸药及1-10段毫秒或瞬发电雷管及导爆索。3.2.3该工程石方开挖可分为半填半挖、傍山路堑全断面开挖二种断面形式，对这二种典型施工段分别予以爆破方案设计，爆破总体方案详见B-1。B-1石方爆破施工方案项目类型半填半挖傍山路堑全断面岩性泥岩、砂岩泥岩、砂岩爆破总体方案浅孔爆破、光面爆破路堑浅孔爆破、光面爆破工作面方案分层横向台阶方案分层纵向台阶方案“留靴”槽式堑沟方案软岩爆破参数W=1.1ma=1.2mW=1.1m，a=1.2m次坚石W=2.6ma=2.6mW=1.0m，a=1.1m坚石W=1.9ma=2.4mW=0.8ma=0.9m凿岩机YDT85YDT85炮孔直径38mm42、50mm炮孔深度1－3m4-5m炸药2#岩石硝铵炸药2#岩石硝铵炸药起爆器材普通电雷管、毫秒电雷管普通电雷管及导爆索四、钻孔设计和装药量计算重庆建工第三建筑有限责任公司长生停车场项目部第6页共31页4.1半填半挖开挖半填半挖横断面开挖根据工作面情况，采用如下三种作业方法：4.1.1分层横向台阶控爆法分层横向台阶控爆法如T-1所示，此方案适用于挖方较窄处，且对飞石要求严格控制地段。4.1.2分层纵向台阶爆破法分纵向台阶爆破方案适用于地势较平缓，离公路、河流较远地段，如T-2所示。4.1.3边坡开挖按设计边坡坡度采用光面爆破开挖，孔径d=38mm，炮眼间距30mm，光面层厚度W=600mm，装药量为0.20-0.30kg/m，其布眼如T-3所示。平面图w纵剖面图T-1分层横向台阶布眼图重庆建工第三建筑有限责任公司长生停车场项目部第7页共31页T-2分层纵向台阶布眼图T-3光面爆破炮眼布眼图4.2傍山路堑全断面开挖4.2.1施工顺序傍山段深挖路堑开挖总体如T-4所示，首先沿预定路基外向前形成一槽式堑沟（图中I部分）；然后再爆破剩余部分（如图中II部分）；即所谓“留靴”爆破，以防止路基上部山体爆破岩石向下滚落，爆破II部分岩体时，采用微差控制爆破形式以控制爆破方向，即控制爆破抛石方。重庆建工第三建筑有限责任公司长生停车场项目部第8页共31页山坡轮廓线III最终边坡保留岩体T-4傍山段深路堑爆破施工顺序图山坡轮廓线保留岩体槽待爆岩体II式Ⅰ堑沟T-5傍山段深路堑爆破施工顺序图1、I部分岩体爆破参数⑴堑沟宽度B（如T-5）考虑便于汽车装运；钻孔设备操作，爆破网络设计等因素，拟掘进10m宽的堑沟。⑵炮孔直径d（如T-6）凿岩设备采用潜孔钻，开挖爆破与光面爆破穿孔设备量好一重庆建工第三建筑有限责任公司长生停车场项目部第9页共31页致，有利于现场操作，拟采用d=50mm，b=2.6mm，a=2.6m。Wb=ahd超深T-6爆破参数示意图保留岩体40123baT-7I部分山体爆破孔起爆顺序图⑶、布孔方式及微差间隔的确定，布孔形式如图T-7，采用等三角布孔，以利于炸药能量均匀作用于岩石，实现理想的破碎效果。起爆顺序依次为0-1-2-3-4，首先起爆的炮孔位于依上部山坡一侧，先爆炮孔为后爆炮孔提供自由面，按图示布孔及微差起爆顺序有利于控制爆破堆前移方向，改善破碎效果，降低爆破震动。根据我国生产的毫秒微差管系列，时间间隔采用25ms系列。2、II部分岩体施工顺序重庆建工第三建筑有限责任公司长生停车场项目部第10页共31页由于地形爆破施工的影响，钻孔机具，施工爆破顺序必须考虑山体的坡度，II部分总体爆破施工顺序如图T-3-8所示。由上到下依次为A-F，每部分又分为压碴爆破和光面爆破。FE最终边坡DCBA待爆岩体T-8Ⅱ部分山体爆破孔起爆顺序图3、边坡控制方案为确保边坡的稳定，不产生超挖和欠挖，边坡采用光面爆破，节理间隙发育地段及某些特殊地段采用预裂爆破。为获得良好的光面效果，采用低密度，低爆索的炸药，为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，使爆破作用呈准静态。拟采用国产2#岩石炸药，以获得预期效果。①、光面爆破参数的确定参照国内外岩石光面爆破施工经验，光面炮孔参数确定如下：A、最少抵抗线Wh孔=0.63m～1.8m重庆建工第三建筑有限责任公司长生停车场项目部第11页共31页本工程中取W=1.5mB、炮孔间距a=（0.6～0.8），W=(0.6～0.8)×1.5=0.9～1.2m。本工程取a=1.1m。C、光面炮孔装药量Q=q×a×w=0.5×1.5×1.1=0.825kg/m式中q——松动爆破单位炸药消耗量，取0.5kg/m3。光面爆破示意图如T-9所示。②光面爆破装药结构不偶合系数采用3.0。aW最终边坡轮廓线炮孔T-9光面爆破示意图A、药包制作：为保证在光面爆破时，不使药包冲击破碎炮孔壁，有必要在现场施工中采取施使药包位于炮孔中心，如T-10，将药卷捆绑于竹杆上，各药卷间用导爆索相连，药包一端绑上起爆雷重庆建工第三建筑有限责任公司长生停车场项目部第12页共31页管即成，操作时将包置于孔内，上部堵塞好。炮孔药卷竹杆起爆线堵塞T-10光面爆破装药结构图B、堵塞：良好的堵塞是保持高压爆炸气体所必须的堵塞长度，为炮孔直径的12-20倍，现场根据孔间距和光面层厚度适时调整。4、预裂爆破参数炮孔间距根据国内外经验取a=1.0m；装药密集系数取为3.5，装药量Q=2.75[σ]0.53r0.38=2.75[1200]0.53×250.38=400g/m式中:[σ]——岩石极限挖压强度，取1200Kg/cm2r——炮眼半径25mm。装药结构与光面爆破相同，但预裂缝一定要比主爆区超长4.5-9m，比主爆孔提前75-150ms起爆，硬岩取小值，松软岩石取大值。5、爆破块度控制重庆建工第三建筑有限责任公司长生停车场项目部第13页共31页因石方爆破后必须作为填方材料，爆破块度要求控制在30-40cm，为了达到良好的块度要求，可采取如下措施：①根据实地岩性情况，不断优化炮孔参数；②采取压碴挤压爆破：如T-11所示，即在施爆岩体前面依次留下2-4m厚前次爆破的岩碴，这样有利于阻止施爆岩体前移和岩体充分破碎。留碴厚度留碴厚度δW炮孔前次爆破碎岩T-11压碴爆破装药结构图③采用孔内微差爆破技术，可加强孔底爆破作用，改善爆破效果，并且减震效果好。④工作面开阔地带，可采用格式布孔，对角微差起爆，如T-12这种起爆方式，岩石抛掷距离比排间微差减少30%左右，大块率可下降到90%以下，并可大幅度地降低地震效应。重庆建工第三建筑有限责任公司长生停车场项目部第14页共31页图中数字为起爆顺序123456789101112T-12格式布孔，对角微差6、爆破安全①爆破震动根据《爆破安全规程》规定：对于一般砖房，非抗震的大型砖砌块建筑物，震速V≤2-30m/s，建筑物距爆破点不小于50m，以此计算：R=(K/v)1/a·Qm或Q=R1/m·(K/v)-1/am式中Q——最大装药量，kg；R——距爆源中心距离，m；K——与介质特性有关系数，取150；a——与地形、地质等有关系数，取1.5经推算得Q=30kg。可见，对于50m外的一般建筑物，当某段起爆药量达30kg时，不会产生震动破坏。且爆源位于地势高处，待保重庆建工第三建筑有限责任公司长生停车场项目部第15页共31页护建筑物位于山脚，实际的爆破震动要比计算允许值低得多