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湖南省洞口到新宁高速公路第六合同段爆破施工专项安全技术方案路港集团有限公司二O一O年四月十四日爆破施工专项安全技术方案一、工程简介本标段设计起点本项目在湖南省的湘西南邵阳市境内，北起洞口县（大水互通），经武冈市至新宁县塔子寨（湘桂界），路线总体走向由北向南走。本合同段位于武冈市头堂乡和安乐乡，路线起于头堂乡曹旗村，桩号K30+700，终于安乐乡郑家坪村，桩号K36+800，全长6.100Km。本工程项目爆破施工有路基石方爆破及桥梁基础工程人工挖孔桩爆破两种，路基石方开挖爆破主要在：K30+700-K30+750段，其爆破石方数量为8791m3；K36+660-K36+800段，其爆破石方数量17243m3。本工程项目石方爆破工程委托邵阳市威远爆破工程有限公司进行施工，租用安乐乡独山村威远民用炸药仓库。二、工程自然条件（一）、气候本合同段地属亚热带季风性湿润气候，年平均气温17.2~17.6℃，年平均降雨量1414.6，降水集中于每年5月，平均为208.9mm，12月降水最少平均为37.3mm。（二）、水文地质本合同段地表水系河流发育，主要为赧水及其支流。主要接受大气降水的补给。路线所经地域降水充沛，雨季多集中于4-7月，此期间为汛期，河水受降水影响明显，一般10月至次年3月为枯水期，为桥梁基础工程施工相对有利期。本合同段所处的地区为低山丘陵地貌，地形较平缓，地面高程一般为300~320m，山体坡度多在15度~35度之间。（三）、地震本合同区域内地震动峰值加速度＜0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35S，按《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）的规定，本地区抗震采取简易设防。三、石方开挖爆破方案石方开挖采用机械打眼、放炮松动石方，然后用推土机配合装载机或反铲挖掘机进行装碴，自卸汽车运输的方式施工。接近坡面的开挖爆破采用预裂爆破或光面爆破，以减少对边坡的扰动。没有监理工程师的同意不得采用大中型爆破。开挖完成后修整边坡，施作防护工程，修建侧沟。(一)石方爆破开挖主要要求：1.根据我单位石方爆破开挖的施工经验和成熟的施工工艺，为保证爆破安全，在加强防护的基础上严格控制爆碴的破碎程度，达到爆后岩石“碎而不抛”、“松而不飞散”和“预裂而不飞”的最佳效果。2.严格控制爆破松动范围，爆破后的断面尺寸与设计尺寸必须相符，做到施工放样准确无误，边坡平顺而稳定。3.严格控制“爆破四害”：爆破地震波、空气冲击波、噪声和飞石，从理论分析前三种对周围环境及建筑物不会造成很大的危害。如何控制飞石及爆碴塌落位置是主要目标。飞石是由炸药爆炸后多余能量所产生。在施工中优选孔径、孔深、孔数、孔距、排距和炸药方法和起爆方式，提高炮孔的堵塞质量，以达到松动而无多余能量造成飞石。4.选择最优低抗方向：在最优低抗方向上爆破强度最小，反方向最大，侧向居中，而在最小抵抗线上又是碎石飞散的主要方向，为了综合减震和控制飞石，尽量使保护的构造物或边坡居于最小抵抗线两侧。(二)石方爆破开挖施工方案和主要施工工艺根据整个工程土石方填筑区对石方的具体要求，从降低成本，加快施工进度上综合考虑，决定采取先进的爆破施工方案——粉碎性控制爆破。该方案是将粉碎性爆破和控制爆破有机结合，以达到减少二次爆破工序的新工艺，爆破后的石渣粒径85%以上可控制在15cm以内，能够满足场平填料对碎石粒径的要求，块石采用破碎锤破碎或二次破碎爆破。图1石方爆破施工工艺流程施爆区管线等设施调查爆破设计与设计审批爆区放样清除覆盖层各强风化岩面放样、布孔与钻孔爆破器材检查与测验炮孔检查与废渣清除装药并安装引爆器材起爆清除瞎炮解除警戒、测定爆破效果装运石方与整修边坡布置安全岗、人员机械撤离1.提高爆破效果的技术质量措施根据设计路基填石松铺厚度为50cm，则填筑石料最大粒径不超过松铺厚度的2/3，即不大于33cm的要求和我公司以往同类工程施工实践中的经验，同时考虑到岩石特性，为使爆破后90%以上的石块满足要求，施工中将采取以下技术措施保证质量要求：①使用猛度大、爆力强的2号岩石硝铵炸药；②适当提高爆破岩石单位体积使用炸药量q（kg/m3），根据地质地形条件变化情况，调整装药量及装药结构；③梯段高度大于5m的挖方段，使用深孔爆破技术，合理选用炮孔的排距和间距，采用双层间隔装药结构，减少岩石大块率；④使用微差爆破技术，选择最佳微差间隔时间，合理布置起爆顺序；⑤采用预裂爆破技术，在爆区和边坡、被保护对象之间形成隔槽，减少主爆孔对周围建筑物的影响；⑥采用V型起爆技术，改善大区多排爆破的质量，实现宽孔距小抵抗线爆破，保证爆破效果；⑦梯段高度小于5m的挖方区，或“土夹石”中的外露部分采用浅孔爆破技术，合理布眼及选择台阶要素。2.预裂爆破设计为了减少爆破地震波对永久性边坡或建筑物的坡坏，在主爆孔爆破前，沿坡面上采用较密集的钻孔，采用间隔、弱性装药，瞬间同时起爆的方法，沿坡面预先炸出一道裂缝。本工程对设计的开挖坡面或有被保护对象的爆破地段均采用预裂爆破。①预裂孔采用φ80mm钻头钻孔，根据a=(8-12)d，选取孔距a=80cm；②预裂孔为倾斜孔，倾角与坡面角相同，并在坡面上保持平行等距离；③预裂孔线装药密度根据三峡公式q=3×(d×a)1/2×δ1/3计算得取值范围为300-350g/m（工地试验确定），采用φ32mm药卷；④控制单响药量，预裂孔内用导爆索连接，孔外用每10孔用非电导延时雷管连接，分段先行起爆；⑤为防止药卷串及导爆索弯曲，可将药卷串捆扎在20-30mm宽的长竹片予以固定。(三)深孔松动爆破方法钻孔设备采用YQ-100A型潜孔钻机2台，钻头直径均为φ100mm。根据取土场地形和临空面条件，爆破台阶高度暂按8.0m设计，临空面与地面呈a=70°，炮孔顺坡面打成斜孔，炮孔布置见图2。第一排炮孔距临空面边缘距离为B=3.0m，炮孔排距取b=2.9m，炮孔间距取a=3.2m，本设计中W=3.76，根据我公司在类似工程中的施工经验，爆破岩石单位体积炸药消耗量取q=0.42kg/m3，则每孔爆破方量为2.9×3.2×8.0=74m3，每个炮孔装入炸药量Q=74×0.42=31.1Kg,，总装药长度L1+L3=4.6m，底部装药按3/4计，实际装药23.3kg，装药长度L1=3.5m，上底部装药按7.8kg，实际装药长度1.1m，炮孔堵塞长度共计4.7m，中间堵塞长度L2=1.7m，上部堵塞长度L4=3.0m，超钻孔深h1=0.8m。平均每个炮孔的石方爆破量不低于74m3，集中度最大可达到7Kg/m。深孔爆破炮孔布置示意见图2。为了保证良好的爆破效果和理想的岩石块度，在爆破工程开工之初，预先进行试爆，通过试爆和测试，检验预先确定的爆破参数是否合理，并对它们进行适当的调整。图2深孔爆破炮孔布置示意图钻孔过程中，严格控制钻孔的位置和倾斜角度（a=70°），成孔质量的高低直接影响爆破效果。每个炮孔的底部，在装药之前先安放聚能帽，再进行第一次装药，要保证装药的密实度。分两段装药，准确控制每段的药量。认真对待炮孔堵塞工作，堵塞材料用专门制备的、拌合均匀的25%砂子+75%粘土+20%水（重量比）做炮泥。堵塞要逐段连续装炮泥，适当挤压紧密。堵塞炮孔时注意先捋顺导爆管，堵塞过程中决不能伤及导爆管。完成钻孔以后，将孔口堵好，编号，防止雨水浸入。装药前检查炮孔是否有水，若有水则将其清除干净，然后对号入座装药。(四)浅孔爆破设计w钻孔采用凿岩机10台，装药采用连续装药结构。根据招标图及现场地质条件，场区内开挖多为低台阶爆破。其超钻要适当加大，台阶越低，单耗适当增加。其钻孔和装药参数设计如下表。浅孔爆破设计钻孔和装药参数设计表孔径(mm)台阶高(m)孔深(m)抵抗线(m)孔间距(m)堵塞(m)装药量(kg)单耗(Kg/m3)641.01.40.81.01.10.40.50642.02.71.31.61.51.90.46643.03.81.62.01.63.80.40644.04.92.12.62.06.50.35(五)起爆网络的设计爆破采用塑料导爆管孔外微差复式起爆网络起爆。为加大起爆力度，用胶泥质炸药做起爆体，每个起爆体内置两发非电即发雷管，每段装药的下部装一个起爆体。分两段装药时，每个炮孔中引出的四根导爆管相互串联成回路。炮孔外将每段同时起爆的导爆管联成起爆回路，再用非电毫秒雷管逐级逐段地联成爆破网络，使多排炮能按设计的起爆顺序和间隔时间逐次起爆。每段起爆回路之间，选用7段毫秒雷管来分段。整个网路联接成逐级复式回路以后，用两发即发电雷管引爆整个网络，电雷管用电力起爆器引爆。爆破附近有居民，为了改变爆破飞石的抛掷方向，决定采用偏心爆破的方法，改变爆破作业的临空面，使临空面背靠居民区。爆破顺序示意见图3，整个网络的联接方法见图4。当用两个即发电雷管引爆第一排炮时，第二排炮的两发7段非电雷管也同时被点然，待200ms以后第二排炮起爆，同时点燃第三排的两发7段非电雷管，待200ms以后第三排炮起爆，以此类推逐排起爆。用导爆管联接起爆网路最大的优点是安全，塑料导爆管在受压、砸、烧时都不会被引爆，而且爆速又很快，每排炮孔之间只要联接成回路，起爆的可靠性能够得到保证。每排炮之间用7段毫秒雷管引爆，既可使前后两排炮爆破的岩石充分撞击增加岩石的破碎程度，提高爆破效果，又可以减少爆破引起的振动。但采用电起爆网路施工要注意：①禁止采用裸露导线；②联结方法“由里向外”；③起爆信号发布以前，严禁联结区域线和主线；④连接区域线与主线之前，要先进行导通电阻检查，误差不能超过5%，否则要重新调整；⑤如遇雷雨天气先要预先撤走工作人员，留下必要的爆破工赶快解开结头。图3爆破顺序示意图123253648723344344556677889910556图4非电导爆管孔处微差接力起爆网络联接法示意图(六)爆破安全距离的计算及地震效应验算在规定的爆破时间内，施工人员和设备一律撤出危险区（人员撤至400m以外，设备撤至背离抵抗线方向100m以外），确保邻近房屋及施工人员、设备的安全。1.飞石距离计算飞石距离x=20KaN2W，其中：Ka—系数，Ka对人员取1.5，N—爆破作用指数，松动爆破取n=0.75，W—最小抵抗线，本设计中W=3.76，则x=63.5m〈400m（安全系数可达到6.0以上）。2.爆破引起的地震效应验算V=K（a1/3/R）2。其中：A)安全距离R按300m计，最大单响药量取Q=500Kg，对坚硬岩石系数K取150，a取1.5，则V=0.65cm/s。根据GB6722-86爆破四通起爆回路7段非电毫秒雷管即发电雷管炮孔中引出的四根导爆管安全规程能够保证土坯房、毛石房屋安全标准1.0cm/s；B)设备安全距离按100m计，则V=3.35cm/s，能保证钢结构及一般砖房的安全标准5.0cm/s。经验算爆破引起的地震波不会对机械和周围建筑物、构筑物及自然景观存在危害。3、爆区前方地势开阔，空气冲击波噪声和爆破废气也不会造成危害。只要控制好起爆时间间隔，爆破的安全工作能得到有力的保证。四、人工挖孔桩的爆破施工方案（以1.5m桩径为例）人工挖孔桩的上层采用羊镐和风镐开挖。下层坚硬致密岩层的开挖采用浅眼爆破法，在炮眼附近加强支护，防止震塌孔壁，孔内爆破采用电引起爆。爆破作业有专业爆破人员并持有资质证及上岗证和丰富的爆破经验进行爆破施工.在爆破施工过程中，爆破方法选用直线掏槽，炸药选乳化炸药，实施毫秒微差爆破。⒈爆破技术设计由于人工挖孔桩入岩爆破施工时,自由面狭小、作业面较深、岩石的夹制力较大，中风化层以上土层成孔时,护壁抗震能力小。所以孔桩入岩爆破宜采用小直径浅孔微差爆破。①爆破参数桩基入岩爆破参数不同于自由面大的隧道爆破参数,但可参照矿山竖井开拓时的一些爆破参数。其实际值应根据所爆破的孔桩直径、岩石的物理力学性能、岩石的风化程度、岩石的结构组分、内聚力、裂隙性、特别是岩石的变形性及其动力特性、以及所用炸药的性能来确定。▲单位用药量系数孔桩入岩爆破的岩石为中、微风化，孔桩直径为Ф1.5m，周边对所爆破岩石的约束力大。初步按照以下数据选用。岩石类别强-