水下爆破施工方案

炸岩工程施工方案山东天宝爆破有限公司二○一三年三月十六日2一、工程概况1、工程地点及概述二、主要项目施工方案（一）、水下爆破施工1．总体施工方法根据本工程特点及施工要求，确定以下总体施工方法：在基槽南侧范围内（距薛家岛一级渔港突堤码头较近），距离沉箱较近处采用水下毫秒分段爆破工艺实施。由于南侧基槽需有保护沉箱，为避免水下爆破时使沉箱发生位移、裂隙等不利现象的发生，现拟定以下方案：①我方钻爆船舶施工长度42.5m，配有三台高风压液压潜孔钻，完全满足该工程施工要求。②该工程基槽南侧需爆破距离约42m，宽约10.5m，北侧施工长度小于42.5m。共需两个施工船位钻爆。③起爆过程需对靠岸沉箱加以保护，按照安全要求设计单段最大起爆药量。④起爆采用毫秒分段起爆方式。2．施工方法⑴施工工序⑵主要施工方法①定位钻爆船定位采用全站仪定位精度可达10cm以内，完全满足定位精度要求。钻爆船的移动靠绞锚完成。每钻完一排孔后再进行下一排孔的定位工作。根据规范要求，定位偏差不得大于30cm。②钻孔钻孔采用风压潜孔钻，钻头在套管内旋转冲击钻孔。③爆破底标高计算爆破底标高的控制是根据施工水位和下至岩面的钻杆长度计算出岩面高程，并计算出钻孔深度。岩面高程=水深-水位-钻孔平台高度钻孔深度=设计标高-岩面高程+超深深度④验孔钻孔完毕后，用专用验孔器对孔底标高进行检验，确保炸药下到设计孔底标高。装药孔底高程误差不应大于50cm，若大于50cm应分析原因，是塌孔原因则重新掏孔后再行装药，如是钻孔深度达不到要求孔深，则在原孔位重新钻孔，直到符合要求为止。⑤装药定位钻孔验孔装药联网移船起爆钻孔完毕3每钻完一个孔，提起钻杆，沿套管将药柱及起爆体装入孔内，并用炮棍将炸药捅实，确保装药质量，然后提起套管。每一船位钻孔完毕，炸药也随之装完。⑥堵孔水深大于6m的可不需堵塞；水深大于3m小于6m的，堵塞长度取0.5～1.0m；水深小于3m的，孔口堵塞长度取1.5～2.0m。水深小时，堵塞长度取大值，反之取小值。本工程水深较大，除个别区域堵孔长度按0.5m考虑，其余区域不堵孔。⑦爆破网路的联接与起爆根据设计要求及钻爆船施工特点，每完成一定数量的钻孔后，即进行爆破网路的联接工作。联网时，每排孔内装的是相同段号雷管，排间由外向内分别装低段号到高段号的导爆管雷管实现微差爆破。每个船位完成后，将各段号的雷管用4～5枚引爆雷管分别联接，最后用100m长的导爆管联接。为防止导爆雷管在引爆时雷管碎片将导爆管炸断影响起爆效果甚至造成炸药拒爆，起爆管聚能穴方向要朝向导爆管传爆反方向，并用防水胶布缠紧。然后将钻爆船移至100m外或者更远的安全距离后，用起爆枪击发导爆管雷管进行起爆。（二）、爆破参数设计1．爆破施工材料的选择⑴雷管采用8＃非电毫秒延期导爆管雷管。该种雷管具有良好的抗雷电、杂散性电流能力，同时具有较好的抗水、抗压、抗渗性，适用于较为复杂条件下的爆破。⑵炸药炸药选用乳化炸药。炸药直径90mm，药卷长度0.35mm。该炸药具有爆速快、爆力强、猛度高，抗水性能强、安全性能好等特点，适合于水下钻孔爆破。2．爆破参数设计⑴钻爆孔爆破参数①钻孔方式及孔径一般采用垂直钻孔方式，由于本工程礁层较薄，钻孔时宜采用较小孔径钻机，适当减小钻孔的孔距和排距，适当减小超钻工作量，达到最佳效果，孔径暂定为90mm。②炮孔布置方式根据采用船机设备特点，为加快施工进度，本工程施工考虑采用梅花形布孔方式。③炸药单耗根据我单位常年炸礁施工经验，水下爆破的炸药单耗一般取q=1.0～1.5Kg/m3。本工程暂按1.2Kg/m3考虑。根据试爆后情况，以上炸药单耗可适当进行调整。④网孔参数根据本工程特点，设计炮孔间距a=2.5m，炮孔排距b=2.0m，超深1.5m～2m。⑤堵塞长度除个别水深小于6m的区域进行填塞堵孔，其他水深较深区域不堵孔。⑵装药结构各钻孔内连续装φ90mm的乳化药柱，由于本工程礁层厚度较小，每孔按照实际情况装置起爆体。靠近孔口位置留0.5m距离不装药用以堵孔，堵孔材料为粗砂。4装药结构示意图⑶爆破网路本工程的水下爆破采用3-5排孔每排18个孔作为一个船位起爆，每排连接网络分别装不同段别的导爆管雷管，采用串－并联的方式，实现排间微差爆破控制技术。爆破网络布置图⑷单孔装药量计算水下钻孔爆破单孔装药量按下式计算：Q=q0×a×b×H0式中：Q-炮孔装药量，Kg；q0-水下爆破单位炸药消耗量；根据本工程岩石性质，这里暂取q0=1.0kg/m3；a、b-炮孔间、排距，m；H0-设计开挖岩层厚度，包括计算超深值；这里暂按岩层最厚1.7m考虑，根据上式得出最大单孔装药量为：Q=1.0×2.5×2.0×(1.7+1.5-0.5)=13.5kg（三）、爆破安全爆破安全一般主要考虑的是爆破振动对码头及周围建(构)筑物的影响以及爆破飞堵孔长度0.5导爆管雷管孔内连续装φ90药柱5石对安全的影响等。爆破振动安全允许距离,可按下式计算.R=VK1·Q31…………（1）爆破安全振速，可按下式计算V=K·（RQ3）…………（2）式中：R——爆破振动安全允许距离，单位为m；Q——炸药量，延时爆破为单孔药量，单位为kg；V——保护对象所在地质点振动安全允许速度，单位为cm/s；可按《国家标准爆破安全规程》42页表确定（下为表）。K、α——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数1．爆破安全距离根据爆破规范，爆破地震安全距离可用下式计算：主要类型建、构筑物地面质点安全振动速度序号主要建、构筑物类型安全振动速度(cm/s)1土窑洞、土坯房、毛石房屋12一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物2～33钢筋混凝土框架房屋54重力式码头5～85水工隧洞106交通隧洞15K,α分别为与爆破点地形、地质条件有关的系数和衰减指数，可按下表选取或试验确定。陆上爆破K，α值岩石类型Kα坚硬岩石50～1501.3～1.5中等硬度岩石150～2501.5～1.8软岩石250～3501.8～2.0爆破震动安全距离主要考虑的是爆破震动对爆破区域内建(构)筑物的震动影响，本工程主要考虑爆破区域附近建筑物（护岸、桥梁、居民住宅）的爆破安全。这里爆破震动速度按重力式码头8cm/s计，K暂取250，α暂取1.8，由此计算出最大一段起爆药量应距预保护物之间的距离：R=16.12m6爆破施工区域距离（薛家岛一级渔港突堤码头）最短直线距离16.5m，满足设计要求。2．水中冲击波安全距离⑴对水中人员、施工船舶的安全距离根据《水运工程爆破技术规范》，钻孔爆破水中冲击波对水中人员、施工船舶的安全距离按下表确定。水中冲击波的安全距离人员或船舶状况水中冲击波安全距离(m)Q≤5050＜Q≤200200＜Q≤1000人员游泳5007001100潜水6009001400施工船舶木船100150250铁船70100150注：Q表示起爆药量，单位kg。由于设计的爆破单段起爆药量小于50kg，因此，水下钻孔爆破水中冲击波的安全距离：对于游泳者500m、潜水者600m、木船100m，铁船70m。⑵对航行船舶的安全距离爆破地点在航海时为1500m。（四）、风险评析及控制方案1、水下爆破地震波（1）风险分析：在实施水下爆破时可能产生地震波危害效应，主要来自三个方面：一是爆破直接作用形成的地震波；二是水中爆破冲击波冲击水底边界所产生的冲击地震波；三是爆炸气体中做胀缩上浮运动形成的脉动水压力也会引起地震效应。可能产生的危害：因震动对建筑物造成掉落碎块、产生裂纹或增大裂隙率、移位乃至塌毁。（2）预防和防护：①准确掌握爆破区域地质条件，熟悉爆破对象的结构和材质特点，为爆破设计做好资料准备和提供可靠的依据。②认真进行地质勘察和工程测量，了解和掌握爆破地震波的特征、传播规律及对周围构筑物的影响，进一步修改爆破参数和优化爆破施工方案，取得更好的爆破效果，以确保施工安全。③重视现场组织实施，重视爆破监测，不断根据现场实际情况调整合理的爆破参数，修正施工方案。在保证清挖效果的前提下，尽量减小单耗。④尽量减小孔径和孔网参数，降低单孔起爆药量。⑤精心设计起爆网络，保证装药和联网质量，严格按照设计安全药量来控制最大单响药量。2、水中爆破冲击波（1）风险分析：炸药在水中进行爆炸时，具有高温高压的爆轰波急剧压缩和冲击周围水介质，形成强烈的水中冲击波，向周围转播，由于水是几乎不可压缩的介质，冲击波的能量衰减较7慢，可以传播较远。可能产生的危害：船艇损伤、人员伤害。（2）预防和防护：①按照施工设计方案严格控制一次起爆药量；②爆前划定安全区，严格安全警戒程序，在实施爆破前，必须保证相关船艇、人员处于安全区。详见安全区域范围图。③在条件允许的情况下，可以考虑进行水中冲击波试验，通过试验确定水中冲击波的安全药量和安全距离。3、爆破飞散物（1）风险分析：在工程爆破中，爆破飞散物造成的安全事故是最多的，出现的飞散物主要有两种：一种是炸药爆炸破碎岩石时，被爆炸气体和冲击波能量抛掷出来的碎块；另一种是建（构）筑物构件爆破倾倒解体过程中产生的碎块。本工程只考虑前一种的情况。按照《爆破安全规程》（GB6722-2003），水深达到6米以上的情况时不考虑飞散物对地面或水面以上人员的影响。水深在1.5～6米的情况下，要根据设计确定。本工程爆破区域高平潮水深大于6米，并采取高潮爆破的措施。故可不考虑飞散物影响。