上桥车站水压爆破施工方案

重庆市轨道交通环线上桥车站凤鸣山车站及区间隧道工程上桥车站节能环保水压爆破施工方案中交第一公路工程局有限公司和中交隧道工程局有限公司联合体重庆市轨道交通环线上桥车站凤鸣山车站及区间隧道工程项目经理部2014年11月25日重庆市轨道交通环线工程上桥车站水压爆破施工方案中交第一公路工程局有限公司和中交隧道工程局有限公司联合体一、工程概况1.1上桥车站概况上桥车站为重庆轨道交通环线工程第二座车站。车站位于沙坪坝区凤中路正下方，大致呈南北走向，南接重庆西站，北接凤鸣山站。车站东侧为科能技校和上桥二村，西侧为新桥街道办事处和西环高速路。上桥车站起讫里程YDK2+687.121～YDK2+893.122，全长206m。站台区为地下两层标准岛式暗挖车站，站台宽12m，有效站台长140m，有效站台中心里程：YDK2+776.421。车站主体为单洞双线标准暗挖隧道，采用矿山法开挖，双侧壁导坑法施工，初支采用喷锚支护，二次衬砌采用C40、P12模筑钢筋混凝土。车站内部线路以直线为主，大里程端局部为曲线，标准断面开挖宽度为23.54m，开挖高度为20.76m，拱顶岩土层厚度12.10m～20.52m（中风化岩层厚度11.1m～18.2m），为浅埋隧道，局部为超浅埋隧道，开挖断面为直墙圆拱形。车站共设3个出入口，两端各设一组活塞风井，采用一斜井作为渣土外运及材料进出的施工通道。1.2施工周边环境本车站隧道位于重庆市沙坪坝区上桥地区，隧道正上方为凤中路，地面街道行人车辆密度大。本工程隧道大致呈南北走向，车站东侧为科能技校和上桥二村，南侧为新桥街道办事处和西环高速，西侧与西北测为319国道及新桥医院。地下管线情况：因为隧道通过的范围为城市繁华区域，市政设施比较发达，主要的管线有市政水、污管道，自来水给水管道，电讯及光纤传输等弱电管线，还有地下电缆等。主要管线有一根埋深0.82m直径DN1000的电力管、重庆市轨道交通环线工程上桥车站水压爆破施工方案中交第一公路工程局有限公司和中交隧道工程局有限公司联合体一根埋深4.62m砼1000x1500排水管，一根埋深3.45m直径DN1000排水管，一根埋深2.02m直径DN400排水管，2根电信管6孔300x200，1根电信管2孔200X100。1.3水压爆破简介1、概述隧道掘进节能环保水压爆破：在爆破装药过程中，往炮眼中一定位置注入一定量专用设备加工成的“水袋”，炮眼口部利用炮泥堵塞的一种装药结构。即水压爆破与常规爆破在炮眼设计、参数选择、药量计算和起爆方法等方面完全相同，根本区别在于炮眼装药结构上。水压爆破就是往炮眼一定位置注入一定量的水，并在孔口位置用专用设备加工而成的“炮泥”回填堵塞。2、基本原理在水中传播的击波对水不可压缩，爆炸能量无损失地经过水传递到炮眼围岩中，这种无能量损失的应力波十分有利于岩石破碎。此外水在爆破气体膨胀作用下产生的“水楔”效应有利于岩石进一步破碎。炮眼中有水还可以起到雾化降尘的作用，改善了施工作业环境。同时用专用设备制作的炮泥回填堵塞炮跟，比土坚实、密度大、还含有一定的水分，对抑制爆生气体冲出炮眼要比无回填堵塞或仅用纸卷、土回填好的多，而且操作使用方便。炸药在爆炸时产生的冲击波，在水中的衰减速度要远远小于在空气中的衰减速度，所以在炮孔底部或中间加入一定量的水袋，使炸药产生的冲击波通过水袋中的水直接作用在岩石上，提高能量的传递效应，大大的减少了炸药能量的消耗，提高了炮眼利用率。炮眼中的水袋，在炸药爆炸的作用下，会产生“水楔”效应，有利于围重庆市轨道交通环线工程上桥车站水压爆破施工方案中交第一公路工程局有限公司和中交隧道工程局有限公司联合体岩的进一步破碎，较少爆破产生的大块率。同时，水袋在爆炸的作用下会产生雾化作用，可以吸收粉尘，降低爆破后的粉尘浓度，较少了爆后对环境的污染。由于采用了炮泥加水袋堵塞，避免了炸药能量的外泄，炸药能量充分利用在爆破岩石上，使得爆破效率提高，减少了炸药的消耗，提高了隧道开挖的经济效益。3、水压爆破的特点由于水的物理力学性能同空气不一样，与常规空气不耦合装药相比，钻孔水耦合装药爆破具有以下特点：（1）基于水的不可压缩性和较高的密度、较大的流动粘度，水中爆轰产物的膨胀速度要慢，在耦合水中激起爆炸冲击波的作用强度高和作用时间长；（2）在炮孔周围岩石中产生的爆炸应力波强度高，衰减慢，作用时间较长，即有较高的爆炸压力峰值，因此，对岩石造成的破坏作用强；（3）因为水的不可压缩性和较高的能量传递效率，同时相当于炮泥，水又具有一定的堵塞作用，传递给岩石的爆破能量分布更加均匀、利用率高；（4）在爆破破碎质量上，它能使破碎块度更加均匀；在爆破安全方面，它能够有效地控制爆破震动、爆破飞石、空气冲击波和爆生有毒气体的强度和数量、降低爆破粉尘；（5）与耦合装药相比，水耦合装药又能够降低孔壁岩面上的初始冲击压力，利于提高光面爆破、预裂爆破的成型质量。4、水压爆破的优势水压爆破成功解决了常规工程爆破存在的“不能充分利用炸药能量”和“爆破产生的粉尘严重污染环境”两大难题。重庆市轨道交通环线工程上桥车站水压爆破施工方案中交第一公路工程局有限公司和中交隧道工程局有限公司联合体水压爆破具有明显的“三提高一保护”作用，即：（1）提高炸药能量利用率即节省炸药；（2）提高施工效率即加快施工进度；（3）提高经济效益即节约成本；（4）保护环境即大大降低粉尘含量保护环境和人身健康。二、编制依据1、《节能环保工程爆破》中国铁道出版社2、《隧道掘进水压爆破》试点相关资料。3、《爆破安全规范》GB6722-20034、《隧道掘进和城市露天开挖水压爆破技术》三、施工准备3.1劳动力组织如每循环爆破80m³，一天2个钻爆循环，需炮泥机1台，操作工人2人工作2～3小时即可，水袋加工，2个工人6小时即可，往炮眼中填入水袋和炮泥回填堵塞时，仍然由钻爆工承担，无需增加人力。3.2设备及工具水压爆破除去常规爆破需要设备外，还需要如下设备及工具：1、炮泥机饱泥机采用中铁西南科学院研制成功的PNJ-1炮泥机，全机重310Kg,外形尺寸1712mm×590mm×1293mm。2个工人操作1h可制作炮泥600多个，可满足本车站钻爆循环所需数量。2、封口机重庆市轨道交通环线工程上桥车站水压爆破施工方案中交第一公路工程局有限公司和中交隧道工程局有限公司联合体封口机采用2004年研制成功的gFJ-1型水袋自动灌封机。全机重100Kg,外形尺寸（长×宽×高）为850mm×370mm×1000mm，2个工人每小时可制作水袋700个左右，足够本车站钻爆循环所需数量。3、盛装炮泥及水袋的箱子盛装炮泥及水袋的箱子材质应轻便、不宜变形、又牢固，本标段采用类似装啤酒的塑料制品箱。4、炮棍炮棍是在将炮泥回填堵塞后捣鼓坚实的工具，本隧道采用木棍，木棍直径为30mm，长度1.5m左右。3.3材料准备1、水袋水袋使用的塑料袋采用Pa五层共挤膜，袋厚0.38mm，材质无害，不易破损。交工成的水袋长200mm，直径35mm。水袋应坚实、不渗水、无气泡。2、炮泥炮泥选用粘土及细沙为宜，炮泥直径为350mm，长度为200mm，炮泥制作配比为土：砂：水=0.75:0.1:0.15，通过炮泥机制作的炮泥应软硬适中。四、施工工艺技术4.1水压爆破工艺流程重庆市轨道交通环线工程上桥车站水压爆破施工方案中交第一公路工程局有限公司和中交隧道工程局有限公司联合体图4-1水压爆破工艺流程4.2水压爆破装药结构图（1）掏槽眼（按3m深）（2）辅助眼（按2m深）（3）周边眼（按2m深）4.3施工注意事项a炮泥的制作选取纯黏土、细砂、水为原料，按照0.75:0.1:0.15的比重庆市轨道交通环线工程上桥车站水压爆破施工方案中交第一公路工程局有限公司和中交隧道工程局有限公司联合体例制成，炮泥不宜在日光下暴晒，以免失水变硬，最好在使用前1到2h制作。b水袋的塑料袋厚度为0.8mm为宜，过薄承载力小，易划破；过厚影响爆炸的氧平衡，易产生有害气体。合格的水袋不漏水、不渗水、挺拔、不会划破，与炮眼壁密合不留缝隙。c严格控制炮眼中水袋长与炮泥长的比例。炮泥过长有利于抑制膨胀气体，但不能充分发挥应力波的作用；反之，炮泥过短虽有利于应力波的作用，但不能充分发挥其抑制膨胀气体的作用。在施工过程中根据实际情况调整长度比例，使水压爆破达到最好效果。六、施工安全保证措施5.1爆破作业管理爆破施工前应通过试爆确定参数，并在施工过程中应根据监控数据对爆破参数进行实施调控严格控制振速。按“一标准、两要求、三控制、四保证”的原则进行光面破施工。“一标准”即一个控制标准。“两要求”即钻眼作业要求和装药联线作业要求。“三控制”即控制钻眼角度、深度、密度；控制装药量和装药结构；控制测量放线精度。“四保证”即搞好思想保证，端正态度，纠正“宁超勿欠”等错误思想；搞好技术保证，及时根据爆破实际情况调整钻爆设计参数；搞好施工保证，落实岗位责任制，严格工序自检、互检、交接检；搞好经济保证，落实经济责任制。装药作业采取定人、定位、定段别，做到装药按顺序进行；装药前，所有炮眼全部用高压风吹洗；严格按爆破设计的装药结构和药量施作。重庆市轨道交通环线工程上桥车站水压爆破施工方案中交第一公路工程局有限公司和中交隧道工程局有限公司联合体严格按设计的联接网络实施，控制导爆索连接方向和连接点牢固性。5.2爆破施工控制要点a采用光面爆破技术和微震控制爆破技术，严格控制装药量，以减小对围岩的扰动，控制超欠挖，控制洞渣粒径以利于挖掘机和装载机装渣。b隧道开挖每个循环都进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm，并控制开挖方向。c钻眼按照设计方案进行，钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行，除底眼外，其他炮眼口比眼底低5cm，一边钻眼时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制在3～4°以内。掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比其它炮眼深20cm。d装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时，专人分好费电毫秒管的段别，按照爆破设计顺序装药，装药作业分组分片进行，定人定位，确保装药作业有序进行，防止非电雷管段别混乱装设而影响到爆破效果，每个炮眼装药后用炮泥堵塞。e起爆采用复式网络、电雷管起跑系统，联接时每组控制在12根以内；联接雷管使用相同的段别，且使用低段别的雷管。雷管联接好后专人检查，检查雷管的联接质量及是否有漏联的雷管，检查无误后组织起爆。f开挖过程中注意观察围岩的变化情况及爆破效果，及时调整钻爆设计参数。g控制隧道底超欠挖，保证隧道开挖轮廓圆顺。及时排除隧道内的积水，减少积水侵泡围岩。5.3爆破施工操作要点钻孔：钻孔前，首先清理场地浮土、松石，然后进行测量按设计布孔，重庆市轨道交通环线工程上桥车站水压爆破施工方案中交第一公路工程局有限公司和中交隧道工程局有限公司联合体准备定位，采用风动凿岩机钻孔。底部及边坡预留光爆层。装药：装药前先清孔，检查炮孔的最小抵抗线与原设计有无变化，防止过小的抵抗线引起冲炮；检查孔深有无变化，并根据检查结果调整装药量。炸药使用防水的乳化炸药。堵塞：堵塞的作用在于使炸药得到良好的效果，同时改变爆后气体，堵塞的好坏还直接影响到装药量的多少。堵塞材料选用砂粘土，并有一定的含水率。堵塞长度在施工中根据孔径、最小抵抗线确定，一般不小于最小抵抗线。爆破作业的组织与起爆：爆破作业一般在下班后进行。爆破指挥人员要在确认周围的安全警戒工作完成后，方可发出起爆命令。爆破指挥人员严格执行预报、警戒和解除三种统一信号，并由爆破指挥人员统一发出。防护、警戒人员按规定信号执行任务，不得擅离职守。指定专人核对装炮、点炮。起爆后由爆破作业人员检查结束，确认安全后，方可发出解除信号，撤出防护人员。如发生瞎炮，要设立防护标志。盲炮的处理：由原装炮人员当班处理，特殊情况下如不可能时，装炮人员在现场将装炮情况、炮眼方向、装药数量交待给处理人员。在对盲炮孔内的爆破线路、导爆管等检查完好，并检查了盲炮的抵抗线情况，重新布置警戒后，在盲炮周边不小于30cm位置平行钻孔，重新起爆。爆破振动监测：委托具有相关资质单位进行振动监测。零