爆破设计方案

湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程湛江市矿大爆破有限公司11.工程概况1.1工程项目来源中国水利水电第十四工程局有限公司承建湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程项目，位于廉江市良垌镇，项目由国信招标集团股份有限公司发包,由中国水利水电第十四工程局有限公司承建，受中国水利水电第十四工程局有限公司良垌项目部委托，由我公司承担湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程项目爆破方案设计、爆破施工管理。1.2工程内容湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程项目工程，项目预计爆破石方10万m3，永久路基为东西方向沿山体前行范围约400m，爆破路基宽度最宽8m，合同期限为180日工历天。1.3工程周边环境爆区周边环境图如图：湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程湛江市矿大爆破有限公司2经实地勘察，该爆破区域环境较理想，征地搬迁业已完毕，区内无高压线经过，150m内无居民及建筑物，开凿路基段环境如下：（1）、东、南、北面为新建村至板桥和山寮尾的村级公路（2）、西面为平缓空旷的地带湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程湛江市矿大爆破有限公司31.4工程特点及地质概况工程特点（1）工序简单，工作面少且工程量小，对所需设备的投入和组织要求不高；（2）开凿路基段爆破后坡度需满足施工要求较高，对工期控制不利；（3）爆区为花岗岩，且岩石坚固系数f=12~16,钻孔速度慢。（4）施工前应注意清理爆破区域危石、以前爆破后未清理的松石，以防滚石伤人、伤设备。地质概况本次爆破施工范围位于粤桂加里东隆起带的东南边缘，云开古陆的南西端，吴川—四会大断裂西侧，上古生代中垌~廉江复式向斜的南段岩石经受变质作用强烈。属波状平原及滨海地带，剥蚀残丘地形，库址区高程在-0.49m～35.23m之间，最高点位于库址区西北侧山顶，最低点位于库址区南侧西河边，残丘呈盾状及馒头状，丘顶平坦，河谷冲沟宽阔，沟谷近东西向及南北向展布。该区残积层发育，大都为第四系覆盖。残丘植被茂盛，多为小规模果树林、农田及杂草，沟谷之中多为耕地及池塘，耕地以稻田、红薯、木薯、菜地及香蕉林为主。洞库区岩脉较为发育，调查发现主要是煌斑岩脉、花岗伟晶岩脉、细晶状长英质岩脉以及寒武系变质岩捕掳体。穿插或零星分布在燕山一期片麻状花岗岩、花岗闪长岩岩体中，总体上在洞库所在场区的南部岩脉分布较多。湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程湛江市矿大爆破有限公司4根据本工程特点，结合洞库场地的断裂带、岩脉分布情况，洞库影响深度范围内不同高程的岩体质量的平面分布图，洞库范围以I、II级岩石为主，III级在17%间；Ⅳ、V级围岩主要沿F2、F3等断层带展布，分布面积比例在4%之间。2.爆破设计依据及原则2.1爆破设计依据2.1.1《爆破安全规程》（GB6722－2003）；2.1.2《民用爆炸物品安全管理条例》（国务院第466号令）；2.1.3国家发展和改革委员会《国家发展改革关于国家石油储备二期项目湛江地下水封洞库工程可行性研究报告的批复》；2.1.4用地范围红线图由中国石化集团上海工程有限公司测量，测量日期2013年10月19日；2.1.5中标合同协议、委托书；2.1.6其他方面：施工设计、现场踏勘所掌握的工程地质情况等。2.2设计原则2.2.1采用合理的爆破技术和施工工艺，保证爆破施工安全和施工质量；2.2.2选择合理的爆破参数和起爆网路，保证爆破施工过程安全；2.2.3切实做好安全防护工作，有效控制爆破振动和飞石；2.2.4切实做好安全警戒工作，要做到警戒位置布置合理，警戒人员落实到位，责任落实到人。3.总体施工方案湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程湛江市矿大爆破有限公司5根据现场勘察，爆破区域为波状平原及滨海地带，剥蚀残丘地形，针对上述情况，爆破开挖施工总体方案如下：⑴采用机械设备并辅以爆破法开凿道路路基；⑵爆破大块及孤石采取二次爆破法破碎；⑶开采方式：由上至下分台阶开采，台阶高度控制在4m以内，开采字自西向东，见下图。图爆破方向示意图施工安排：工程爆破方量约10万m3，工期为180工历天。4.爆破方案选择根据爆区现场情况，台阶高度控制在4m以内，爆破方向选择向西开阔区域。爆破方案选取如下：湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程湛江市矿大爆破有限公司6⑴开凿路基段施工过程，采取浅孔松动爆破法，钻机钻径φ38mm，孔深控制在4m以内；⑶大块率控制在95％以内，个别大块采用二次爆破进行破碎；⑷爆破网络则采取全电爆网络；⑸平台布孔采用“梅花形”布孔。5.拟投入设备及民用爆破器材选型5.1钻爆设备选取拟投入机械设备如下：设备名称单位数量型号备注风动凿岩机台6Y-24D=38mm起爆器台2CHA-300雷管测试仪台22H－3空压机台4-5.2爆破器材的选型工业炸药的选型花岗岩初始裂纹（应变值为2×1014），波速随应变值增大而降低，波速最低值为3500m/s，2号岩石乳化炸药爆速达到3000m/s以上，故本次爆破选用2号岩石乳化炸药（φ32mm）；工业雷管：毫秒电（1段～10段）、瞬发电雷管。6.爆破技术设计6.1装药结构设计湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程湛江市矿大爆破有限公司7根据爆破区域花岗岩的性质及爆破施工道路基础的永久性要求，工程需要做安全边坡处理，因此本工程爆破均采用连续装药结构，雷管采用反向起爆的方式，采用弱松动爆破的方式；边坡采用预裂和光面爆破的设计进行施工，起爆药包位置根据装药长度分别放置于孔底部或中上部，详见示意图见下图；堵塞连续装药结构雷管浅孔爆破装药结构示意图6.2爆破参数设计6.2.1浅孔松动爆破法⑴钻头钻径D：D＝38mm；经计算实际钻孔钻径d：d＝40mm；⑵炮孔深度L：L＝h＋H，H为台阶高度，h为超深，一般为台阶高度的0.1倍，因本次花岗岩硬度较大，超深采用50cm；⑶底盘抵抗线W1：W1＝（0.3～0.7）H；湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程湛江市矿大爆破有限公司8⑷炮孔间距a：a＝（1.0～2.0）W1；⑸炮孔排距b：b＝(2/3～1.0)a；⑹炸药单耗q：根据该工程岩性及工程经验，松动爆破单耗选取q＝0.35kg/m3；边坡弱松动单耗控制在q＝0.30kg/m3以下；⑺孔装药量Q：Q前排＝q•a•W1•H，Q后排＝k•q•a•b•H（k＝1.05～1.1）⑻装药长度L1：根据装药量而定；⑼堵塞长度L2：未装药部分全部用粉末填满、填实，详见下表：`浅孔台阶松动爆破参数表H(m)W1(m)h(m)a(m)L(m)L1(m)L2(m)Q（kg）10.70.11.01.10.30.80.321.00.21.22.21.01.30.931.20.31.43.31.81.51.841.20.41.44.42.71.72.4注：1.该表选用2#岩石乳化炸药，规格为Ф32mm，线装密度为0.9kg/m；2.以上参数在规模爆破前须先试爆，以试爆数据及结果调整爆破参数。3.如多排，则后排炮孔装药量可增加（5～10）％。试爆过程作好记录，记录内容包括各爆破参数、爆破效果等。具体参数可根据现场地质条件和周边环境状况予以调整，路基台阶爆破炮孔布置图湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程湛江市矿大爆破有限公司9平面布孔布置图（俯视图）炮孔布置图（纵剖图）湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程湛江市矿大爆破有限公司10炮孔布置图（横剖图）光面爆破孔预裂爆破孔6.2.2预裂与光面爆破孔内结构图导爆索预裂和光面爆破孔内结构图孔口堵塞孔口加装孔低加装湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程湛江市矿大爆破有限公司11预裂与光面爆破参数表H(m)W1(m)h(m)a(m)L(m)L1(m)L2(m)Q（kg）10.50.40.44.40.441.46.3爆破安全设计6.3.1爆破振动根据工程实地勘察，依据《爆破安全规程》（GB6722-2003）允许振速的规定，对于危险品气体运输管道及高压输电（管）线路（地下）作为振动保护，取安全允许振速1.0cm/s，核算段最大安全允许起爆药量。R=()kva113Q式中：V—振动速度，cm/s；Q—同段最大允许药量，kg；R—与爆破点至计算保护对象间的距离，m。K—与场地有关的系数，类比实测值K＝180；α—地震衰减指数，类比实测值α=1.6。代入上式计算，段最大起爆药量见表：距保护物不同距离处的同段允许最大起爆药量R(m）100150200250300Qmax(kg)59.1199.4472.6922.91595.0由于本次实际上使用最大安全起单响爆药量较小，同时采取孔内延时爆破，延期时间以50～75ms为宜。且被保护建筑物距离大于80m，故本次爆破产生的震动不会对附近农村产生影响。6.3.2爆破飞石湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程湛江市矿大爆破有限公司12爆破飞石飞散距离受地形、风向、堵塞质量、爆破参数等影响，通过数据统计与回归分析，采用以下公式对于浅孔台阶爆破个别飞石距离进行估算：Rf=144q-29=57.4式中Rf—飞石飞散距离，m；q的取值区间，取0.2q0.9；代入上式最后计算得：Rf＝57.4m。由于按该公式多数用于炸药单耗达到0.5kg/m3的爆破条件，本工程炸药单耗如0.35kg/m3满足工程要求，则个别飞石飞散距离一定小于该范围。为了严格控制飞石，可采取以下措施：(1)设计合理，测量验收严格，避免单耗失控。⑵慎重对待断层、软弱带、张开裂隙，成组发育的节理、溶洞等地质构造，装药前应认真校核各药包的抵抗线，如有变化，必须修整装药量，严禁超量装药，下坡方向增加爆破安全距离50%。⑶保证堵塞质量，不但要保证填塞长度，而且保证填塞密度。⑷多排起爆时要选择合理的延迟时间，防止前排带炮（后冲），造成后排最小抵抗线大小与方向失控，冲出飞散物。⑸根据爆破施工现场实际情况，需要采取以下两点：一是严格控制爆破方向，二是个别临近危险区域实施沙袋压孔的防止冲炮、预防飞石。湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程湛江市矿大爆破有限公司13沙袋沙袋压孔防护示意图6.3.3爆破冲击波本工程爆破方案选择为松动爆破，炸药单耗较小，同时，又属于露天爆破开采爆破，一般情况下，爆破夹致所产生的冲击波在空气中传播衰减的速度极快，故未考虑爆破冲击波的危害。但为了保证爆破过程安全，可采取以下措施防止冲击波危害：⑴控制段最大起爆药量，从时间方面考虑，将爆区总药量均匀分布到各个爆破部位，最大限度提高炸药能力的有效利用，将耗于爆破冲击波的无效能力减至最小。⑵合理选定最小抵抗线方向和数值，优化爆破参数，确保填塞质量，提高炸药能力利用率。⑶对于起爆网路要确保延时合理性，保证起爆网路先爆炮孔后，后排炮孔仍能起爆；6.3.4有毒气体防护爆破过程中会产生CO、NO等有毒气体，人吸入后易产生中毒，虽然露天爆破产生的有毒气体迅速飘散，但在施工也应采取以下措施防止气体毒害。湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程湛江市矿大爆破有限公司14⑴选用正规厂家生产的民爆物品，不用过期或劣质炸药；⑵装药前，须清理干净炮孔，确保炸药连续，并保证填实质量。⑶起爆站应设置于安全区域，起爆后，不得立即进入爆区，应待烟尘散去后方能进入爆破现场。6.4起爆网路设计根据工地实地勘察，涉爆区域周边无高压线及可产生杂散电流之源，为了节省工程成本，本工程起爆网络采取电爆网络。电爆网络采取串联连接方式；起爆电源为CHA－300型起爆器。为了控制段起爆药量，采取控制起爆爆破规模和孔内毫秒微差爆破，装药时，孔内装电毫秒雷管1发，孔内雷管段别雷管选取1段、3段、5段、7段等，雷管段别选取根据具体所需爆破介质现场定。对于电爆网络连接时，全部采取串联联接方式（孔内2发雷管串联），示意图：湛江国家石油储备地下水封洞库工程原油洞罐区地下结构工程湛江市矿大爆破有限公司15电爆网络示