99人工挖孔桩爆破施工专项方案

准格尔至兴和运煤高速公路A20标长虫沟大桥人工挖孔桩爆破施工专项方案批准：审核：编制：道隧集团有限责任公司内蒙古准兴重载高速公路A20标项目部二0一二年三月二十日道隧集团工程有限责任公司2长虫沟大桥人工挖孔桩爆破施工专项方案一、工程概况1、自然条件1.1、地理位置、地貌及工程地质、水文地质本项目位于内蒙古乌兰察布高原察哈尔岩溶台地重丘山地，跨越长虫沟，底层主要为第三系喷发的玄武岩，桥址处地势险峻，沟谷较深，从山顶至沟底高差约60～70m，两岸边坡均为悬崖壁，谷底及边坡厨楼大块破碎玄武岩块，裂隙较为发育，坡面为大块堆积物及节理、裂隙较为发育的大块玄武岩露头。坡面堆积物主河沟两岸为较厚的坡积土。地质钻探揭示最大揭露厚度40m，桥址地层划分详见《内蒙古托县至兴和煤炭运输公路永兴～麻迷图段长虫沟特大桥工程地质勘探报告》。1.2、气象、水文简况工程所在地属中温热带半干旱大陆性季风气候，四季分明，气候干燥，雨季6～8月，年降雨量350～450mm，年蒸发量1938mm；平均风速2.6m/s，最大风速36.3m/s，主导风向为西北风；每年11月下旬至翌年3月下旬为冻结期，年平均气温5℃，历年最冷平均气温-24.4℃，最热月平均气温27.1℃，极端最低气温-34.3℃，极端最高气温36℃；最大积雪厚度12cm，最大冻土深度150cm。长虫沟桥址平时无水，河沟中为雨季山洪流水。2、工程简介长虫沟大桥桥梁设计起点桩号K166+865.5(耳背墙尾)，设计终点桩号K167+434.5（耳背墙尾)，桥梁全长569.0m。桥梁上部结构为引桥6x40m简支梁，主跨为43m+77m+80m+77m+43m连续钢构。下部结构采用半幅双柱式桥墩、桩基础；两岸均为桩柱式轻型桥台、桩基础，混凝土为C30。全桥桩基础按嵌岩桩设计，本工程桩基共94根，其中新增孔桩46根（Φ180桩基础3根，Φ200桩基础9根，Φ220桩基道隧集团工程有限责任公司3础12根，Φ250桩基础22根，最短桩长20m，最长桩长25m。根据现场实地勘探，基本为旱桩。）2.1主要技术标准本项目按高速公路标准修建，其主要技术标准如下：(1)公路等级：高速公路(2)设计行车速度：80Km/h(3)路基宽度：27.75m(4)汽车荷载等级：公路-Ⅰ级（汽车荷载设1.3倍扩大系数）；(5)地震作用：地震动峰值加速度0.10~0.15g；(6)基本风压：700pa(7)环境类别：2类二、编制依据1、《两阶段施工图设计》2、《爆破安全规程》（国标6722-2003）3、国家现行公路工程施工技术规范4、施工现场实际勘察5、已批复的《实施性施工组织设计》6、参考文献[1]、刘殿中、工程爆破实用手册[M]，北京工业；冶金工业出版社1999,592～593。[2]、陶颂霖、凿岩爆破[M]，北京工业；冶金工业出版社1986,101～113。三、危险源辨识及监控1、爆破用火工品管理2、挖孔作业锁口、护壁材料质量及施做质量道隧集团工程有限责任公司43、爆破施工用药量控制及其对护壁的震动控制4、孔外防排水措施因素5、孔内通风及空气流通控制6、锁口盖板及防落物措施7、吊装材料性能及施工程序8、安全用电因素针对以上危险源存在较大可能的因素，发挥项目质量、安全保证体系效能，从材料进场质量控制、机械使用进场验收、操作规程、施工程序等方面入手，严格遵循各项制度及办法，以安全部、质检部为主责部门，执行安全、质量保证体系中各项检查制度及《火工品管理制度》等相关措施。四、爆破方案的选择由于开挖爆破只有一个狭小的自由面，开挖直径只有1.8～2.5米，工作面位于地下20-25米，井壁支护一般为砼浇筑，抗震能力小，桩基开挖爆破宜采用小孔径浅眼分段微差爆破法。微差爆破桩基底面为坚硬岩石，桩孔周围有现浇砼护壁，采用毫秒爆破。即两相邻药包或前后排药包以毫秒的时间间隔(一般为15～75ms)依次起爆，称为微差爆破，亦称毫秒爆破。多发一次爆破最好采用毫秒雷管。当装药量相等时其优点是：可减振1/3～2/3左右；前发药包为后发药包开创了临空面，从而加强了岩石的破碎效果；降低多排孔一次爆破的堆积高度，有利于挖掘作业；由于逐发或逐排依次爆破，减少了岩石夹制道隧集团工程有限责任公司5力，可节省炸药20%，并可增大孔距，提高每米钻孔的炸落方量。炮孔排列和起爆顺序，根据断面形状和岩性。光面爆破桩基为圆孔断面，为确保挖孔质量，采用光面爆破。在桩孔底面周边适当排列一定间隔的炮孔，用控制抵抗线和药量的方法进行爆破，使之形成一个较圆顺的桩孔光滑周边。光面爆破时，应严格保持炮孔在同一平面内，炮孔间距和抵抗线之比应小于0.8。装药量控制适当，并采用合理的药包结构，根据岩面的坚硬程度计算出装药量。采用光面爆破法，即按照爆炸的深度和范围，在井底岩面上布置好孔眼，填入适量的炸药，(如有地下水，可用防水炸药，地下水较大时，可任水位上升到适当高度，利用水压力封孔；地下水小时可在每个电离板上压一袋砂土。再利用各孔眼起爆的时间差，控制爆炸的扇幅和方位，确保工程质量和施工安全。根据工程特点和周围环境，拟采用如下总体设计原则：1、由于桩基岩石夹制力特别大，所以采用掏槽爆破。2、采用微差爆破和严格控制装药量，确保爆破不损坏桩基护壁和降低爆破振动。3、为防止有水时使用导爆管雷管进水而产生的拒爆，爆破雷管选用电雷管。4、采用严密的防护措施，如在爆破孔桩口用炮被覆盖，并加压砂袋，以防止爆破飞石飞出地面，将爆破飞石及噪音等危害的强度控制在安全范围内。5、加强警戒，非作业人员禁止进入爆破作业区，放炮前应在设计要求的安全距离处设立警戒线。道隧集团工程有限责任公司6五、钻爆设计桩井开挖爆破参数，应根据桩井开挖直径大小、所爆破岩石性质和分化程度、裂隙发育情况及所用炸药性能而变化。1、单位用药量系数桩井开挖爆破的岩石多为强风化岩和中风化岩，开挖直径通常只有1-2m，周边约束力大，根据几个工程归纳类比，在桩井直径为1-2m的情况下，单位用药量系数（q）为：岩石强风化或坚固系数f=2～4时，q=800～1200g/m³；岩石强-中风化或坚固系数f=4～6时，q=1200～1600g/m³；岩石中风化或坚固系数f=6～7时，q=1600～2000g/m³；若开挖直径达2～3m，则在同样岩石条件下，单位用药量系数q值可减小20%～30%。2、确定周边眼间距Ｅ：桩井开挖爆破采用手持式气动凿岩机，炮眼直径d=33-42mm，则Ｅ＝（15～20）d，即E=50-80cm。取E=50cm，结合工程经验数据，可得：1.8米桩基周边眼个数为11个；2.0米桩基周边眼个数为13个，2.2米桩基周边眼个数为15个，2.5米周边眼个数为17个。3、炮眼深度与循环进尺：在小直径桩井开挖爆破中，岩石夹制力大，炮眼利用率低，一般炮眼深度L取开挖桩直径的0.7～0.8倍，即L=（0.7～0.8）D，其中掏槽眼可超深10～20cm。据此可得：周边眼钻孔深度为：1.8米桩基L=1.2米；2.0米桩基L=1.4米；2.2米桩基L=1.5米；2.5米桩基L=1.7米。道隧集团工程有限责任公司7桩井开挖爆破炮眼利用率η一般可达0.8～0.95，则循环进尺L’=（0.85～0.95）L。4、炸药及雷管的选择：炸药：改性铵油炸药（有水时选用乳化炸药）雷管：采用毫秒雷管。5、炮眼装药及装药结构布置：通常按装药量体积公式，先求出每循环进尺所需用药量Q，即Q=q·S·L·η,在按工作面炮眼数N分配调整，一般情况下掏槽孔装药量q1多装20%～25%，即q1=（1.20～1.25）Q/N，周边孔装药q0少装5%～10%，即q0=（0.9～0.95）Q/N。①周边眼：松动爆破采用浅孔，钻孔设计深度1.2～1.7米，爆破要求低猛度炸药。方法原装药管(Φ=32mm,L=150mm,q=150克)密度大,管径粗,不适合松动爆破。施工时,用人工将其改装成直径为Φ=22mm,长L=150mm,重75克的小药码,间隔地绑扎在传爆线上,炮口用炮泥填塞。②掏槽眼:采用楔型掏槽，钻孔深度为1.4～1.9mm，装药量仍采用32mm直径的大药管,但在药量上进行控制,在一般情况下,炮眼的装药量控制在0.5kg以内为宜。③起爆过程中采用电雷管起爆。禁止使用导爆索火雷管起爆。6、炮眼布置：在桩井开挖爆破中，工作面通常布置11～15个炮眼，其中掏槽眼1～5个，垂直布置于桩井开挖中心，而周边眼则沿离井壁约10-50cm处均匀分布，为不损伤砼护壁，周边眼也多用垂直孔。挖孔桩进入微风化层以后，拟采用预留松动爆破法施工。道隧集团工程有限责任公司82.5m桩径的孔桩周边眼采用15个孔，2.2m桩径的孔桩周边眼采用13个孔，2.0m桩径的孔桩周边眼采用13个孔，1.8m桩径的孔桩周边眼采用11个孔，见布眼图。装药时首先用风管将炮眼里残碴冲洗干净，然后用木制式或竹制工具将装有雷管的药码轻轻送至炮眼底后，炮口用炮泥填好。光爆眼采用并联法连接。在爆破中如果遇有瞎炮，应用木制或竹制工具将填塞物、雷管、药码小心掏出，再用低压水浸泡或用压缩空气和水的混合物把炸药冲出来后，再重新装药起爆。炮孔布置图道隧集团工程有限责任公司97、爆破器材与起爆网络桩井开挖爆破工作面如有裂隙水或渗水，最好选用防水强的炸药，岩石乳化炸药抗水性强，药卷成型，易于切割分裂且威力适中，如使用2号岩石铵锑炸药，则必须进行防水处理。桩井开挖爆破应采用电雷管网络或非电导爆管雷管起爆网络，严禁使用导火索、火雷管起爆网络。电爆网络的接头一定要绝缘良好，尽可能离开泥水表面，连接塑料导爆管网络时要注意导爆管内不得进水或泥浆杂物。为提高爆破效果，保护砼护壁的稳定性，桩井开挖爆破宜用孔间微差间隔起爆，如开挖直径达2～3m，应采用孔内分层微差起爆技术，周边眼与挖槽眼起爆时差应小于100ms。六、药量计算单位炸药量，1.8m以上桩基，q取值1.8kg/m3。2.0m以上桩基，q取值减少20%～30%，取值1.5kg/m3。1、桩径1.8m计算:掘进每循环所需炸药量：道隧集团工程有限责任公司10Q=q·S·L·η=1.8×2.54×1.00×0.8=3.66kg；Q—掘进每循环所需炸药量，kg；q—炸药单耗，kg/m3；S—掘进断面积，m2；L—平均炮眼深度，m;η—炮孔利用率，一般为0.8～0.95。单孔炮眼的装药量：周边眼Q0=0.9×Q/N=0.9×3.66/12=0.27kg掏槽眼Q1=1.2×Q/N=1.2×3.66/12=0.37kgN—炮眼数量，12个，（周边眼11个，掏槽孔1个）；Q0—周边眼炮眼的装药量，kg；Q1—掏槽眼装药量，kg。2、桩径2.0m计算:掘进每循环所需炸药量：Q=q·S·L·η=1.5×3.14×1.2×0.8=4.52kg；Q—掘进每循环所需炸药量，kg；q—炸药单耗，kg/m3；S—掘进断面积，m2；L—平均炮眼深度，m；η—炮孔利用率，一般为0.8～0.95。单孔炮眼的装药量：周边眼Q0=0.9×Q/N=0.9×4.52/15=0.27kg；掏槽眼Q1=1.2×Q/N=1.2×4.52/15=0.36kg；道隧集团工程有限责任公司11N—炮眼数量，15个，（周边眼13个，掏槽孔2个）；Q0—周边眼装药量，kg；Q1—掏槽眼装药量，kg。3、桩径2.2m计算:掘进每循环所需炸药量：Q=q·S·L·η=1.5×3.78×1.4×0.8=6.35kgQ—掘进每循环所需炸药量，kg；q—炸药单耗，kg/m3；S—掘进断面积，m2；L—平均炮眼深度，m；η—炮孔利用率，一般为0.8～0.95。单孔炮眼的装药量：周边眼Q0=0.9×Q/N=0.9×6.35/18=0.32kg掏槽眼Q1=1.2×Q/N=1.2×6.35/18=0.42kgN—炮眼数量，18个，（周边眼15个，掏槽孔3个）；Q0—周边眼装药量，kg；Q1—掏槽眼装药量，kg4、桩径2.5m计算:掘进每循环所需炸药量：Q=q·S·L·η=1.5×4.90×1.7×0.8=10.00kgQ—掘进每循环所需炸药量，kg；q—炸药单耗，kg/m3；S—掘进断面积，m2；道隧集