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贵州茅台酒股份有限公司中华片区流芳路一期K5+880～K7+204.115段左侧人工挖孔桩爆破安全专项方案编制:复核:审核:中铁二十二局集团有限公司贵州茅台酒扩建技改工程总承包指挥部三分部二○一三年一月七日人工挖孔桩爆破安全专项方案一、工程概况流芳路一期道路设计起点K2+860，位于德庄桥大冲沟附近，与规划的甘美路相交，道路设计终点K7+204.115，与盐津河小河口大桥设计终点相衔接。我单位承建流芳路一期工程起讫里程为K5+880～K7+204.115，全长1324.115米。左侧抗滑桩桩间距中～中均为5.0米，设计有1.5×2.2米、1.8×2.7米、2.0×3.0米三种桩径，地面以下最小桩长8.65米、最大14.1米。1、地形地貌、工程地质流芳路位于茅台镇中华村，左侧紧靠赤水河，右侧为河谷陡斜坡，沿线地面高程在409～438m之间，为河谷切割丘陵地形，后坡及山脊高程468～568m。受地质构造剥蚀以及赤水河的影响，线路区以构造剥蚀堆积地貌为主，冲洪积地貌为辅。2、气象水文该地属中亚热带，冬春半干燥夏季湿润型，四季分明，冬暖夏热。据水文资料可知，拟建场地处30年一遇洪水位为413.50m（黄海高程），50年一遇洪水位为416.50m（黄海高程），100年一遇洪水位为419.50m（黄海高程）。勘察期间（里程K2+860～K7+200，黄海高程）实测水位为409.20～404.10m。3、地层岩性场内上覆土层为第四系全新统填筑土，冲洪积砂土、卵石土，崩坡积粉质粘土、碎（块）石土，下伏基岩为侏罗系中统自流井群砂岩、泥岩和泥灰岩。4、水文地质条件线路区内的主要地表水为紧靠线路区的赤水河以及线路区冲沟内的季节性水。地下水主要为第四系松散层孔隙水、基岩风化带网状裂隙水二大类。场地内卵石层为强透水层，砂土为中等透水层，根据地区经验，粉质粘土渗透系数0.0004m/d，为不透水层，碎石土层渗透系数为15～30m/d（可参考卵石层），为强透水层。场地所处环境类别为Ⅱ类区,场地地表水、地下水水质对砼及砼中钢筋均有微腐蚀性，对钢结构具有微腐蚀性。二、编制依据1、《流芳路一期工程道路及结构施工图设计说明》2、《爆破安全规程》（GB6722-2011）3、国家现行技术规范4、施工现场实际勘察三、危险源辨识及监控1、民用爆炸物品管理2、挖孔桩锁口、护壁材料及施作质量3、爆破用药量控制及其对护壁的震动控制4、孔外防排水措施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、安全用电控制针对以上危险源存在较大可能的因素，发挥项目安全、质量保证体系效能，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、质检部为主要落实部门，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（1.5×2.2米、1.8×2.7米、2.0×3.0米），开挖深度最深达十几米，根据挖孔桩设计井壁支护为C20混凝土，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侏罗系中统自流井群砂岩、泥岩和泥灰岩，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。光面爆破桩基为矩形断面，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，使之形成一个较顺直的桩孔光滑周边。光面爆破时，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。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[1]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1.5～3m，周边约束力大，根据几个工程归纳类比，在桩井直径为1.5～3m，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3～4m，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。3、炮眼深度与循环进尺在矩形桩井开挖爆破中，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。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’=（0.8～0.95）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800mm，爆破要求低猛度炸药。②掏槽眼:采用楔型掏槽，钻孔深度为1000mm，装药量仍采用32mm直径的大药管。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、炮眼布置在矩形桩井开挖爆破中，工作面通常布置8～30个炮眼，其中掏槽眼2～8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，炮眼布置附后。2.0×3.0m桩径的孔桩周边眼采用16个孔，1.8×2.7m桩径的孔桩周边眼采用14个孔，1.5×2.2m桩径的孔桩周边眼采用10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。D=1.8、2.7米D=2、3米D=1.5、2.2米7、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，采用类比法，q取值0.5kg/m3。1、桩径D(2、3)米计算:掘进每循环所需炸药量：Q=q·S·L·η=0.5×6×1.00×0.95=2.85kgQ—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。每个炮眼的装药量：Q0=Q/N=2.85/16=0.17kgN—炮眼数量，个;Q0—每个炮眼的装药量，kg;掏槽眼装药量比周边眼要多15～20%。2、桩径D(1.8、2.7)m计算:掘进每循环所需炸药量：Q=q·S·L·η=0.5×4.86×1.00×0.95=2.3kgQ—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。每个炮眼的装药量：Q0=Q/N=7/14=0.16kgN—炮眼数量，个;Q0—每个炮眼的装药量，kg;掏槽眼装药量比周边眼要多15～20%。3、桩径D(1.5、2.2)m计算:掘进每循环所需炸药量：Q=q·S·L·η=0.5×3.3×1.00×0.95=1.56kgQ—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。每个炮眼的装药量：Q0=Q/N=4.75/10=0.156kgN—炮眼数量，个;Q0—每个炮眼的装药量，kg;掏槽眼装药量比周边眼要多15～20%。4、安全距离检算采用如下公式计算:R=（K/V）1/a*Q1/3式中：K——爆破振动安全允许距离，单位为米（m）；Q——炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，单位为千克（kg）；V——保护对象所在地质点振动安全允许速度，单位为厘米每秒（cm/s）,本工程周围房屋为砖房结构,V值取2～2.5cm/s；K、a——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，k=200,a=1.7。R=（200/2）1/1.7*2.551/3=21m居民房屋和厂房到墩台的距离小于21m的挖孔桩不采用爆破施工。5、现场管理桩井开挖爆破工作面多，作业人员繁杂，所以工地现场必须有严格的施工组织和管理，工地设立现场指挥部，专职爆破技术人员，爆破器材管理人员。现场总指挥全面负责工地施工组织。人员调度和爆破时间的安排，爆破技术人员负责爆破施工技术并监督安全和质量，如发现隐患，有权立即停止爆破作业工作并及时组织人员进行排除，爆破器材管理员要严格爆破器材发放和回收手续，做到定井定量，安全员协调爆破技术员具体检查、监督爆破作业安全，布置并检查爆破禁戒，起爆工作由爆破员专人进行，即负责炮眼验收、装药、连线和起爆。凡从事爆破作业的人员均要经过公安部门培训合格，取得合格证且从事爆破作业经历在一年以上，并持证上岗。为了进一步加强民用爆破物品的安全管理，确保爆破作业安全、顺利进行，我项目部建立爆破安全管理组织机构。现场总指挥：钱书臣调度：杨华安全员：古成龙、熊国宏、杨耀华、蔺哲、廖顺凌七、安全技术措施1、爆破地震控制措施孔桩入岩爆破对本桩及临近孔桩的临时支护和已浇筑的桩芯混凝土都可能产生影响，因此孔桩护壁一般采用早期强度高、成型好C20钢筋混凝土护壁，护壁混凝土浇筑5天后，方可进行爆破施工而不至震坏护壁支护，同时不应在已浇筑桩芯混凝土且未达到龄期的孔桩21m范围内进行孔桩爆破作业，以免震裂没有达到设计强度的桩芯混凝土。2、爆破飞石的控制措施孔桩爆破工作面均在地表以下，在爆破孔桩口用竹笆或木模板覆盖，并加压砂袋，以防止爆破飞石飞出地面。3、爆破炮烟