路基土石方爆破设计方案

路基土石方工程石方爆破专项设计方案1路基石方爆破方案一、设计原则及依据1、设计原则（1）遵循招标文件条款，积极响应招标文件要求；（2）指导思想：科学组织、合理安排，优质高效、快速安全；（3）遵循ISO9001质量保证体系，对施工全过程进行严格控制；（4）重视工程地质、水文地质调查及超前预报工作，建立以监测为依据的信息化施工管理体系；（5）重视环境保护工作，做好施工现场内外的文明施工，采用减震降噪控制爆破技术保护爆破区安全及周边建筑物的安全；（6）采取一系列环保措施，保证不破坏周边环境，尽量减小对附近居民正常生活、生产的影响；（7）采用项目管理模式，充分发挥我单位爆破方面优势。2、设计依据（1）、中铁十一局集团第三工程有限公司XX高速XX合同《实施性施工组织设计》的有关内容。（2）、中交第一公路勘察设计研究院提供的有关设计图纸、设计文件、设计资料。（3）、交通部颁发的现行规范、规程、规则、验标、公路路基工程施工的有关技术要求。（4）、现场踏勘调查获得的有关资料。（5）、我公司拥有的科技工法成果和现有的管理水平、劳力设备、技术能力以及长期从事公路建设所积累的丰富的施工经验。二、工程概况1、本路基段起讫里程桩号为YK22+320-YK23+198，项目区地处丘陵、中低山区，基岩大多裸露，主要为片麻岩及砂岩，局部片麻岩中含有铁矿石、石英脉。2、该路段路堑开挖总方量为4.48万m3，其中大部属于深挖路基，最深开挖38.8米，易形成崩塌、碎落。路基土石方工程石方爆破专项设计方案2三、施工方案1、本路段地表属强风化片麻岩及砂岩，挖掘机能进行作业的，采用挖掘机与自卸汽车配合施工。2、为保证潜孔钻成孔质量，必须将表层软岩清除干净。掏槽采用深孔爆破，成孔机械为Φ90潜孔钻，靠近边坡面炮眼深度严格控制，首先由测量人员对原地表台阶位置定位，然后根据地表高程决定炮眼深度，超钻深度为0.09H。开挖深度﹤5米路段采用YT-28型风钻成孔并采用光面爆破，爆破施工时须严格控制炸药装药量并采用微差爆破及周边眼间隔装药形式，炮眼斜度根据边坡破率设置，以减小对边坡的扰动和边坡成型的质量。3、右线为深路堑路段，必须严格遵循“及时防护”的原则，按路基横断面分级的防护形式，按照横断面自上而下依据设计边坡，开挖一级防护一级，并对坡顶、坡面和观察桩进行观测，符合稳定性要求后，再开挖下一级。四、钻爆机具的选择根据本工程周边环境的情形和其工程本身的性质，施工开挖中选择以下钻孔设备：序号设备名称规格型号钻头直径产地数量（台）1全气动潜孔钻KSZ100Ф90mm开山集团22风枪YT28Ф42中国天水20五、爆破器材的选择爆破器材名称类别及规格雷管1~15段非电毫秒雷管电雷管（起爆雷管）传爆导爆索（周边眼）、导爆管（掏槽及辅助眼）炸药二号岩石硝铵炸药（深孔）、乳化炸药（水下）六、深孔爆破设计1、钻爆设计原则本工程深挖方路段基本为岩质边坡，主要为强风化片麻岩及砂岩，岩性较软。参照路基土石方工程石方爆破专项设计方案3国内外同行的实际经验和我们多年的施工经验和现有的设备配套能力，结合本工程爆破环境的复杂性，优化深孔钻爆参数，确保周边建（构）筑物的安全性等具体要求编制的钻爆设计方案。2、钻爆参数的选择露天台阶深孔爆破参数参见下图及表-1：abh'HW。BdWll'L台阶深孔爆破参数示意图W0---底盘抵抗线m；I----装药长度m；W---最小抵抗线m；l′---炮孔超深m；a---炮孔间距m；h′-----炮孔堵塞长度m；b---排距m；d----炮孔直径mm；H---梯段高度m；B----孔边距m；L---炮孔深度m；2.1钻孔直径的确定和钻孔方法根据路基边坡开挖高度、填石路基料块以及光面爆破等要求以及我项目现有的钻孔设备，特选用钻孔进尺快、倾斜及垂直度为机械本身控制、精度高的潜孔钻，选用钻头直径为Ф=90mm机进行钻孔。2.2钻孔方法、台阶高度H和超深l′的确定根据对现场的实地考察，选用垂直钻孔为主和倾斜钻孔为辅的钻孔方法。阶段工作开挖台阶高度为10m，在开挖台阶进行钻孔爆破时，采用Ф=90mm的钻头进行钻孔。超深l’=(0.15~0.35)Wo，对于软岩取小值。根据爆破经验公式计算简化为如下超路基土石方工程石方爆破专项设计方案4深计算公式：l’=(0.08~0.1)H。2.3底盘抵抗线WoWo=（25~40）d软岩取大值；2.4炮孔间距a和b的确定孔距a=mW0式中m为炮孔密集系数，m一般取0.8~1.2；排距b=(0.8~1.0)a；2.5钻孔深度L的确定由于阶段工作台阶高度H=10m，按经验公式简化的超深计算l’取0.08H。则钻孔长度:L=1.08H=10.8m；2.6单位体积耗药量q的确定单位体积耗药量q与岩石特性、炸药性质、块度有关。从该地区岩石主要为砂岩、片麻岩和我们多年的爆破施工经验，单位体积炸药耗量控制在0.35~0.45kg/m3之间。2.7孔边距B的确定为确保穿孔设备作业安全，通常要求炮孔中心到台阶坡顶线有一定的安全距离，即孔边距B为2.5~4.5m，孔径大取大值。本设计B≥4.0m。2.8装药量的计算。通常用体积原理计算。前排孔：Q=q·W0·H·a(kg)后排孔：Q=q·a·b·H(kg)注：注意式中W0、H、a、b长度单位以米计，单孔装药量Q以公斤计。2.9装药长度I和堵塞长度hˊ及装药结构的确定装药长度I与孔径、装药密度有关，实际装药长度要小于孔深，保证足够的堵塞长度hˊ。一般堵塞长度hˊ=（20~30）d（d为炮孔直径）。堵塞材料要求采用带砂性的石粉、石屑或半干半湿的砂质粘土均可。装药结构：采用连续装药或在岩体破碎带与断层节理发育的交汇处采用分段装药，可以减少爆破能量的泄漏。具体见下图《装填结构示意图》。路基土石方工程石方爆破专项设计方案5路基土石方工程石方爆破专项设计方案62.10炮孔布设及起爆方式炮孔布设采用梅花形布孔，起爆方式采用微差挤压起爆。这种起爆方式由于待爆体自由面前存在先期爆破堆积的部分岩碴，使得压缩波部分能量得到反射，另一部分能量透射到先期的堆石体中，由于堆石体的存在使得应力波的作用时间增加，从而延缓了岩体中裂缝的形成，达到了岩石破碎的效果，同时又能减少飞石。另外，由于微差间隔时间的作用，从而使得抛散过程中的岩块又有相互碰撞的机会，得到补加的破碎使得岩石块度降低再次得到保证。微差间隔时间取50ms即进行跳段连接。炮孔布设及起爆方式具体详见下图:V型起爆网路示意图9711533157911倒U型起爆网路示意图101214286424681012142.11起爆网路设计由于本工程处于雷雨多发地区，故在非雷雨季节采用孔外电雷管连接引爆、非电毫秒雷管下孔的电—非电起爆网路见下图。路基土石方工程石方爆破专项设计方案7电雷管非电雷管电雷管起爆连接网路示意图雷雨季节采用非电毫秒雷管下孔、孔外采用非电雷管接力,激发笔激发的起爆网路非电毫秒雷管起爆连接示意图非电雷管非电雷管非电雷管非电雷管脚线说明：1、起爆雷管反接、即与传爆方向相反；2、导爆管严禁拉扯、挤压和用脚踩踏；3、每个电雷管或毫秒非电雷管捆绑导爆管数不超过10根；4、每个电雷管与导爆管或毫秒非电雷管与导爆管须包严扎紧。七、浅孔爆破设计由于本工程主要为潜孔钻深孔钻爆为主，但台阶高度小于5m及清理根底时，采用路基土石方工程石方爆破专项设计方案8小直径的手风钻进行钻爆。浅眼炮孔参数参见表-2：h'dWLHlW。Iab浅眼爆破参数示意图d---炮眼直径mm；L---炮眼深度m；W0---底盘抵抗线m；I---装药长度m；a---炮眼间距m；lˊ---炮眼超深m；b---排距m；hˊ----炮眼堵塞长度m；H---台阶高度m；1、钻眼直径采用YT—28风钻钻眼，其直径为Ф=42mm。2、最小抵抗线W0和底盘抵抗线W最小抵抗线的方向和大小应根据地形、地质因素综合考虑，稍有不慎将是产生飞石最直接的源地。浅眼爆破的底盘抵抗线，一般取W0=（25~35）d。但在施工过程中要结合工程实际情况而定。3、炮眼间距a和排距b炮眼间距a和排距b可取相等值，但需略小于W0；一般而言a=(0.8~1.2)w0b=(0.8~1.0)w04、超深lˊ一般取0.2~0.3m，若岩石松软，宜取小值；若岩石完整坚硬,宜采用竖直钻孔取大值。路基土石方工程石方爆破专项设计方案95、堵塞长度h堵塞长度应不小于孔径的20~30倍，堵塞材料为半干半湿的砂质粘土。6、药量的确定对于隆出地面的根底、岩坎，采用q=K松·W3·P式中：K松—松动爆破装药量单耗，取0.25~0.30kg/m3；W—最小抵抗线m；P—临空面修正系数取0.6。根据以上设计原则，不同孔深的爆破参数如下表：d（mm）Wo（m）a（m）b(m)lˊ(m)K(Kg/m3)Q(kg)I(m)hˊ(m)1.0421.00.80.60.20.450.220.20.81.5421.01.00.80.20.450.50.51.02.0421.21.10.90.20.450.80.81.22.5421.21.21.00.20.451.31.31.23.0421.21.31.10.20.451.81.81.27、对于临近农舍、高压线附近的浅孔爆破，采用控制爆破方式，在起爆时用砂袋、钢丝网和橡胶垫或车胎帘严密防护，确保无任何飞石抛离。详见下图：砂土袋覆盖防护结构示意图钢丝网炮眼橡胶垫参数孔深路基土石方工程石方爆破专项设计方案10八、爆破有害效应的控制由于爆破所产生的地震波、飞石、冲击波、爆破噪声、粉尘和有害气体统称为“六大爆破公害”，因此在爆破施工中，必须引起高度重视，并纳入爆破施工日常工作中，使有害效应减少到最低程度。1、爆破震动校核由于本标段所处的地理位置较为不利，因此本设计根据《爆破安全规范》将爆破震动速度严格控制在1cm/s，根据中华人民共和国“爆破安全规程”GB6722-2003中爆破安全震动速度V=K(Qm/R)a推导出Qmax=R3(V/K)3/α：式中：Q—最大一段的装药量（齐发爆破为总装药量）kg；m—药量指数，取1/3；R—距爆源中心的距离m,K—与介质特性、爆破方式及其它因素有关系数取160；V—距最近建筑（构）物发包方允许的地面质点振动速度为≤1cm/s；α—与传播途径、距离、地质、地形等因素有关系数,取1.6；本工程接近被保护的建筑物严格采用分组和多段接力的分段起爆方式，而且将爆破方向尽可能控制在背离被保护物的方向。因此，我们严格限制同段爆破的一次最大装药量不超标，使爆破振动控制在安全范围内。2、爆破飞石的控制爆破飞石属个别碎块,飞行方向无法预测，而且部分待爆体距被保护建筑（构）物距离较近，故飞行距离的估算势在必行。2.1深孔台阶露天爆破飞石的计算：露天深孔台阶爆破飞石飞行的最大距离计算：R=40d/2.54R（距建筑物）15305080120150200Qmax（1cm/s）29.237.7127.3248.6589.3Qmax（5cm/s）5.140.7188.3771.1路基土石方工程石方爆破专项设计方案11式中：R----飞石的最大距离m；d----炮孔直径cm；计算得R=40×15.0/2.54=237m。2.2浅眼露天爆破飞石的控制按照爆破规范要求，浅眼爆破在复杂地质条件下或未形成台阶工作面时不小于300米，在设计和施工中必须严格做到：①设计合理，测量验收严格，避免单耗失控；②慎重对待断层、软弱带、张开裂隙、成组发育的节理等地质构造，采取间隔堵塞，调整药量，避免过量装药等措施；③保证堵塞质量，不但要保证堵塞长度，而且要保证堵塞严密；④多排爆破时要选择合理的延迟时间，防止因前排带炮（后冲），造成后排最小抵抗线大小与方向失控；⑤采取胶皮加沙袋进行严密覆盖，确保飞石不发生任何抛离事故。⑥为了能够防止飞石对茶光路造成一定的危害，靠茶光路侧搭设防护排架进行防护。3、爆破噪音的控制在控制爆破噪音研究中越来越被专家们关注，而且业主也要求将噪音控制在75分贝以内。为此，通过以下公式进行校核：Lp=20L0g(P/Po)式中：Lp—距声源距离m；Po—基准声压，人