临近既有铁路线控制爆破爆破施工方案Word格式.docx
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防护工程施工组织机构及人员配置25
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附件:
控制爆破地震效应验算
爆破振动实验及检测
1.编制依据及原则
1.1.编制依据
(1)广陕、广巴高速大石互通连接线工程设计图。
(2)《铁路安全管理条例》(第639号)。
(3)《铁路营业线施工安全管理办法》(铁路[2012]280号)。
(4)《关于印发〈成都铁路局营业线施工安全管理实施细则〉的通知》(成铁施工[2014]598号)。
(5)《民用爆炸物品安全管理条例》(国务院令第466号,2006)。
(6)《爆破安全规程》(GB6722-2003)。
(7)《成都铁路局关于广陕、广巴高速大石互通连接线工程道路下穿铁路有关问题的函》(成铁总工函[2015]62号)。
(8)广陕、广巴高速大石互通连接线工程土石方开挖爆破及防护施工组织设计方案安全评估报告。
(9)其他相关规范、依据等。
(10)现场施工调查资料及本单位类似工程施工经验。
1.2.编制原则
(1)根据工程的实际情况,合理设计施工方案,周密部署,合理安排组织施工。
(2)制定切实可行的爆破施工方案与严密有效的防护措施,确保营业线施工安全。
(3)合理配置生产要素,优化施工平面布置,减少工程消耗,降低生产成本。
(4)坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性、安全可靠性与实事求是的原则。
1.3.编制范围
新建广陕广巴高速大石互通连接线工程。
涉及范围为K1+840-K2+020段的石方开挖,非爆施工范围是参照《铁路安全管理条例》确定安全保护区实施,见第二十七条:
铁路线路两侧应当设立铁路线路安全保护区。
铁路线路安全保护区的范围,从铁路线路路堤坡脚、路堑坡顶或者铁路桥梁外侧起向外的距离分别为:
(1)城市市区高速铁路为10米,其它铁路为8米;
(2)城市郊区居民居住区高速铁路为12米,其它铁路为10米;
(3)村镇居民居住区高速铁路为15米,其他铁路为12米;
(4)其他地区高速铁路为20米,其它铁路为15米。
2.工程概况
广陕广巴高速大石互通连接线工程PPP项目是大荣新区建设“三横三纵”中的重要交通项目之一,是利州区一号市政工程。
该工程北起广陕广巴高速,大石互通E匝道出口,与之形成平交口,沿曹家河右岸向南布设,沿线下穿广旺跌路、国道212线、上穿滨河北路及滨河南路,与滨河南路形成简易互通,路线全长公里,设有大桥1座,涵洞5个。
采用城市主干路标准,设计时速60公里(辅道、匝道30公里/小时),路基红线宽度25-42米,双向4车道,投资建设期限18个月,估算总投资亿多元。
本工程设计土石方开挖量为26万方,爆破工程量约为20万方,最高高程H为20米,爆破工期12个月。
工程地质情况
地貌以丘陵地貌为主,多为中低山,深丘地貌
从地质勘探资料和原地面露出的地质表明,该工程石质主要白砂岩及页岩,节理发育,层理分明,地表有~3m厚的覆盖层。
周围环境情况
爆破点距最近广达铁路(K13++段)20米范围使用机械开挖,20-50米范围采用静态挤压,50米以外采用弱松动爆破开挖。
爆破区域附近无高压线(无地下管线资料),只要爆破施工时注意控制好爆破的单响起爆药量,做好防护措施,是可以将爆破震动、飞石危害控制在国家标准以内。
路堑开挖坡口与既有线边坡关系实景图
路堑开挖坡口与既有线道床关系实景图
开挖坡口与既有线关系断面图
开挖坡口与既有线关系纵断面图
3.爆破总体方案
爆破方案的选定
本次爆破施工影响区域广旺铁路K13++,全长70米,在爆破施工作业时,为尽可能减少爆破震动和爆破飞石对广旺铁路的影响,爆破分为三个区域:
1、距离铁路边线20米范围内采用机械破粹开挖;
精准测放出坡顶开挖线后,首先在铁路部门的监护下搭设完成防护排架,然后在山体开挖前施工完截水天沟,采用挖掘机将地表浮土及覆盖层剥除,出露岩体,具备施工条件,顺层施作机械破碎。
此段山体采用纵向分段、分台阶开挖,从K13+自北向南逐段施工,段落长度为20米,下穿高度为11米。
2、距离铁路边线20m-50m范围内采用静态破粹(膨胀药剂破粹)。
静态爆破的工艺原理:
人工造孔后,在静态爆破剂的作用下使岩石涨裂、产生裂缝,再使用破碎锤或风镐解小、破除,从而达到开挖的目的。
静态爆破剂的破碎机理:
静态爆破剂是以特殊硅酸盐、氧化钙为主要原料,配合其他有机、无机添加剂而制成的粉末状物质,典型的化学反应式为:
CaO+H2O→Ca(OH)2+×
104J
当氧化钙变成氢氧化钙时,其晶体结构发生变化,会引起晶体体积的膨胀。
根据测定,在自由膨胀的前提下,反应后的体积可增长3至4倍,其表面积也增大近100倍,同时每摩尔还释放出×
104J的热量。
如果将它注入炮孔内,这种膨胀受到孔壁的约束,压力可上升到50Mpa,介质在这种压力作用下会产生径向压缩应力和切向的拉伸应力。
静态爆破特点:
静态爆破剂属于非燃、非爆、无毒物品,是一种含铝、镁、钙、铁、氧、硅、磷、钛等元素的无机盐粉末状破碎剂,使用时按配合比要求用水搅拌后灌入钻孔内,经水化后,产生巨大膨胀压力,并施加给孔壁,将混凝土或岩石悄悄地破碎。
静态爆破在破碎过程中无震动、无飞石、无噪声、无毒、无污染。
静态爆破剂不属于危险品,无公害。
可按普通货物进行运输和储存,在购买、运输和保管中无任何限制。
1.工艺流程图
施工前准备→设计布孔→测量定位→钻孔→装药→药剂反应、清渣→进入下一层循环施工
2.操作要点
对于岩石破碎需要了解岩石性质、节理、走向及地下水情况。
钻孔参数、钻孔分布和破碎顺序则需要根据破碎对象的实际情况确定。
另外静态破碎剂的效力和初始开裂时间,除了与原料配合比有关外,还与施工当时气温、水温、水灰比、孔径、孔距、钻孔布置、灌浆时间和速度、钢筋混凝土中配筋量、构件尺寸、操作人员的经验等因素有很大关系。
设计布眼
布眼前首先要确定至少有一个以上临空面,钻孔方向应尽可能做到与临空面平行,临空面(自由面)越多,单位破石量越大,效果也更好。
切割岩石时同一排钻孔应尽可能保持在一个平面上。
孔距与排距的大小根据岩石的硬度程度调整,硬度越大、混凝土强度越高时,孔距与排距越小,反之则大。
孔距与排距布置参照下表。
表一孔距与排距简易布置表
岩石
硬度
F=4
F=6
F=8
F=12
素砼
钢筋砼
孔距(CM)
50-100
40
30
20
排距(CM)
80
50
为加快工程进度,我公司计划孔距取30厘米,排距取40厘米的形式进行布孔作业。
钻孔
钻孔直径与破碎效果有直接关系,钻孔过小,不利于药剂充分发挥效力;
钻孔太大,易冲孔。
故采用φ42mm钻孔。
钻孔深度和装药深度
孤立的岩石或混凝土块钻孔深度为目标破碎体的80%至90%;
我单位现场勘查,发现施工段为大体积需要分步破碎的岩石,钻孔深度可根据施工要求选择,一般在至米较好。
装药深度为孔深的100%。
根据现场实际施工条件,决定选择钻孔深度为米。
装药
“同步操作,少拌勤装”的方式。
即:
每组施工工人在每次操作循环过程中负责装孔的孔数不能过多。
每次拌药量不能超过实际能够完成的工作量。
工人们在取药、加水、拌和、灌装过程中应基本保持同步。
这样,可以让每个钻孔内的最大膨胀压能够基本保持同期出现,有利于岩石的破碎。
oC时不允许装入孔内。
从药剂加入拌和水到灌装结束,这个过程的时间不应该超过5分钟;
操作时应注意观察装填孔,发现有气体冒出有“嘶嘶”声时,喷孔可能立刻就要发生,要立即停止装药。
表二静态爆破剂布孔设计参数表
破碎目标
孔深:
L
相邻孔距a(cm)
排距:
b(cm)
孔径:
d(mm)
使用(kg/m3)
低硬度岩石
40-100
中硬度岩石
30-40
药剂反应时间的控制
药剂反应的快慢与温度有直接的关系,温度越高,反应时间越快,反之则慢。
气温较低,药剂反应时间会延长,反应时间太长会给施工带来不便。
一般解决办法是加入保温剂和提高拌和水温度。
保温剂加入过多,也会降低药剂膨胀力。
拌和水温可根据实际适当提高,但最高不可超过40℃,否则可能冲孔。
反应时间一般控制在30至60分钟为较好,条件较好的施工现场可根据实际缩短反应时间,以利于施工。
药剂反应时间过快易发生冲孔伤人事故,可使用延缓反应时间的抑制剂。
3、距离铁路边线50m+以外采用浅孔小台阶微差爆破法
近些年来,我国在城镇复杂环境土石方开挖过程中,大量采用浅眼微差爆破技术,有效的控制了爆破振动有害效应;
对于倾斜和垂直的建基面均成功的采用了预裂爆破技术来防止超欠挖和保护建基面岩石的完整性的有效措施。
根据本工程环境特点和岩石地质情况,我们设计的总体方案为“露天浅眼小台阶微差松动控制爆破法”,为保证建基面岩石的完整性,开挖临近建基面时,采用小孔径密集钻孔,小药量策差爆破,若岩石比较破碎时,最后尚需用撬挖的办法,达到建基面设计高程。
具体的主要技术措施为:
(1)多排小梯段爆破。
由于有良好的临空面,破碎效果好,使爆炸能量主要沿临空面方向破碎岩石、抛掷岩块,相应减小了底部及侧向岩体的爆炸荷载。
(2)用小直径乳化药卷。
可使装药沿孔深分散,不偶合系数加大,炸药单耗降低。
(3)采用孔间微差爆破网络。
与常规的爆破相比,孔间微差爆破的部分炮孔是三个临空面条件下起爆的,大大改善了侧向约束条件,从而增加了破碎程度,减少了药量。
如果先爆孔和后爆孔的起爆时差选择合适,后爆孔较大运动速度的岩块将会撞击先爆的较慢速度的岩块,使爆破效果得到较大改善,且石方开挖均属多排爆破,分段爆破有效地控制了单段药量,降低节振动破坏效应。
既控制了爆破对底部岩体的影响,又有效地解决了大面积爆破振动过大、破碎效果差、后排底根高的问题。
(4)预裂爆破预裂爆破是专门针对设计开挖界面进行有效控制的爆破方法。
沿爆破开挖区的设计轮廓或边坡,以较小的间距合理布置一排相互平行的钻孔,在孔内采用间歇或不耦合装药,并在开挖区主爆破之后或之前同时起爆,从而获得符合设计轮廓、光滑平整和稳定性好的边坡面。
光面爆破和预裂爆破在技术上采用室洞控制爆破方法,其核心是药包布置原则。
包括:
(1)在任何情况下,药包布置均以最小抵抗线为设计依据;
(2)根据路堑中心挖深和宽度,进行药包分层布置;
(3)尽量对药包进行纵向或横向分集或分条布置;
(4)合理安排药包的起爆时间。
光面爆破和预裂爆破的主要参数有钻孔直径、孔间距、抵抗线、线装药量、装药结构、最后一排主爆孔与裂孔间距等。
钻孔直径(d):
一般以40mm~50mm为宜,为增加不耦合系数也一般采用35-40MM。
炮孔间距(a):
孔距与孔径成正比例关系,并与岩性、岩体构造和炸药类型等因素有关,即a=mαd。
对于预裂爆破md=10~12;
光面爆破md=10~16。
同时在光面爆破中孔距与最小抵抗线W成正比,即a=mW,一般m处于0.6~1.0之间。
线装药量q(kg/m);
光面爆破q=(0.1~0.15)KaW;
预裂爆破q=(0.1~0.4)Ka2式中 符号同前。
装药结构既能满足设计规定的不耦合系数值,又要尽可能保证药包爆炸后,爆能沿钻孔全长均匀分布。
装药结构一般有连续装药和间隔装药两
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