石方路堑开挖爆破施工方案Word文件下载.docx
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土石方开挖区域分3个作业区,总的石方爆破工程量约为4万m3。
综合考虑各种基础条件和实际情况,初步确定以下施工方案:
石方路堑工程采用“横向分层、纵向分段,两端同步、阶梯掘进”的方式施工,路基挖石方施工中实施预裂爆破和松动爆破,尽量减少对保留山体的扰动,确保坡面岩体的整体性。
同时,爆破作业必须加强整体爆破作业的协调统一与安全管理,严格执行《爆破安全规程》,遵守公安部门有关爆破作业的有关规定;
严格按照爆破施工程序进行爆破施工。
四、爆破施工方案、施工方法
爆破施工工艺:
现场勘察、资料收集→提出、选择爆破施工方案→爆破施工设计→爆破施工准备→爆破施工→起爆→爆破后现场检查和处理→效果分析和记录
1.地质条件
石质多为中风化~弱风化凝灰岩、泥质砂岩。
2.提出、选择爆破施工方案。
2.1、路基土石方工程总体爆破方案
石方开挖采用中深孔爆破和浅孔排炮相结合的爆破方法实施爆破。
对山脚处低于2m的山体采用浅孔排炮爆破方法,对高于6m以上的山体采用中深孔爆破方法进行方量开挖爆破。
根据地形要求爆破可分多个台阶进行,台阶高度为6~10m不等,并采用预裂爆破方法进行爆破以保证边坡的稳定与完整。
2.2、爆破方法选择
因我标段部分路基爆破离民房及及321国道太近,宜采松动控制爆破。
为了保持原有岩体的稳定性,爆破出的碎石粒径符合填筑路基要求,同时使边坡坡度即达到设计要求又保证边坡表面的平整度,减少防护工程量,故采用光面(预裂)爆破技术。
浅眼、光面、预裂爆破概述
1、浅眼爆破
炮孔直径φ38mm,钻孔间距1m,钻孔排距0.8m,钻孔深度1.2-1.4m,采用梅花形布眼,起爆方式电雷管—导爆管起爆。
浅孔爆破参数
图中:
L-眼孔深Lz-装药长度
Ld-堵塞长度W-最小抵抗线
R-爆破漏斗半径
表1图2:
浅孔爆破示意图
参数
名称
孔
深
L
径
D
预算
孔距
A
排距
B
爆破体积
V
单位耗药量
q松
计算单孔装药量
Q’
控制单孔装药量
Q
装药长度
Lz
最小抵抗线
W
爆孔利用系数N
爆破孔深
单位
m
mm
%
M3
Kg
计算
依据
砂岩
(中硬)
岩石
12
38-42
90
1.1
0.9
0.8
0.3
0.24
0.23
1.05
14
1.3
1.0
1.2
0.36
0.30
0.4
1.20
16
1.4
1.5
0.45
0.38
0.5
1.50
18
1.6
2.3
0.69
0.6
0.32
0.2
0.48
0.25
1.15
0.60
1.30
0.92
0.53
0.35
1.45
2、光面爆破
为保证路基爆破后边坡和路基面平整、稳定,对需要进行边坡和路基面整治的地段,实施光面爆破。
根据坡面高度和路基厚度,选用深孔光面爆破和浅孔光面爆破,其主要参数分别给出。
2.1深孔光面爆破
⑴、孔径:
D=100mm
⑵、炮孔深度:
L=6-20m
⑶、药卷直径:
d=25-50mm
⑷、不耦合系数:
з=2-4
⑸、孔距:
a=0.7-1.0m
⑹、孔间距系数:
E=7-10
⑺、最小抵抗线(光爆层厚度):
W=0.8-1.2m
⑻、光面孔密集系数:
K=0.8-0.9
⑼、线装药密度:
QL=0.3-0.8kg/m
⑽、顶部(0.8-1.0m)线装药密度:
QLS=0.25-0.7kg/m
⑾、底部(0.5-1.5m)线装药密度:
QLS=0.8-2.4kg/m
⑿、填塞长度:
LT=0.8-1.5m
注:
施工时,上述参数根据实际岩性再作进一步的计算调整。
2.2浅孔光面爆破
D=38-44mm
L=2-5m
d=13-15mm
a=0.4-0.5m
⑺、线装药密度:
QL=0.15-0.3kg/m
⑻、顶部(0.3-0.5m)线装药密度:
QLS=0.1-0.2kg/m
⑼、底部(0.5-1.5m)线装药密度:
QLX=0.4-1.2kg/m
⑽、填塞长度:
LT=0.5-1.0m
2.3药孔布置及装药结构
2.3.1药孔布置
⑴、深孔爆破:
①单边坡爆破:
每个爆破工作面沿路基纵向布置3-4排
深孔,药孔呈梅花状布置(见图1);
②双边坡爆破:
每个工作面沿路基轴线布置3-4排深孔,药孔亦呈梅花
状布置(见图2)。
⑵、浅孔爆破:
每块孤岩布置1-2个药孔;
岩坎或一定厚度的爆破部位可布置多排药孔,药孔可呈梅花状布置。
⑶、光面爆破:
根据设计的边坡坡度沿路基边坡纵向布置一排药孔(见图3)。
2.3.2装药结构
·
·
深孔爆破与浅孔瀑破采用耦合装药结构;
光面爆破采用不耦合装药结构。
药孔
(A)
原地面边坡线
设计边坡线
药孔布置断面图(B)药孔布置平面图
图1单边坡爆破药孔布置示意图
图2双边坡爆破药孔布置示意图
2.3.3个别飞石距离(S)可按下式计算:
S≤V2/g,且=20(91/3/W)2
式中:
V—飞石初速,m/sec
g—重力加速度,m/sec2
q—炸药单耗,kg/m3
w—最小抵抗线,m
3、预裂爆破
3.1基本爆破参数与光面爆破相同,只是起爆顺序倒过来,毫秒差电雷管首先起爆预裂炮孔,可沿边坡岩体形成一条预裂缝,完成预裂的地段在主爆破前方保持不少于15m的距离。
对于质量要求较高的部位,钻孔直径d以32~100mm为宜,最好能按药包直径的2~4倍来选择钻孔直径。
而预裂面的钻孔间距取a=(7~10)d。
因此做了以下参数选择:
每次爆破台阶高度为:
HL=2.5m
①钻孔方向:
预裂孔和辅助孔按照边坡设计坡度方向进行钻孔;
主爆孔为竖直方向钻孔。
②钻孔深度:
预裂孔深L=2.5~4m,主爆孔深2.5m。
③孔眼间距:
根据岩体性质确定,预裂孔间距取50cm,辅助孔孔距一般取:
孔距×
排距=50×
80cm主爆孔一般取:
排距=100×
100cm。
④钻孔直径:
D=40mm。
3.2炮孔布置
为保证主爆区爆破不对边坡造成破坏,预裂爆破采用两次爆破,先进行预裂孔爆破,再实施辅助孔、主爆孔爆破相结合的布孔方式。
布孔方式见下图:
3.3装药
⑴预裂孔装药结构:
采用Φ32mm、长19cm的乳化炸药6条,每条药卷重0.15kg,共0.9kg,分底部装药和柱段装药。
底部装药长0.4m,2×
0.15=0.3kg。
柱段装药长2.1m,4×
0.15=0.6kg。
堵塞部分长0.8m,用沙子粘土等堵塞物。
装药结构图如下图所示:
⑵辅助炮孔
辅助1#炮孔:
长度1.8m,单孔装药结构:
底部装乳化炸药Φ32mm的1.5Kg。
辅助2#炮孔:
长度2m单孔装药结构:
装乳化炸药2.1Kg,堵塞(0.4m)。
辅助3#炮孔:
⑶主炮孔
长度2.5m,单孔装药结构:
装乳化炸药Φ32mm的2.4Kg,堵塞(0.4m)。
炮孔深度根据围岩的性质调整,其相应的装药量也进行调整。
施工中究竟采用光面爆破还是采用预裂爆破方式,需要经过2-3次实验看效果再定,至于光面预裂孔的单耗药量和最小抵抗线问题,根据岩石情况通过现场试验试爆确定。
4、爆破用药量计算公式
由于本标段岩体多为节理裂隙十分发育的碳酸盐岩类,故刷方修治边坡时采用浅孔松动爆破甚至减弱松动爆破方法施工施爆。
其用药量计算公式如下;
Q=q×
Q——一次爆破用药量(kg)
q——单位炸药消耗量(kg/m3)
V——一次爆破落岩体积(m3)
体积换算方式:
V=B×
L×
h
其中:
V——一次落岩体积(m3)
B——该次爆破岩体厚度(m)
L——该次爆破岩体长度(m)
h——平均炮眼深度(m)
说明:
炸药单耗量q是据岩石性质而定的,因本标段岩体松软,故取值较低,q=0.3~0.35(kg/m3)即可,眼深h的确定,若h增大,岩石落石量即加大,可能影响到公路上的清运工作,故一般h取1.3~1.4m即可。
此外,为保护边坡完整性,h亦不宜取大值。
刷方到坡体时要用光面爆破或预裂爆破方法施工。
光面(预裂)爆破时,单位药耗取值更低,一般取0.25㎏/m3左右。
且用不耦合方式间隔装药,以确保坡体稳定。
其它爆破参数按光面爆破方法选取。
光面(预裂)综合爆破是指沿爆破开挖区的设计边坡线以一定的间距,合理布置一排相互平行的较密集的炮孔,在孔内采用间隔药包或比炮孔直径小的不耦合连续药包,在开挖区主爆孔爆破之前预先起爆,使密集炮孔之间沿设计边坡形成一条具有一定宽度的贯通裂缝(即预裂缝),当开挖区主爆破孔爆破时,这条裂缝将会对爆炸应力波产生反射、吸收和缓冲作用,切断应力波继续向岩体(边坡)内传播,从而获得符合设计要求、光滑平整和稳定的边坡面(见石质路堑光面(预裂)爆破开挖示意图)。
3、爆破施工设计
由于本段施工地理环境较好,无地下水存在,所以多采用乳化炸药、铵梯炸药或销铵炸药。
在装药的过程中,为了改善爆破质量,改变爆破效果,使大块率减少,可以采用孔内分段间隔装药结构。
除大块岩石二次破碎爆破选用齐发爆破外,所有爆破均采用微差起爆方法,同时视作业面情况、环境条件和开挖深度分别采用V形、梯形、波浪形、小斜线和直线形等多种起爆模式。
3.1、爆破参数
⑴、深孔台阶爆破参数
钻孔直径Φ=76mm,炮孔垂直布放,平面布置成方形或梅花形,其爆破参数按以下各式计算:
最小抵抗线W=(30~35)Φm
钻孔超深h=(0.25~0.35)Wm
炮孔深度 L=H+hm
堵塞长度lˊ=(0.8~1.5)Wm
装药长度l=L-lˊm
孔间距a=(1.0~1.5)Wm
排间距b=(0.8~1.0)Wm
单孔药量Q=q·
a·
b·
H
或:
Q=q·
W·
Hkg
炸药单耗q=0.4~0.5kg/m3(依岩性而定)
其爆破参数值列于表4.1,表中给出不同台阶高度H的爆破参数,主要是考虑到上、下台阶过渡段以及新台阶形成时地形变化较大,台阶高度发生变化。
表4.1深孔台阶爆破参数
H(m)
W(m)
h(m)
a(m)
B(m)
L(m)
l(m)
lˊ(m)
Q(kg)
5
2.5
5.8
3.0~3.5
2.3~2.8
12~14
6
2.4
2.8
6.8
4.0~4.5
16~18
7
7.8
5.0~5.5
20~22
8
8.8
5.8~6.3
2.5~3.0
23~25
9
9.8
6.8~7.3
27~29
10
3.0
10.9
7.9~8.4
32~34
11
11.9
8.9~9.4
36~38
12.9
9.9~11.4
40~42
13
3.2
13.9
10.9~11.4
44~46
14.9
11.9~12.4
48~50
15
15.9
12.9~13.4
52~54
16.9
13.9~14.4
56~58
单位长度装药量4kg/m(铵油炸药)
⑵、低梯段钻孔爆破参数
炮孔垂直钻凿,平面成梅花形,钻孔直径Φ=76mm,其它爆破参数按以下各式计算:
最小抵抗线W=(25~30)Φm
钻孔超深h=(0.3~0.4)Wm
堵塞长度lˊ=(1.0~1.2)Wm
装药长度l=L-lˊm
炮孔深度 L=H+hm
孔间距a=(1.0~1.3)Wm
排间距b=Wm
Q=q·
炸药单耗q=0.4~0.5kg/m3(依岩性而定)
表4.2给出不同低梯段高度H下的爆破参数。
表4.2低梯段钻孔爆破参数
b(m)
2.0
1.8
0.7
2.2
2.7
3.6
1.2~1.4
1.8~2.0
4.8~5.6
3.7
1.4~1.6
2.1~2.3
5.6~6.4
3.5
4.2
1.9~2.1
7.6~8.4
4.0
4.7
2.2~2.4
8.8~9.6
4.5
5.2
2.7~2.9
2.3~2.5
10.8~11.6
单位长度装药量4kg/m(铵油炸药)。
⑶、小直径钻孔台阶爆破参数。
钻孔直径Φ=42mm,炮孔平面布置成梅花型,垂直钻孔,使用管状乳化炸药,其爆破参数的计算公式如下:
最小抵抗线W=25Φm
钻孔超深h=0.4Wm
堵塞长度lˊ=(1.0~1.3)Wm
装药长度l=L–lˊm
孔间距a=1.2Wm
排间距b=Wm
Hkg
表4.3小直径钻孔台阶爆破参数表
0.27
0.54
1.5~1.7
0.8~1.0
1.4~1.5
1.0~1.2
3.3~3.5
3.0~3.2
5.0
5.5
4.3~4.5
3.9~4.1
单位长度装药量0.9kg/m(Φ32管状乳化炸药)。
⑷、大块岩石二次破碎爆破参数
钻孔直径Φ=42mm,单位炸药消耗量控制在0.1kg/m3,钻孔深度L=2/3·
H,最小抵抗线W=1/2·
hˊ。
爆破参数见表4.4。
表4.4大块岩石二次破碎爆破参数表
H
(m)
hˊ
(m3)
a
n
(个)
(kg)
0.50
1
0.06
2
0.08
0.90
0.1
表中n代表炮眼个数,H代表高度,hˊ代表厚度。
3.2、装药结构
深孔台阶和低梯段钻孔爆破使用Φ60乳化炸药作起爆药,主爆炸药为散状铵梯炸药,堵塞材料使用钻屑或砂粘土。
起爆药包位于与下层台阶顶面水平相同的位置。
当孔内有水时,孔内存水高度范围内全部用管状乳化炸药充填,高出水面1m以上仍用散状铵梯炸药。
小直径钻孔台阶爆破、大块岩石二次破碎爆破均采用管状乳化炸药做主爆炸药,整卷下装,起爆雷管置于炮孔底部。
使用钻屑或砂粘土堵塞。
3.3、起爆模式
微差间隔时间t综合考虑爆破方法、震动控制和破碎质量等因素加以确定,分别为:
深孔台阶爆破t=25~100ms自先向后逐渐加大
低梯段钻孔爆破t=25~50ms自先向后逐渐加大
小直径钻孔爆破t=25~75ms自先向后逐渐加大
严控震动区域爆破t=100~150ms
3.4、起爆网路
深孔台阶和低梯段钻孔爆破以及小直径钻孔台阶爆破采用孔内非电微差雷管,孔外电雷管集簇击爆的非电孔内微差孔外接力的起爆网路,参见附图所示。
大块岩石二次破碎爆破允许使用串联电爆网路,每孔一发电雷管,各孔之间串联后接入起爆器起爆。
4、爆破施工准备
4.1技术准备
⑴爆破施工方案经河北建设集团马嶂改建项目工程审批。
⑵开工报告经监理、业主审批。
4.2现场准备
确定爆破施工的位置,并在爆破影响范围内标出警戒线,防止其他非爆破人员及其他施工人员进入。
4.3人员组织
调遣专业性强的作业队投入施工。
根据本合同段工程特点,拟调遣并组建三个综合作业队,投入本合同段的施工,并配置生产爆破所需的各种机械设备。
各作业队除配备施工经验丰富的领导干部和专业技术人员外,对于爆破工必须持证上岗。
4.4器具准备
主要器具:
凿岩机、钻孔机、运药车、风镐、手持式破碎机、碎石锤。
5、爆破施工
5.1布孔和孔位的选择
布孔从台阶边缘开始,边孔与台阶边缘保留一定的距离,以保证钻机安全工作。
孔位根据设计要求测量确定,但孔位要避免布在岩石被震动、节理发育或岩石变化比较大的地方。
遇到这些地方,可以调整孔位,调整时要注意抵抗线、排距和孔距之间的关系,一般说,应保证抵抗线(或排距)和孔距及他们的乘积在调整前后相差不超过10%。
5.2钻孔、钻孔检查及钻孔排水
当钻孔时,由于下一台阶因爆破存在很多裂缝,因此在钻孔初期,需要进行护壁,既用粘土浇点水,在钻孔达1.5~2m左右,将钻杆起提,倒入粘土,反复2~3次,用粘土护壁,防止石头塌下卡钻。
在施工中由于各种原因,可能会出现堵孔的现象,为了保证施工的正常实施,防止堵孔应该做到:
钻孔结束后要及时将岩粉吹干净,若不能吹干净,就要适当加大超深。
﹙1﹚用泥浆方法固壁封缝。
﹙2﹚将孔口岩渣和碎石清除干净,防止掉落孔内。
﹙3﹚钻孔完要封好孔口,遇到雨天时要用泥土或岩粉在孔口做一小围堰,并用塑料布或油毛毡盖好,防止雨水将岩粉冲入孔内。
﹙4﹚钻完孔后要尽快装药爆破。
检查时可用测绳缀上重锤测量,测量时要将孔进行编号,记录孔深参数,特别是第一排炮孔,检查时发现淤堵的炮孔,可用炮棍清理,钻机清理,关键部位的钻孔如果不能清出堵塞物,就要在旁边更新钻孔.
钻孔排水的方法根据孔中的水量和工地设备情况有:
(1)提水法,
(2)爆炸法,(3)高压吹风法,(4)高压泵排水法。
5.3装药、堵塞
本段施工采用手工装药,主要用木制或竹杆做炮棍,底部装猛度大的炸药,上部装猛度低点的炸药,装药时要注意有无结块,如有结块,应粉碎后再装,装药时炸药要慢慢往孔内倾倒。
在装药过程中,必须十分小心地安放起爆体,使雷管不易从药卷中被拉出来。
起爆体的个数取决于
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