爆破试验方案.docx
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爆破试验方案.docx
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爆破试验方案
爆破试验作业方案
1、说明
1.1工程概况:
燕山水库在沙颍河主要支流澧河上游干江河上,坝址位于河南省叶县保安镇杨湾村老官寨水站下游1.6km处。
坝址距叶县县城约30km,西距叶县保安镇约10km,东距叶县辛店乡约6km,坝址位于两乡镇交界处。
燕山水库总库容9.25亿m3,属大(Ⅱ)型工程,工程等级为二等,主要建筑物为2级,采用500年一遇洪水设计,5000年一遇洪水校核。
水库控制流域面积1.69km2,多年平均经流量3.64亿m3。
根据流域规划的要求,燕山水库的开发任务是以防洪为主,结合供水、灌溉、兼顾发电等综合利用。
水库主要永久建筑物有大坝、溢洪道、泄洪洞、输水洞,另外在输出水洞后还有小型水电站一座。
溢洪道为岸边式溢洪道,溢洪道控制闸底板顶高程102m,闸室采用钢筋混凝土开敞式,总争宽90m,共6孔,单孔净宽15m,设弧形工作闸门和平面检修钢闸门,分别配液压启闭机和单向门机启闭。
消能型式采用挑流消能。
1、2工程地质条件
(1)引水渠及控制段地面高程为105~122m,岸边岩性主要为m1、m2石英砂岩及石英砂岩夹页岩。
岩层总体走向近东西,倾向南、南东或南西,倾角一般10°~15°。
m1、m2石英砂岩岩体属弱~微风化,控制闸底板以下岩体RQD值一般53%~80%,属较破碎~较完整岩体。
岩体纵波波带平均值为3802m/s,动弹性模量平均值为28.16×103Mpa。
据27段压水试验资料,岩体多属弱透水(1≤q<10Lu=占59%;其次为极微透水~微透水(q<1Lu)占33%;中等~强透水(q≥10Lu)仅占8%。
该段有多条小断层发育,闸基上游左侧附近为断层密集带,岩体完整性相对较差。
(2)泄槽及消能工段
泄槽及消能工段桩号0+025~0+117.401,地面高程约110~120m,基础地层岩性主要为m1、m2石英砂岩,据挑流鼻坎部位8908孔资料,RQD值73%~99%,岩体较完整。
岩体多属极微透水~微透水,占75%;其次为弱透水,占25%,作为泄槽及消能工基础,工程地质条件较好。
(3)尾水渠段
挑流鼻坎(桩号0+117.401)以下为尾水渠段,桩号0+117.401~0+211.561段渠底高程由95m降至83.23m,以下渠段设计渠底高程83.23m。
挑坎下游冲刷坑部位基岩为m1、m2石英砂岩,其抗冲刷能力较强。
据8908孔资料,岩体一般较完整。
但在桩号0+220附近有一规模较大的断层通过,推测其垂直断距大于40m,断层及其影响带一般裂隙发育、岩体破碎,抗冲刷能力差。
桩号0+211.561~0+615段,地面高程86~98m,上部第四系松散层厚6~17m,岩性主要为粘性土及卵石混合土;下部基岩为X1安山岩,顶面分布高程76.5~85m,渠底主要位于第四系卵石混合土层之中。
桩号0+615以下尾水渠段涉及地层主要为N砂砾岩、y1-1页岩、y1-2石英砂岩夹页岩及第四系松散层。
该段地面高程多为100~105m,上部以N砂砾岩为主,厚度12.2~20.3m,表层分布有厚0.5~10m的粘性土;下部为y1-1页岩,其顶面高程79.5~87.1m。
渠底处于y1-1全风化页岩和N砂砾岩中。
尾水渠出口段地面高程92m左右,上部松散层厚8.7m,岩性主要为粘性土及级配不良砂,下部为y1-2强~全风化石英砂岩夹页岩。
1、3石方爆破工程合同项目
(1)闸室段石方开挖;
(2)溢洪道进口段石方开挖;
(3)泄槽段石方开挖;
4)上、下游翼墙段石方开挖;
5)挑流鼻坎及尾水渠0+350以上段石方开挖;
2、爆破试验方案设计
爆破试验方案拟定在溢洪道引水渠段右岸(桩号0-157—0-223)进行预裂爆破和梯段深孔爆破试验。
2.1梯段深孔爆破试验设计
2.1.1梯段台阶要素、钻孔形式及布孔方式
(1)梯段台阶要素:
依据工程设计,引水渠(0-157~0-223)段石方最大挖深13m左右。
台阶高度为4-12m,底部岩石按设计预留1m保护层。
(2)钻孔形式
深孔梯段爆破试验钻孔形式为垂直钻孔。
(3)布孔方式
布孔方式采用矩型布置,该布孔方式便于起爆网路设计和操作连线。
2.1.2、梯段深孔爆破试验参数拟定
(1)孔径(D)
拟采用80mm的孔径,由此可延长装药长度,减少孔口堵塞长度,满足岩石爆破后破碎均匀,级配合理的要求。
(2)孔深(L)
孔深由设计开挖深度决定,满足设计要求底部岩石预留1m保护层。
(3)底盘抵抗线ω
底盘抵抗线按炮孔孔径倍数确定,根据经验公式ω=(20-50)D计算。
(4)孔距a和排距b
(a)孔距a
采用a=mw确定,式中m为密集系数
第一排孔a1选m=1.1计算
第二排孔a2选m=1.3计算
(b)排距b
采用梅花形(正三角形)布孔时,排距b=0.866a;
(5)单位炸药消耗量和每孔装药量
(a)单位炸药消耗量
依据本工程岩性特点,参照已往的爆破经验,单位炸药消耗量q=0.4-0.7kg/m3;
(b)每孔装药量
多排孔爆破第一排孔的每孔装药量按Q=q.a.w.h计算
多排孔爆破第二排以后多排孔的每孔装药量按Q=k.q.a.b.h计算,式中K取1.2。
(6)堵塞长度L
堵塞长度按L=(20-30)D计算。
(7)拟定梯段深孔爆破试验参数列表如下
孔径D(mm)
W
(m)
a
(m)
b
(m)
q
(kg/m3)
H
(m)
Q
(kg)
堵塞长度L(m)
80
2.8
(35D)
3
3
0.45
4
15.1
1.6(20D)
0.45
8
38.88
2.4(30D)
0.45
10
48.6
3.0(30D)
0.45
12
58.32
3.6(30D)
2.1.3梯段深孔微差爆破设计
本工程爆破采用微差爆破,它可以改善岩体破碎质量,使爆堆比较集中,大块率低,降低地震效应、空气冲击波强度和飞石距离。
微差爆破起爆顺序图:
微差爆破起爆方式采用非电起爆,起爆网路有导火索、火雷管、导爆管组成。
2.1.4装药结构
装药结构采用耦合连续装药。
如图
2.2预裂爆破试验设计
2.2.1孔径、孔距和孔深
(1)孔径:
采用与爆破孔相同的孔径D=80mm
(2)孔距:
采用a=(8-12)D公式计算,拟定孔距为1.0m
(3)孔深:
本工程所要求的边坡开挖,在进行预裂爆破时,进行一次预裂,孔深根据设计开挖深度而定。
2.2.2线装药密度Q线
根据长办长科院提出的经验公式:
Q线=0.36b0.63a0.67进行试算,结合我局预裂爆破经验数据,线装药密度Q线拟定选取0.35kg/m。
2.2.3装药结构设计
(1)装药结构设计原则:
①预裂孔顶部有自由面存在,设置一个不装药段,一般取0.6-2.0m,坚硬岩石不易破坏,其不装药段可短些。
顶部装药也可适当减少,顶部装药减少段长度为0.5-1.5m;
②预裂孔底部受到的夹制作用,必须加大装药量,才能达到预期的效果,炮孔越深,岩石越坚硬,夹制作用越明显,底部装药的增量以该孔线装药密度的倍数来计算。
孔深小于5m时,增加1-2倍,孔深为5-10m时,增加2-3倍;当孔深超过10 m时,增加3.5倍,坚硬的岩石取大值,松软的岩石取小值。
底部增加装药量的长度为0.5-1.5m。
(2)预裂孔装药结构
预裂孔装药结构根据线装药量,孔深和孔总装药量,布置为间隔装药形式(如图)
孔径D(mm)
孔距a(m)
Q线
(kg/m)
孔深
(m)
Q孔
(kg)
堵塞长度L(m)
80
1.0
0.35
4
2.1
1
8
3.5
10
4.5
12
5.5
2.2.4拟定预裂爆破试验参数
3、爆破施工工艺及方法
3.1测量定孔
测量定孔:
定孔测量仪器采用全站仪,测量定孔应依照设计边线和尺寸要求,按照所选定的爆破参数孔距、排距和孔深,进行布孔放样,并用明显的标识表示。
测量布孔后,测量技术人员应在现场向造孔机械操作工人和现场施工员,进行技术交底。
同时,测量技术人员应跟踪检测造孔质量。
3.2钻孔
测量布孔后,钻孔机械进场进行钻孔。
为满足造孔机械的移位,整个作业面场地要求要平整,不得有过高凸石和过深凹坑,同时作业面不应有大于30mm的浮碴,以利造孔定位和钻进。
每台机械造孔时应配置2人配合机械清碴。
造孔作业应严格按照爆破参数所选定的孔距、排距、孔径、孔深和孔斜角度进行。
若发生夹钻和孔斜角度超过设计要求,操作工人应及时通知现场施工技术人员,通过爆破设计调整后,再行造孔。
操作工人不能私自调整爆破布孔参数。
钻孔后,孔口周围的碎石、杂物应清除干净,对于孔口岩石破碎不稳固段,应进行维护,防止石块塌落。
钻孔结束后,应封盖孔口或设立标志,以防施工破害和人员伤害。
3.3钻孔检查
装药前,爆破技术人员会同测量技术人员检查孔位、深度、倾角是否符合爆破设计要求,孔内有无堵塞,孔壁是否有掉块以及孔内有无积水和积水深度如何。
如发现孔位和深度不符合设计要求时,应及时处理,进行补孔或透孔。
3.4装药
3.4.1炸药运输:
装药前有专人负责到炸药库领取所需的炸药和起爆材料,并填写材料领用登记表,然后用专用运输车运至爆破作业区,人工卸车,并把炸药和起爆材料运至爆破作业布孔区。
3.4.2装药
(1)装药方法:
梯段深孔爆破装药采用人工方法,装药时必须严格控制每孔的装药量,并在装药过程中检查装药高度。
在装药过程中如发现堵塞时应停止装药,并及时处理,在未装入雷管或起爆药包等敏感的爆破器材以前,可用木制长杆处理,严禁用钻具或金属杆处理装药堵塞的钻孔。
对于已装入起爆药包带有导爆管或导爆索时,应注意保护导爆管和导爆索时,避免拉紧导线,防止石块和其它物体对导爆管和导爆索的损伤。
预裂爆破装药采用不耦合装药,根据计算的线装药密度和装药结构,将药卷均匀连续或按一定间隔距离绑扎在导爆索上,为方便装药,也可固定在一长竹片上,形成一个炸药串,然后将炸药串轻轻送入炮孔内。
装药时整个装药过程应有专人负责,进行控制和管理。
装药后应对所用炸药和起爆材料进行核对,对于剩余炸药或起爆材料应及时送回炸药库,并登记器材返回表。
(2)装药结构
装药结构按拟定的爆破设计进行控制。
(3)堵塞
堵塞严格按照爆破设计长度要求进行。
堵塞材料采用钻孔的岩屑和粘土,禁止使用含有较大粒径的碎石碴,在有水炮孔堵塞时,应防止堵塞物悬空。
(4)爆破网路敷设
装药完成后,撤离与网路敷设无关的其它人员,由爆破技术人员进行爆破网路敷设。
梯段深孔爆破采用非电导爆管和导爆索组合起爆网路,预裂爆破采用非电导爆索起爆网路。
网路敷设应按爆破设计要求进行,并严格遵守《爆破安全规程》中有关起爆方法的规定。
起爆器材使用前应事先进行检验。
网路敷设后应进行仔细检查,具备安全起爆条件时方准起爆。
爆破网路敷设如图
梯段深孔爆破和预裂爆破网路示意图
图中:
1、导火索2、火雷管3、延时雷管
4、导爆管5、导爆索
3.5起爆
起爆网络敷设完毕,经检查确认无误后,在确认人员、设备全部撤到安全地点,已具备安全起爆条件时,起爆作业人员,收到起爆信号后,进入起爆岗位,听从爆破指挥长的起爆命令,点火起爆。
为确保起爆人员的安全,在施工现场设置避炮室,起爆导火索的长度应足够长,最短不小于1.2m长,确保起爆人员点火后安全进入避爆室。
3.6处理瞎炮
爆破后,爆破技术人员必须按规定的不少于5分钟等待时间进入爆破地点,检查有无盲炮。
盲炮处理:
①爆破网路未受破坏,且最小抵抗线无变化者,可重新联线起爆;最小抵抗线有变化者,应验算安全距离,并加大警戒范围后,再联线起爆。
②在距盲炮口不小于10倍炮孔直径处打平行孔装药起爆。
爆破参数由爆破负责人确定。
③所用炸药为非抗水硝铵类炸药,且孔壁完好者,可取出部分堵塞物向孔内灌水,使之失效,然后进一步处理。
3.7爆破警戒与信号
3.7.1爆破警戒
(1)爆破作业开始前,必须确定危险区的边界,并设置明显的标志。
(2)危险区的边界设置岗哨,使所有通路经常处于监视之下。
每个岗哨值班人员配置对讲机相互联通,并与爆破指挥长联通,以便及时通告情况。
3.7.2信号
爆破前必须同时发出音响和视觉信号,使危险区内的人员都能清楚地听到和看到,应使全体职工和附近居民,事先知道警戒范围、警戒标志和声响信号的意义,发出信号的方法和时间。
本工程将在来往路口,各施工作业区布设警示牌宣传爆破时间、次数和地点,警戒范围和各种信号的意义。
起爆前将通过高音喇叭和警报器进行信号预报。
第一次信号——预告信号,所有与爆破无关人员应立即撤到危险区以外,或撤至指定的安全地点,向危险区边界派出警戒人员。
第二次信号——起爆信号,确认人员、设备全部撤离危险区,具备安全起爆条件时,方准发出起爆信号。
根据这个信号准许爆破员起爆。
第三次信号——解除警戒信号,未发出解除警戒信号前,岗哨应坚守岗位,除爆破工作领导人批准的检查人员以外不准任何人进入危险区,经检查确认安全后,方准发出解除警戒信号。
4、爆破安全控制技术
(1)采用非电起爆网路起爆,消除外来电流对爆破的危害。
(2)爆破振动控制:
a、梯段深孔爆破,采用多段微差起爆,控制最大一段装药量,分段越多,爆破振动越小;
b、合理选取微差起爆的间隔时间和起爆方案,保证爆破后的岩石能得到充分松动,消除夹制爆破的条件;
c、合理选取爆破参数和单位炸药消耗量。
单位炸药消耗量过高会产生强烈的振动和空气冲击波,单位炸药消耗量过低则会造成岩石的破碎和松动不良,大部分能量消耗在振动上。
因此应通过现场的试验来确定合理的爆破参数和单位炸药消耗量。
d、采用预裂爆破,防止爆破振动对边坡的破坏。
(3)飞石防止
a、通过爆破试验确定合理爆破参数,保证炮孔的堵塞长度和质量。
b、深孔爆破按照《爆破安全规程》规定的安全距离控制在200m以上;
c、沿山坡修建的构筑物或设施应加强防护,防止爆破飞石沿山波或山沟滚滑而造成的伤害。
(4)爆破作业严格按照《爆破安全规程》规定进行。
5、石方开挖外观质量控制措施
(1)为保证石方开挖外观质量,石方边坡开挖采预裂爆破;
(2)爆破设计拟定的爆破参数应通过前期的爆破试验,再确定适合本工程岩性特点的合理爆破参数,保证爆破后岩体破碎质量和边坡的稳定性和平整性。
(3)加强钻孔质量管理,先测量放样,按爆破参数选定的孔距,、排距进行布孔。
造孔位置必须准确,孔深、角度必须满足炮孔布置设计,钻孔过程中进行监测,不合格的钻孔进行返工,以提高爆破后外观质量。
(4)边坡预裂爆破质量控制标准
残留半孔率:
裂隙不发育岩体:
≥80%;裂隙发育岩体:
80%-50%。
平整度:
相邻两孔后的不平整度不大于15cm。
(5)为控制爆破对保留岩体和建筑物影响,要求边坡预裂爆破最大起爆药量小于50kg;深孔梯段爆破,最大一段起爆药量不得大于500kg;平地爆破(保护层以外)最大一段起爆药量不得大于200kg。
(6)垂直保护层厚度不小于1.0m。
(7)开挖石料满足上坝要求,对于爆破石块较大的,进行二次分解,满足筑坝填筑要求。
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