溪江石料场开采方案
路基土石方爆破专项施工方案
一、编制依据
⑴《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》国务院2006年9月。
⑵《爆破安全规程》(GB6722-2003)。
⑶《土方与爆破工程施工及验收规范》(GBJ201-83)。
⑷《公路路基施工技术规范》(JTJ033-95)。
⑸《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)。
二、工程概况及特点
1、工程概况
该项目地址位于赞皇县马峪至嶂石岩段,全长29.408公里。现有道路为四级公路改造为二级公路。此次路基设计宽度为8.5米,路面宽度为8米,两侧各0.25米路缘石。设计速度为40km/h。
2、工程特点
2.1 施工条件
爆破时要确保原有便道畅通,确保爆破目标周围的设备、人员、民宅的安全,需要严格控制爆破施工安全。总体来说,工期紧、工程量大,工程质量要求严格。
2.2 施工特点
⑴石方爆破主要采用深孔台阶爆破,低梯段钻孔爆破和小直径钻孔台阶爆破辅助施工,钻孔直径选用Φ=42mm、76mm。
⑵大块岩石二次破碎爆破钻孔直径选用Φ=42mm。
⑶爆破安全防护采用防护挡墙、近体防护和爆破区域表面覆盖防护等。
⑷爆破施工期间根据施工监测资料调整爆破参数,确保施工安全。
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⑸合理安排土石方爆破区作业面及作业推进方向,保证施工进度。
⑹组织好施工区域临时排水系统,防止水土流失。
⑺高峰期日运输车辆较多,车流量大,道路狭窄,容易造成运输车辆争道堵车现象,因此交通组织要严密、科学和合理。
2.3 工期及质量目标
⑴、爆破时间:上午:12:00-13:00
下午:18: 00-19:00
⑵、爆破信号
使用哨声发出信号。
第一次信号声响(节奏均匀的哨声)。预备起爆信号。持续30-60秒钟,表示起爆前一切准备工作就绪。要求爆破危险区内的人员得马上撤离。
第二次信号声响(急促的吸声)起爆信号:持续10-20秒钟表示即将起爆。
第三次信号声响(节奏较慢的哨声)解除警戒信号:持续10秒表示安全检查人员已检查爆区,无事故、可放行。
爆破施工计划从2012年7月20日开始到2012年9月2日完成。
质量目标:达到优良标准。
三、爆破施工总体部署
根据该段施工任务及现场实际情况分为三个爆破施工班组,进场后,组织专职爆破施工人员进行证件核查,持证上岗。
本工程石方爆破包括:台阶爆破、沟槽爆破、大块岩石二次破碎爆破等。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
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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
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表1图2:浅孔爆破示意图
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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:Q L =0.3-0.8kg/m
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.6 ⑽、顶部(0.8-1.0m )线装药密度:Q LS =0.25-0.7kg/m
⑾、底部(0.5-1.5m )线装药密度:Q LS =0.8-2.4kg/m
⑿、填塞长度:L T =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
⑴、孔径:D=38-44mm
⑵、炮孔深度:L=2-5m
⑶、药卷直径:d=13-15mm
⑷、不耦合系数:з=2-4
⑸、孔距:a=0.4-0.5m
⑹、孔间距系数:E=7-10
⑺、线装药密度:Q L =0.15-0.3kg/m
⑻、顶部(0.3-0.5m )线装药密度:Q LS =0.1-0.2kg/m
⑼、底部(0.5-1.5m)线装药密度:Q LX =0.4-1.2kg/m
⑽、填塞长度:L T =0.5-1.0m
注:施工时,上述参数根据实际岩性再作进一步的计算调整。
2.3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)。
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.7 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。
(A ) 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
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.8 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 ≤V 2/g ,且=20(91/3/W )2
式中:V —飞石初速,m/sec
g —重力加速度,m/sec 2
q —炸药单耗,kg/m 3
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:H L =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50 cm ,辅助孔孔距一般取:孔距×排距=50×80cm 主爆孔一般取:孔距×排距=100×100cm 。
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.9 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:
剖面示意图
炮孔平面示意图
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:
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⑵辅助炮孔
辅助1#炮孔:
长度1.8 m,单孔装药结构:底部装乳化炸药Φ32mm的1.5 Kg 。
辅助2#炮孔:
长度2m单孔装药结构:装乳化炸药2.1 Kg,堵塞(0.4m)。
辅助3#炮孔:
长度2m单孔装药结构:装乳化炸药2.1 Kg,堵塞(0.4m)。
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)。
注: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
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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×V
式中: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
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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)W m
炮孔深度L=H+h m
堵塞长度lˊ=(0.8~1.5)W m
装药长度l=L-lˊm
孔间距a=(1.0~1.5)W m
排间距b=(0.8~1.0)W m
单孔药量Q=q·a·b·H
或:Q=q·W·a·H kg
炸药单耗q=0.4~0.5 kg/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。
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表4.1 深孔台阶爆破参数
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