贵都高速公路施工爆破方案

贵都高速公路第三合同段K220+922～K221+620段路基石方开挖爆破设计设计：审核：批准：中交路桥北方工程公司贵都高速公路第三合同段项目经理部二00八年十二月二十八日1目录1.工程概况…………………………………………………………………31.1工程地质情况………………………………………………………….......31.2周围环境情况………………………………………………………………32.爆破总体方案……………………………………………………………32.1爆破方案的选定……………………………………………………………32.2施工方法…………………………………………………………………..43.中深孔爆破设计…………………………………………………………73.1中深孔爆破参数的选择……………………………………………………..73.2中深孔爆破单孔装药量Q的计算……………………………………………83.3边坡光面爆破炮孔装药量计算………………………………………………94.浅眼孔桩爆破设计………………………………………………………94.1浅眼孔桩爆破参数的选择…………………………………………………..104.2浅眼孔桩爆破单孔装药量Q的计算…………………………………………105.一次齐爆的最大炸药量计算……………………………………………..116.装药结构…………………………………………………………………127堵塞……………………………………………………………………….148.爆破网络…………………………………………………………………149.安全距离计算……………………………………………………………159.1个别飞石安全距离计算……………………………………………………..159.2地震安全距离计算………………………………………………………….1529.3爆破冲击波安全距离计算…………………………………………………...1510.爆破组织………………………………………………………………..1610.1爆破组织机构及人员………………………………………………………1610.2爆破机具配备……………………………………………………………..1810.3爆破作业人员配备………………………………………………………...1810.4主要材料…………………………………………………………………1911.爆破施工计划安排……………………………………………………...1912.爆破安全工作…………………………………………………………..2013.爆破施工安全措施……………………………………………………..2014.爆炸物品管理的规定…………………………………………………..2015.爆破应急预案…………………………………………………………..2116.爆破警戒半径…………………………………………………………..2917.爆破信号………………………………………………………………..2931.工程概况贵阳至都匀高速公路第三合同段位于贵州省贵定县昌明镇境内，全长5.878km，起讫桩号为K220+922~K226+800。设计道路等级：双向四车道高速公路，路宽：整体式路基26.0m，分离式路基13.0m，设计行车时速：100km/h。三合同段共有桥梁6座，分别为石门坎大桥、冷水沟高架桥、炉镇一、二、三号高架桥、四方坡一号高架桥；隧道有两座，分别为银洞坡隧道（约3km）、炉镇隧道（约350m）。路基工程双线长约为3300m，总开挖石方量为110万m3，路基开挖最大爆破高度为42m，总控制工期十八个月。本爆破设计为该标段K220+922～K221+612段路基专项控制爆破设计，路段开挖总方量为56.6万m3，最大开挖厚度为29m左右，控制工期为10个月，要求2009年10月底爆破施工完毕。1.1地质情况从地勘资料和原地面裸露出的地质观察，本段路基石质主要为中厚层状白云质灰岩、坚硬，其岩石坚固系为f=8~10，节理发育，层理分明，地表有0~1.6m厚的覆盖层。1.2周围环境情况该段路基普遍是顺山脊梁部位走向，部分为路堑断面，部分为拉槽。西南输油管道线路基本顺高速公路走向平行，路基最近点K221+195距离西南输油管道为52.0m，其它段普遍与输油管道相距55m～110m，本路基段尾（石门坎大桥）与输油管道最远，相距（水平距离）110m左右，两线相对高差在20～45m左左。在路基周围300m以内，除西南输油管道和自已施工设施外，其它无任何重要建筑物及设施存在。2.爆破总体方案2.1爆破方案的选定根据公路施工规范以及西南输油管道管理要求，开挖必须采用控制爆4破，禁止用过量大爆破施工，目的是防止破坏山体稳定，不给路基带来病害以及确保输油管道安全。因此，爆破方案的选择首先必须考虑保障边坡稳定和控制飞石，并满足施工工期和周边环境的安全要求，确保施工安全，提高经济效益。2.1.1如整个工程项目完全采用手风钻打眼放炮的方法，工效低、进度慢，不能满足机械化施工的要求，工期不能得到保证。因此，只采取浅眼爆破的方法是不适宜的。2.1.2根据本施工段石方量大，工期要求紧，施工条件比较困难的实际情况，如采取中深孔爆破的施工方法，不但每次爆破方量大，而且可以实现控制药包作用范围，控制爆破震动和飞石，完全有效地解决大规模机械化施工和保障输油管道安全的矛盾。并且按照进度要求，每次爆破方量可随机调整，具有机动灵活的爆破特点，此方法既能保护边坡稳定和爆破区周围施工人员及输油管道设施的安全，又能满足机械化施工要求。2.1.3根据该路段的环境情况，从确保西南输油管道的安全出发，采取先开通纵向便道，后分段、分台阶采取谨慎控制爆破施工。爆破采取分段微差爆破技术，延期分段起爆，尽可能地减小爆破震动和控制爆破产生的飞石，采取分层分台阶作业方式，确保施工安全。综上所述，本合同段路基石方开挖采取浅眼爆破与深孔爆破相结合的施工方法，以深孔爆破为主。浅眼爆破作为深孔爆破的辅助爆破，浅眼爆破用于预留防护墙清除、修整便道、清理边坡、对不便用深孔爆破的小方量开挖进行清除等项目的施工作业。在施工路基开挖爆破前，必须对输油管道进行彻底调查，摸清走向和既有保护层厚度等情况，在离输油管道较近地段和开挖滚石容易威胁到的地方，为了避免施工过程中，对输油管道造成危害，必须先做好防护后才能施工，确保其绝对安全。2.2施工方法52.2.1防护施工方法施工前，必须对输油管道有影响的位置，先将输油管道采取防护后，再进行石方开挖施工。根据输油管道所处的地形位置，确定具体的防护保护方法。根据12月16日项目部会同输油管道管理处现场办公纪要精神确定的方案：K220+922～K221+350段输油管道，采用在管道上方覆盖2.0m厚的土层进行防护，使开挖滚石不直接冲击管道即可；K221+350～K221+500段输油管道，采取在输油管道外侧采用碎石土回填，将管道保护起来的防护方式，使路基施工爆破时，避免所产生的震动效应给管道基础造成垮塌危害，确保输油管道的安全。2.2.2路基施工方法路基施工主要采取中深孔爆破。由于此段路基开挖大部分在斜坡上，有的爆破厚度最大达三十多米，为了确保施工安全，严格控制爆破抛石和滚石，根据断面地形，从路基靠输油管道侧，首先顺路基修筑一条纵向便道，便道宽4～6m，采用控制爆破开挖，此便道既可作为施工通行，又是拦接施工滚石的平台。然后进行路基分层分台阶施工，并分多层台阶，顺路基方向纵向推进，每层台阶高度控制在5.0m以内，台阶宽度控制在5.5m～7.0m，上层先打眼爆破，待开挖出台阶后，下层再打眼爆破，每层平行往下降。每次炮孔深度控制在8.0～10.0m以内，在离输油管道超过50.0m时，炮孔深度可调整为10.0～12.0m。每次爆破时，必须要严格控制飞石，并在布孔中必须考虑炮孔的最小抵抗线（W）方向，禁止W朝向输油管道方向，即考虑朝向顺路基开挖方向或与输油管道相反方向，尽可能地控制对输油管道的影响和减小对周围环境的污染。采取控制爆破施工，严格控制爆破震动，控制每孔装药量，有效地控制爆破震动效应，确保输油管道的安全。见施工步骤示意图。6爆破施工主要采用φ100mm的简易式或自行履带式潜孔钻机钻孔，垂直钻孔爆破，分段分台阶开挖，各台阶分次爆破，施工自上而下，其分段长度根据挖运情况而定，一般取25~40m为一施工段，同段开挖采取平行下降的施工方式；分层台阶高度按所采用钻孔直径以及开挖厚度而定，为了便于挖运,确保施工安全,本路段选择台阶高度8~10m。设计边坡必须进行光面爆破，以保证边坡的稳定和边坡平顺美观。施工步骤示意图第三步施工部分第二步施工部分第一步施工部分路基施工断面（阴影部分）路基边坡首先开挖平台（接栏滚石）地面线输油管道纵向便道（接石平台）mmmmm第四层主爆孔分层台阶线(光爆层)边坡保护层2.0M分层台阶线光面爆破孔1:0.751:0.51:0.5第三层第二层第一层1:0.51:0.5路基中深孔布置横断面示意图73.中深孔爆破设计3.1中深孔爆破参数的选择3.1.1单位耗药量（单位体积用药系数）q根据经验和现场的实际情况，q取0.25~0.35kg/m3，在计算药量时，必须通过对岩石进行1~2次试爆，以试爆结果确定合理的单位体积耗药量q值。3.1.2台阶高度H通常按爆破中所采用的钻机钻孔直径来确定，该段路基爆破钻孔直径为φ100mm，选定有效爆破钻孔的台阶高度为8.0~10.0m。3.1.3实际最小抵抗线W实际最小抵抗线W根据所开挖面而定。W=（0.3~0.4）H(m)3.1.4炮孔间距a1(1).主爆炮孔间距a1a1=35d(m)式中，d——炮孔直径mm。地面线台阶分层线第二层台阶第三层台阶分台阶炮孔布置断面图mmmmmmm起爆顺序第一层台阶中深孔路基面台阶分层线台阶分层线mm8.0~10.0m8(2).边坡光面炮孔间距a2a2=10d(m)3.1.5主爆炮孔排距bb=0.85a13.1.6炮孔超钻深度h1=(0.2~0.3)H(m)3.1.7炮孔深度L=H+h1(m)3.1.6布孔方式按梅花形布孔，见示意图。在施工中，可根据实际地质变化情况，作适当调整。3.2中深孔爆破单孔装药量Q的计算常用公式：Q=qHaW(kg)或Q=qHab(kg)边坡眉线光爆炮孔mmmmmm3.0m3.0m3.0m3.0m炮孔平面布置示意图主爆破孔3.0m9前式适用有侧向（或第一排）有临空面的炮孔药量计算，后式适用于多排孔后面各排炮孔的装药量计算。下面用列表法计算几个典型炮孔的炸药量（供参考）炸药量计算表孔深H(m)孔距a1(m)实际抵抗线W或炮孔排距b(m)单位耗药量q(kg/m3)单孔装药量Q(kg)采用公式5.02.5w=2.50.3510.94Q=qHaw6.03.0w=2.50.2511.25Q=qHaw7.03.5b=3.00.3022.05Q=qHab8.03.5b=3.00.2521.00Q=qHab9.03.5b=3.00.2523.63Q=qHab10.03.5w=3.00.2526.25Q=qHaw3.3边坡光面爆破炮孔药量计算光面爆破每米炮孔装药量计算公式，Q=B·K·m·K1·W(kg/m)式中，Q——1米深光面爆破炮孔装药量（kg/m）；B——光面爆破炮孔孔口填塞系数取B=1.0；K——在光爆中，软岩取0.7，中硬岩取0.85，坚硬岩取1.2，本路段为坚硬岩石，取1.2；m——炮孔密集系数，m=a/W，当a=3.5m、w=3.0m时m=1.16；K1——根据炮孔密度而定的系数，取K1=0.5，但每加深1m增加0.2；W——预留边坡保护层（光爆层）厚度或最小抵抗线m，取2.0m。所以：Q=1.392kg/m4.浅眼爆破设计104.1浅眼爆破设计参数的选择4.1.1单位耗药量（单位用药量系数）K根据经验和现场的实际情况，K取0.35~0.55Kg/m3，最终通过进行1~2次试爆而确定合理的系数K值。4.1.2最小抵抗线W最小抵抗线W根据所需控制飞石方向而定。取W=1.0~1.5(m)4.1..3孔距a和排距b坚硬岩石孔