马濮旅游大道电力管线及边坡

马濮旅游大道电力管线及边坡开挖工程爆破设计与施工方案绍兴安盛爆破工程有限公司2015年4月15日马濮旅游大道电力管线及边坡开挖工程爆破设计与施工方案设计：审核：吴进东绍兴安盛爆破工程有限公司2015年4月15日一、工程概况1.1工程简述及地理位置马鞍山市旅游大道起于皖苏交界处的火地山，接江苏省规划的340省道，向西延伸经杨家、濮塘镇北后，路线与老路交叉，再经砂塘、彭家宕，在庙子岘接上老马濮路，终于霍里魏家甸港华燃气站附近，顺接已开工的马鞍山市旅游大道霍马段终点。图1-1工程地理位置图1.2工程地质1、区域地层岩性爆破区域地层区划属扬子地层区下扬子地层分区芜湖～安庆地层小区。区内发育三叠纪至第四纪地层。爆破区及外围岩浆活动较频繁，火山岩极为发育。通过调查路线区主要发育侏罗纪的火山岩。2、区域地质构造⑴构造单元爆破区位于扬子准地台下扬子台褶带，江浦凹陷和芜湖凹陷的交接部位，两者大致在长江北岸分界，该凹陷呈北东向展布，以中、上侏罗统为“基底”的继承式陆相断陷火山岩盆地，区内地质构造较复杂，构造发展阶段主要表现在燕山期，以断裂和岩浆活动为主，褶皱次之。⑵褶皱构造根据区域资料，爆破区褶皱构造不发育，区内比较重要的褶皱构造分布于霍里～梅山一线，为一向斜构造，区域上属于宁芜向斜中段，轴向30～35°，核部为火山岩系覆盖，火山岩系基底与褶皱地层呈角度不整合接触；两翼为早侏罗纪地层，北西翼受断裂构造影响，出露不完整，出露在路线区外围马鞍山～采石一带，其产状倾向南东，倾角30～35°；南东翼出露较完整，自北向南在乔木山～十里长山一带，其产状倾向北西，倾角约25°～30°。⑶断裂构造爆破区及其邻区断裂较发育，多为隐伏断层，主要有北东、北北东、北东东、北西、北西西、近东西、近南北向七组，其中以北北东、北东、北西向最为发育。1.3环境状况沿线部分民房已进行拆除，但还有少数的建（构）筑设施保留；沿线还有高压线、交通标识牌等设施；新建道路已通车，爆破环境较为复杂。图1-2施工环境状况图图1-3施工环境状况图图1-4施工环境状况图图1-5施工环境状况图图1-6施工环境状况图1.4本工程重点、难点与作业级别自评本工程为已新建马鞍山市旅游大道扩帮和管沟开挖工程，已建马鞍山市旅游大道现已通车，施工中控制爆破飞石对行人和车辆的危害及控制边坡的稳定性，减少施工机械对交通的影响，控制粉尘的排放和在约定的工期内完成工程任务是本工程的重点；把爆破地震、爆破飞石的危害控制在国家相关规程规定的安全允许范围之内，保证爆区周围主要建构筑物及人员的安全，控制好爆堆形态、坍塌方向及距离，防止破坏道路设施阻碍交通是本工程的难点。由于爆破区域距离周边建（构）筑物较近，紧邻交通路段，属于城镇复杂环境深孔爆破和复杂环境浅孔爆破，自评工程等级为B级。1.5工程规模及工期根据《旅游大道（东部环路以东）管线规划》以及管线埋设要求和现场情况，在旅游大道沿线边坡进行开挖，在现有边坡基础上，向道路外侧进行扩帮。K7+290～K8+410段弱电管管沟布设在道路南侧，南侧边坡扩帮6m以埋设电力管、燃气管和弱电管；其余路段，包括K4+080～K4+350、K4+550～K4+930、K5+460～K5+710段南侧扩帮4.5m以埋设电力管和燃气管。根据管线埋设的要求，南北侧扩帮后在距离现有水沟外围1m处起向边坡侧掘沟，沟宽3m，深1.5m；对埋设在南侧的弱电管路段，南侧扩帮后向下掘沟的，沟宽4.5m，深1.5m。本工程合计开挖工程量约6.51万m3，施工期约12个月。二、设计依据1、《民用爆炸物品安全管理条例》，2006年4月26日国务院令466号。2、《中华人民共和国环境保护法》；3、《爆破安全规程》(GB6722—2003)4、《爆破作业单位资质条件和管理要求》（GA990—2012）5、《爆破作业项目管理要求》（GA991—2012）6、《公路隧道设计规范》（JTGD070—2004）、《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009)；7、《施工机械安全操作规程》；8、委托书及甲方提供的相关资料；9、现场勘察及在当地的调查情况。三、爆破方案选择结合本工程特点和难点，考虑到技术、安全可靠性、环保要求等的因素，依据本工程地质与环境情况，对不同的地质构造和环境要求采取不同的施工方案以满足经济、工期、环境、安全和质量等不同要求。3.1设计指导思想1、确保安全：精心设计与施工，爆破过程中严格控制爆破振动及爆破飞石，确保开挖区周围的建（构）筑物、设施、设备及人员的安全。2、确保质量：在设计及其施工中采取先进的爆破技术，确保工程质量符合要求。开挖爆破满足设计标高。3、确保工期：爆破工序复杂，技术要求高，投入的技术管理人员、劳动力、机械设备应考虑满足计划工期要求，并留有一定的后备力量。4、降低成本：优化方案，尽量节约投资。在施工中不断改进施工技术与工艺，提高生产效率。3.2爆破方案的选择目前城市道路开挖及边坡治理越来越受到周边环境因素的制约，选择合理的施工方法不仅能事半功倍，还把施工中的有害因素控制在合理的区间。经验表明深孔爆破可以满足不同开挖工程的技术要求，既可以全面改善爆破质量，又能改善爆破技术经济指标，降低工程的总成本。本工程爆破环境较为复杂，控制爆破有害效应，减少爆破施工的负面影响，在本工程施工中尤其重要。深孔爆破在一定程度上能达到较好的效果：一、岩石破碎质量好，破碎块度符合工程要求，基木上无大块，无根底，爆堆集中和具有一定松散度，能满足铲装设备高效率装载的要求；二、能降低爆破的有害效应，减少后冲、后裂利侧裂、降低爆破地震、噪声、冲击波利飞石的危害；三、能提高延米爆破量，降低炸药单耗，并在改善破碎质量的前提下，使钻孔、装载、运输利机械破碎等后续工序发挥高效率，使其工程的综合成木达到最低。浅孔爆破与深孔爆破相比，浅孔爆破法适用范围广泛，设备简单，方便灵活，工艺简单，只要严格掌握药量计算，并根据岩石性质调整爆破参数，能容易达到目的要求，建筑石料、公路、铁路石方工程，隧道、沟渠、桥涵基础开挖石方等，都可用浅孔爆破法施工。综合分析比较，K7+510～K7+740、K8+180～K8+410两段设计拟采用复杂环境深孔和城镇浅孔爆破相结合的施工方法，同时辅以机械施工；K4+080～K4+350、K4+550～K4+930、K5+460～K5+710段及其他部位由于岩石风化，设计拟采用机械开挖，辅以浅孔爆破施工。这样不仅能满足工程的进度要求，同时也能把对周边交通、行人及建（构）筑物的影响降到最低，也满足了安全的要求。深孔爆破台阶高度为8m，深孔爆破采用Φ90潜孔钻机穿孔，梅花形布孔、倾斜穿孔；为了减弱爆破对预留边坡的影响，靠近边坡部位爆破参数参考主体设计爆破参数，适当降低单位炸药消耗量、减少爆破孔网参数；中深孔和边坡孔爆破采用Φ70mm2#岩石乳化炸药，使用毫秒导爆管雷管。单一台阶时，一次开挖成型；多于一个台阶，自上而下分层开挖。大块块石采用机械解小，不采用爆破方式解小。为确保边坡的稳定和形成平整的边坡，边坡部位采用光面爆破。光面爆破孔孔径为90mm，采用Φ90潜孔钻机穿孔；采用Φ32mm2#岩石乳化炸药，用导爆索引爆，光面爆破迟于主体爆破。四、爆破参数设计爆破参数的确定采用理论计算法、工程类比法与现场试爆相结合，在保证爆破振动速度符合安全规定的前提下，提高爆破施工质量和施工进度。4.1深孔爆破参数设计1、炮孔布置方式深孔台阶爆破法用于大面积的石方开采，在石方爆破工程中占有重要地位。开挖钻孔采用垂直钻孔形式，炮孔布孔方式为梅花型布孔。炮孔布置如下：图4-1深孔爆破炮孔布置图深孔爆破台阶要素图：bL1L2LhHBWa图4-2中深孔爆破台阶要素图H为台阶高度，L为炮孔长度，W为炮孔最小抵抗线，B为台阶上眉线至前排孔口的距离，L1为装药长度，L2为堵塞长度，h为超深，b为排间距,a为台阶坡面角。2、炸药单耗q值的选取q是指爆破破碎单位体积（或重量）的岩石所消耗炸药量，其值与岩石性质、炸药性质、钻孔直径、坡度要求等因素有关。根据诸因素综合考虑，凭经验、试验及类似工程的数据选取并加以调整。根据本工程的岩石硬度及裂隙发育情况，单耗取为：q=0.28～0.35kg/m³，在施工过程中根据试爆，再适当的调整。3、孔径D及底盘抵抗线W底的选取本工程的采用的潜孔钻钻头直径为Φ90。根据以往的施工经验取孔径的25～50倍，该工程W底选取2.5～3.5m较为合适，日后循环爆破作业时可根据前次爆破效果再作适当调整。4、炮孔长度L和超深h炮孔长度根据实际地势和便于下期爆破形成台阶工作面，以及现场周边环境状况确定，台阶高度H取8m，超深取孔径的8～12倍，本工程根据施工实际情况取h=0.5～1.0m。5、孔距a与排距b的选取孔距a指同一排深孔中相邻两孔中心线间的距离，因该矿山开采块石，结合实际经验及经验公式a=mW底（m为炮孔密集系数，m=0.8～1.4m），本工程取孔距a=3.0～4.5m，排间距b根据公式b=(0.8～1.0)a，取排距b=2.5～3.0m，根据地形地势的不同和满足现场周边环境的要求可作适当的调整。6、炸药类型2#岩石乳化炸药，药卷直径Ф707、单孔装药量（Q）根据经验公式Q=q·a·W底·H（前排孔）及Q=k·q·a·b·H（第二排及以后排），式中，k为药量调整系数，k=1.1～1.2，q为标准炸药单耗，a为孔间距，为底盘抵抗线，b为排间距，H为台阶高度，可计算出单孔药量约Q（前排孔）=28.8kg（取a=4.0m，W底=3.0m，q=0.30kg），Q（后排孔）=31.7kg（取a=4m，b=3.0m，q=0.30kg,k=1.1）。8、装药结构采用柱状连续装药，每个孔装2发同段别导爆管雷管，起爆药包分别置于装药部分的1/4、3/4位置处，详见下图所示。图4-3装药结构示意图9、堵塞及堵塞长度L堵确定合理的堵塞长度和良好的堵塞质量，对改善爆破效果和提高炸药能量利用率具有重要作用。堵塞长度过长将会降低爆破量，增加钻孔费用，并造成台阶上部岩石破碎不佳；堵塞长度过短，炸药能量损失大，还会产生较强的空气冲击波、噪声和个别飞石的危害，并影响钻孔下部的破碎效果，根据该工程的要求，填塞长度根据经验，一般为孔径的20～30倍，视现场地形和周边环境状况，堵塞长度为3～4m。表4-1深孔爆破参数汇总表序号基本参数单位数量备注1台阶高度Hm82孔径Dmm903钻孔倾角θ度钻垂直孔4超深hm0.5～1.0m5钻孔深度Lm8.5～96孔间距am3.0～4.57排间距bm2.5～3.08底盘抵抗线W底m2.5～4.59单耗Kg/m30.28～0.3510单孔装药量QKg28.8前排11单孔装药量QKg31.7后排12填塞长度L堵m3.5～4.5L堵＞W底4.2浅孔孔爆破参数设计1、布孔方式采用竖直梅花钻孔：ab炮孔布置图图4-4爆破布置示意图2、台阶高度（H）根据现场开挖高度而定，本工程施工时原则上取1～4m，当台阶高度大于4m时应分台阶开挖。炮孔图如下：图4-5炮孔台阶要素图（说明：H为台阶高度，l为孔深，W底为前排底盘抵抗线，w为炮孔最小抵抗线，B为台阶上眉线至前排孔口的距离，l1为装药长度，l2为堵塞长度，h为超深，b为排间距,a为台阶坡面角；最后一层爆破开挖时，爆破孔没有超深。）2、钻孔直径（D）采用风钻进行钻孔，目前大都选用直径Φ40mm钻头，则取孔径D=40mm；3、钻孔深度L由确定台阶高度（H）和超深（h）确定，钻孔超深根据经验公式：则孔深L=H＋hL—炮孔长度（m）H—台阶高度（m）h—超深（m）h=（0.1～0.15）H，实际情况取h=0.3～0.5m4、底盘抵抗线W底根据经验公式：W底=（30～50）D；在坚硬难爆的岩体中，或台阶高度H较高时，计算时应取较大的系数。在施工时一般取0.8～1.5m；5、炮孔间距（a）和排距（b）同一排炮孔孔间的距离叫炮孔间距，排距是指多排孔爆破时，相临两排钻孔间的距离。a=（1.0～1.5）w底；b=（0.8～1.0）a本工程取：a=（0.8～1.5）m；b=（0.6～1.2）m；7、堵塞