宁波九峰山旅游区(爆破专项方案)

宁波九峰山旅游区上史------九峰山道路工程爆破专项施工方案杭州市市政工程集团有限公司2003年11月5日一、工程概况1、本工程起点为上史进村机耕路，终于九峰山海拔322米处。起讫桩号为K0++000~K4+159，全长4.159KM。本工程设计标准按照交通部颁发的JTJ1001-97（公路工程技术标准）中等外级公路标准执行，路基宽度为6米，其中，路面宽为5米，两侧各0.5米的土路肩。2、路堑呈南北走向，长约2000m左右，设计底宽10m，边坡坡比1∶0.3，路堑底板标高为设计路基高程，最大开挖高度约2-10m，总开挖工程量10万立方米。二、工程地质和水文地质从相关资料知道，本地区分布的岩体为凝灰岩，从现场调查看，岩石呈青灰色，质地坚硬，但节理裂隙较为发育，岩体整体性较差。表层风化较为严重。地下水主要由风化裂隙水和构造裂隙水组成。受大气降水垂向补给，以水平迳流方式排泄。三、爆破方案选择纵观现代爆破技术，土岩爆破就其规模而言，不外乎是规模较小的浅孔爆破、中等规模的深孔爆破和大规模的硐室大爆破三种。由工程要求和本爆点所处的地理环境决定，硐室大爆破都无法满足本工程的实际要求。原因是硐室大爆破虽然规模大，但由于一次装药量大，爆破引起的破坏力也就大，满足不了工程质量和安全对爆破的要求，同时，这种爆破法还存在着一个缺点：爆碴的粒径不均匀，二次爆破工作量大。与上不同，深孔梯段爆破由于采用了柱状装药结构，改变了集中装药炸药在岩体中分布不均匀的弊端，改善了破岩效果，而且通过调整孔网参数，可随意得到所需的爆碴粒径；其次，通过分段微差起爆，能满足一切对爆破振动的要求，综上所述，根据本工程特点，较小规模的爆破只能采用浅孔爆破（部分地段可采用中深孔爆破），工程需要爆破路段较多，采取分层爆破，爆破钻孔采用凿岩机打眼，采用普通小眼炮，爆破后的松散石方解小后用自卸车外运作为路基填筑材料四、爆破施工方案1、爆破方法根据开挖方式的技术要求以及本单位的爆破技术，采用山坡浅眼爆破。2、开挖爆破工艺顺序（1）、用机械方法清除表层土至岩层；（2）、各水平台阶坡顶边线和开挖边界线；（3）、水平台阶山坡段用浅眼药壶爆破方法进行分层松土爆破。3、凿岩方式与凿岩机械采用机械凿岩方式，坡浅眼药壶爆破采用7655型气腿式凿岩机6台(备用2台)，φ36-42。4、爆破器材采用2#岩石硝铵炸药。五、爆破方案设计1、设计依据及设计原则1.1、设计基本依据(1)、《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》；(2)、《爆破安全规程》国标GB6722-86;(3)、《浙江省民用爆炸物品管理实施细则》。1.2、设计主要技术依据《大量爆破设计与施工》、《爆破工程》、《爆破基础知识》、《土岩爆破文集》、《工程爆破文集》、《凿岩与爆破》、《土岩爆破》、《爆破手册》、《工业爆破设计》、《爆破器材与起爆技术》、《爆破地震效应》等。1.3、设计原始资料(1)、现场调查收集的有关感性资料；(2)、工程要求。2、设计原则根据工程要求，总设计原则为：(1)、定向控爆(台阶深孔爆破);(2)、松动和加强松动爆破(山坡小浅眼药壶爆破);(3)、微差减震；(4)、边坡限界（边坡预裂爆破）；(5)、有效控制碎块粒径;(6)、有效控制碎块飞散。由于该地段地质条件差，对于高边坡的稳定性问题未见设计的文字说明，同时对于爆破也未见任何文字要求。本次爆破工程按设计的边坡角进行预裂限界爆破。3、开挖爆破设计3.1、开挖方式根据现场地形、地质、周边环境情况及本单位的现有开挖技术条件,设计为双侧山坡露天多台阶分层开挖过渡到大型沟槽露天多台阶分层开挖。3.2、梯段高度划分从综合效益考虑，国内的最佳梯段高度为8--12m,结合本工程的实际，取定标准台阶高度为11m(非标准台阶高度随地形变化,高度在5-11m之间,小于5m的可采用浅孔爆破)。3.3、爆破方法根据开挖方式的技术要求以及本单位的爆破技术，采用露天台阶倾斜孔爆破和山坡浅眼爆破以及边坡限界预裂爆破相结合的爆破方法。3.4、总图布置3.4.1、上山施工临时道路：以满足潜孔钻机、推土机、挖掘机和运输车辆上山施工通行的临时道路。(1)、最大纵坡：12.5%；(2)、最小平曲线半径：20m；(3)、路面宽：7m。(4)、靠山坡一侧开挖0.6×0.6m（深×宽）排水沟，坡度与道路纵坡同。3.4.2、临时设施工程工地搭设简易办公室、休息室、值班室、机修棚、空压机房、工地加油站、炸药加工间、临时炸药库、停车场等。详见下面《临时工程设施一览表》。临时工程设施一览表序号名称面积（m2）结构1办公室、值班室50空斗砖墙、石棉瓦屋2休息室200空斗砖墙、石棉瓦屋2机修车间100钢架、石棉瓦3工地加油站10T2只5T油罐4炸药加工间40钢架、石棉瓦5临时炸药库55砖混、水泥预制6停车场2000可利用周围场地停车3.4.3、其它土石方的汽车外运和排弃地点，统一协调。3.5、开挖爆破工艺顺序(1)、修筑上山施工临时道路及排水沟（见施工现场平面布置图）；(2)、用机械方法清除表层土至岩层；(3)、测出各水平台阶坡顶边线和开挖边界线；(4)、各水平台阶山坡段用浅眼药壶爆破方法进行松动爆破，以形成台阶工作坡面，并形成临时路至各台阶的运输道路；(5)、从最上面台阶开始，按工程边线进行炮孔布置及爆破，分边坡限界预裂和台阶主炮孔爆破，台阶从上往下逐个消失。3.6、凿岩方式与凿岩机械采用机械凿岩方式，台阶深孔爆破采用70°~80°倾斜孔，孔径φ=90mm，凿岩机械为CM-351型2台，CL-1型2台。山坡浅眼药壶爆破采用7655型气腿式凿岩机6台(备用2台)，φ36-42。3.7、爆破器材采用2#岩石硝铵炸药约16吨。非电毫秒雷管约1000发(1-10段)，导爆管约10000m。3.8、装药结构与起爆方法台阶深孔爆破采用柱状连续密实装药结构，非电导爆管微差起爆系统；浅眼药壶爆破采用球状药包集中密实装药结构，导火索起爆方法；边坡预裂爆破采用不耦合连续装药结构，导爆索起爆方法。装药结构见附图。3.9、网路联络网络联络的原则：同段雷管起爆的炮孔总药量不得超过该地一次最大齐爆药量(见表)。为加强破岩效果，主爆孔线路采用“V”型联络，排间微差方式，必要时也可采用孔间微差。微差爆破的前后段延迟时间间隔一般为50ms。3.10、采场工作面排水系统在各水平台阶的固定边沿边界开挖排水沟，将本台阶的积水排往下台阶的两侧，为了保证整个台阶工作面不因积水过深，各台阶底板应由外向内方向形成向上坡度，以利积水自然外流，各临时道路的旁边均应开挖深0.3m宽0.4m深的排水沟。3.11、爆破技术参数3.11.1、孔径依据钻机性能、台阶高度和岩石的性质，钻孔直径选取为φ=90mm。3.11.2、台阶高度参照地形图结合开挖高度，划分台阶标准高度为H=11m。3.11.3、超钻超钻主要与岩性有关，一般取8~12倍的钻孔直径，本次取h=0.8m。3.11.4、炮孔倾角一般为70°~80°，取α=75°3.11.5、孔深计算L=H/sinα+h=12.2m3.11.6、最小抵抗线按钻孔直径、台阶高度等要素计算出最小抵抗线为w=2.7m。3.11.7、孔距与排距孔距按公式计算：a=mw式中：m--炮孔密集系数，取1.2；w--最小抵抗线，取2.7m；孔距计算结果为a=3.2m。排距按w/sinα计算，结果为b=2.8m。3.11.8、单位炸药消耗量根据该地段地质情况，岩石节理发育，结构较松散，可爆性程度较好等特点，结合本单位以往施工经验，此处暂定炸药单耗为q=0.45kg/m3。3.11.9、填塞高度填塞高度主要取决于炮孔直径，根据本工程的爆破环境条件，为确保爆破安全，防止产生冲天炮，必须保证有足够的填塞高度，根据实践经验，90炮孔的填塞高度一般不得小于3m，本次按L1=4m考虑。3.11.10、单孔装药量单孔实际装药量按下列公式计算：Q=q·a·b·H式中：q--单位炸药消耗量，取0.45kg/m3；a--孔距，取3.2m；b--排距，取2.8m；H--台阶高度，取11m；计算结果，单孔装药量为45kg。单孔理论装药量按下列公式计算：Q1=л•(φ/2)2•Δ•(L-L1)式中：φ—炮孔直径，90mm；Δ—装药密度，0.9g/cm3；L—炮孔深度，12.2m；L1—填塞高度，4m。计算结果，单孔理论装药量为47kg。因QQ1，所以上述参数确定合理。3.11.11、钻孔爆破参数见下表。钻孔爆破参数表项目名称钻孔直径d最小抵抗线w钻孔间距a钻孔排距b钻孔倾角α台阶高度H超钻深度h钻孔深度L单孔装药量Q炸药单耗q填塞长度L1单位mmmmm度mmmkgKg/m3m参数值902.73.22.870~80110.812.2450.4543.11.12、微差爆破深孔台阶爆破采用孔内外延时、排间微差的微差爆破方法，为达到改善爆破效果与降低地震效应，结合实践经验，采用的微差间隔时间为50ms。3.11.13、布孔形式钻孔布置采用三角形布孔，靠近边坡保护层附近的台阶爆破，布孔时，沿边坡走向布置预裂孔，形成施工预裂面，防止台阶爆破对边坡产生震动破坏。3.11.14、起爆方式采用排间微差非电起爆方式，爆破网路联接闭合环形网路。3.12、预裂爆破参数3.12.1、不耦合系数预裂孔孔径根据开挖线轮廓设计、坡度率、钻机性能和工作效率，采用80mm孔径，炸药卷直径选用Ф32mm乳化炸药，不耦合系数为2.5。3.12.2、炮孔间距根据山体岩石开挖情况，岩石结构完整地段钻孔间距取100cm，岩石结构不完整特别是遇有构造带情况下，钻孔间距取80cm，一般情况下取90cm。3.12.3、线装药密度根据相关的岩石力学资料，本地段岩石极限抗压强度约为30~50Mpa，参照武汉水利水电学院经验公式，计算线装药密度：Q=0.127[σ压]0.5·[a]0.84·[d/2]0.24式中：σ压--岩石极限抗压强度，取40Mpa；a--孔距，取0.9m；d--钻孔直径，取0.08m；Q--线装药密度，取kg/m；通过上式计算出线装药密度为0.34kg/m，实际取0.30kg/m。预裂爆破参数见下表。预裂爆破参数表参数名称钻孔直径钻孔间距药卷直径不耦合系数预裂孔倾角线装药密度底部装药量顶部装药量填塞长度单位mmcmmm度Kg/mKg/mKg/mm参数值8080~100322.5按设计0.300.600.151.53.12.4、装药结构预裂孔装药结构分为底部加强装药段、中间正常装药段、顶部减弱装药段及填塞段，采用不耦合连续装药。3.12.5、起爆方式为使相邻炮孔起爆时间差达到极小值，采用导爆索并联网路联接，并采用导爆索进行起爆。预裂爆破起爆顺序依次为：预裂孔→主爆孔→减震孔。台阶爆破时，施工预裂爆破按预裂孔、主爆孔顺序起爆。3.14、钻孔设备的配备3.14.1、钻机穿孔能力钻机每月按25个工作日测算，每个工作日按两班计算，测定出各类型钻机台月施工能力。CM-351型液压钻机：平均台班效率为150m，则150×25×2=7500m/台月；CL-1型液压钻机：平均台班效率为80m，则80×25×2=4000m/台月；3.14.2、钻孔设备的配备为保证本工程满足工期要求，拟投入如下钻孔设备：CM-351型液压钻机2台，CL-1型液压钻机2台。上述钻孔设备按7个月施工期，施工能力为80500m，钻机出勤率按80%测算，实际工作能力为64400，大于需要穿孔工作量60000m，配备的钻孔设备能满足石方爆破需要。3.15、供气设备根据钻孔设备单机耗气量和总耗气量及本单位现有供气设备，拟配备3台17m3/min移动式内燃空压机和2台12m3/min移动式内燃空压机。4、爆破安全参数计算4.1、一次最大齐爆药量计算4.1.1、按岩石质点垂直振动速度计算Qmax=R3(V/K)3/αR=100m=380kgV=3cm/sK=200α=1.64.1.2、按空气冲击波增压值计算Qmax=n-4ΔPKR2/16n=1=438kgΔPK=0.7R=100m结论：Qmax=380kg4.2、地震波影响范围Rc=Kcα(Qmax