人工挖孔桩爆破施工专项方案

运城路桥沿黄干线平曹段第PCS三工段K19+480杜家庄大桥人工挖孔桩爆破施工专项方案编制：审核：运城路桥沿黄干线平曹段第PCS三工段二0一三年五月八日运城路桥沿黄干线平曹段第PCS三工段2杜家庄大桥人工挖孔桩爆破施工专项方案一、工程概况1、地理位置、杜家庄大桥位于运城市平陆县杜家庄村西南约150m横跨一条小河常年流水，中心桩号K19+500，结构为4-30米预应力混凝土T梁桥2、地貌及工程地质、水文地质桥址区属于河流浸蚀堆积区，位于河漫滩及一级阶梯上，地形较平坦。该桥横跨黄河支流的一条小河，小河由西北向东南穿越桥址区。区内河流属黄河支流的一条小河，河长约24km，流域面积约93,1平米，最大流量约259立方每秒，冲刷深度为4,33米，勘察期间河流中有水。二、编制依据1、《两阶段施工图设计》2、《爆破安全规程》（国标6722-2003）3、国家现行公路工程施工技术规范4、施工现场实际勘察5、已批复的《实施性施工组织设计》6、参考文献[1]、刘殿中、工程爆破实用手册[M]，北京工业；冶金工业出版社1999,592～593。运城路桥沿黄干线平曹段第PCS三工段3[2]、陶颂霖、凿岩爆破[M]，北京工业；冶金工业出版社1986,101～113。三、危险源辨识及监控1、爆破用火工品管理2、挖孔作业锁口、护壁材料质量及施做质量3、爆破施工用药量控制及其对护壁的震动控制4、孔外防排水措施因素5、孔内通风及空气流通控制6、锁口盖板及防落物措施7、吊装材料性能及施工程序8、安全用电因素针对以上危险源存在较大可能的因素，发挥项目质量、安全保证体系效能，从材料进场质量控制、机械使用进场验收、操作规程、施工程序等方面入手，严格遵循各项制度及办法，以安全部、质检部为主责部门，执行安全、质量保证体系中各项检查制度及《火工品管理制度》等相关措施。四、爆破方案的选择由于开挖爆破只有一个狭小的自由面，开挖直径只有1.8～1.5米，工作面位于原地面地下1-20米，井壁支护一般为砼浇筑，抗震能力小，桩基开挖爆破宜采用小孔径浅眼分段微差爆破法。微差爆破桩基底面为坚硬岩石，桩孔周围有现浇砼护壁，采用毫秒爆破。即两相邻药包或前后排药包以毫秒的时间间隔(一般为15～75ms)依次起爆，称为微差爆破，亦称毫秒爆破。多发一次爆破最好采用毫秒雷管。运城路桥沿黄干线平曹段第PCS三工段4当装药量相等时其优点是：可减振1/3～2/3左右；前发药包为后发药包开创了临空面，从而加强了岩石的破碎效果；降低多排孔一次爆破的堆积高度，有利于挖掘作业；由于逐发或逐排依次爆破，减少了岩石夹制力，可节省炸药20%，并可增大孔距，提高每米钻孔的炸落方量。炮孔排列和起爆顺序，根据断面形状和岩性。光面爆破桩基为圆孔断面，为确保挖孔质量，采用光面爆破。在桩孔底面周边适当排列一定间隔的炮孔，用控制抵抗线和药量的方法进行爆破，使之形成一个较圆顺的桩孔光滑周边。光面爆破时，应严格保持炮孔在同一平面内，炮孔间距和抵抗线之比应小于0.8。装药量控制适当，并采用合理的药包结构，根据岩面的坚硬程度计算出装药量。采用光面爆破法，即按照爆炸的深度和范围，在井底岩面上布置好孔眼，填入适量的炸药，(如有地下水，可用防水炸药，地下水较大时，可任水位上升到适当高度，利用水压力封孔；地下水小时可在每个电离板上压一袋砂土。再利用各孔眼起爆的时间差，控制爆炸的扇幅和方位，确保工程质量和施工安全。根据工程特点和周围环境，拟采用如下总体设计原则：1、由于桩基岩石夹制力特别大，所以采用掏槽爆破。2、采用微差爆破和严格控制装药量，确保爆破不损坏桩基护壁和降低爆破振动。3、为防止有水时使用导爆管雷管进水而产生的拒爆，爆破雷管选用电雷管。运城路桥沿黄干线平曹段第PCS三工段54、采用严密的防护措施，如在爆破孔桩口用炮被覆盖，并加压砂袋，以防止爆破飞石飞出地面，将爆破飞石及噪音等危害的强度控制在安全范围内。5、加强警戒，非作业人员禁止进入爆破作业区，放炮前应在设计要求的安全距离处设立警戒线。五、钻爆设计桩孔开挖爆破参数，应根据桩孔开挖直径大小、所爆破岩石性质和分化程度、裂隙发育情况及所用炸药性能而变化。1、单位用药量系数桩孔开挖爆破的岩石多为强风化岩和中风化岩，开挖直径通常只有1-2m，周边约束力大，根据几个工程归纳类比，在桩孔直径为1-2m的情况下，单位用药量系数（q）为：岩石强风化或坚固系数f=2～4时，q=800～1200g/m³；岩石强-中风化或坚固系数f=4～6时，q=1200～1600g/m³；岩石中风化或坚固系数f=6～7时，q=1600～2000g/m³；若开挖直径达2～3m，则在同样岩石条件下，单位用药量系数q值可减小20%～30%。2、确定周边眼间距Ｅ：桩孔开挖爆破采用手持式气动凿岩机，炮眼直径d=33-42mm，则Ｅ＝（15～20）d，即E=50-80cm。运城路桥沿黄干线平曹段第PCS三工段6取E=50cm，结合工程经验数据，可得：1.5米桩基周边眼个数为8个；1.8米周边眼个数为11个。3、炮眼深度与循环进尺：在小直径桩孔开挖爆破中，岩石夹制力大，炮眼利用率低，一般炮眼深度L取开挖桩直径的0.7～0.8倍，即L=（0.7～0.8）D，其中掏槽眼可超深10～20cm。据此可得：周边眼钻孔深度为：1.5米桩基L=1米；1.8米桩基L=1.2米。桩孔开挖爆破炮眼利用率η一般可达0.8～0.95，则循环进尺L’=（0.85～0.95）L。4、炸药及雷管的选择：炸药：岩石膨化硝铵炸药（有水时选用乳化炸药）雷管：采用毫秒雷管。5、炮眼装药及装药结构布置：通常按装药量体积公式，先求出每循环进尺所需用药量Q，即Q=q·S·L·η,在按工作面炮眼数N分配调整，一般情况下掏槽孔装药量q1多装20%～25%，即q1=（1.20～1.25）Q/N，周边孔装药q0少装5%～10%，即q0=（0.9～0.95）Q/N。①周边眼：松动爆破采用浅孔，钻孔设计深度1.2～1.7米，爆破要求低猛度炸药。方法原装药管(Φ=32mm,L=150mm,q=150克)密度大,管径粗,不适合松动爆破。施工时,用人工将其改装成直径为Φ=22mm,长L=150mm,重75克的小药码,间隔地绑扎在传爆线上,炮口用炮泥填塞。运城路桥沿黄干线平曹段第PCS三工段7②掏槽眼:采用楔型掏槽，钻孔深度为1.4～1.9mm，装药量仍采用32mm直径的大药管,但在药量上进行控制,在一般情况下,炮眼的装药量控制在0.5kg以内为宜。③起爆过程中采用电雷管起爆。禁止使用导爆索火雷管起爆。6、炮眼布置：在桩孔开挖爆破中，工作面通常布置8～11个炮眼，其中掏槽眼1个，垂直布置于桩孔开挖中心，而周边眼则沿离井壁约10-50cm处均匀分布，为不损伤砼护壁，周边眼也多用垂直孔。挖孔桩进入微风化层以后，拟采用预留松动爆破法施工。1.5m桩径的孔桩周边眼采用8个孔，1.8m桩径的孔桩周边眼采用11个孔，见布眼图。装药时首先用风管将炮眼里残碴冲洗干净，然后用木制式或竹制工具将装有雷管的药码轻轻送至炮眼底后，炮口用炮泥填好。光爆眼采用并联法连接。在爆破中如果遇有瞎炮，应用木制或竹制工具将填塞物、雷管、药码小心掏出，再用低压水浸泡或用压缩空气和水的混合物把炸药冲出来后，再重新装药起爆。炮孔布置图运城路桥沿黄干线平曹段第PCS三工段8孔桩并联起爆示意图7、爆破器材与起爆网络桩孔开挖爆破工作面如有裂隙水或渗水，最好选用防水强的炸药，岩石乳化炸药抗水性强，药卷成型，易于切割分裂且威力适中，如使用2号岩石铵锑炸药，则必须进行防水处理。桩孔开挖爆破应采用电雷管网络或非电导爆管雷管起爆网络，严禁使用导火索、火雷管起爆网络。电爆网络的接头一定要绝缘良好，尽可能离开泥水表面，连接塑料导爆管网络时要注意导爆管内不得进水或泥浆杂物。为提高爆破效果，保护砼护壁的稳定性，桩孔开挖爆破宜用孔间微差间隔起爆，如开挖直径达2～3m，应采用孔内分层微差起爆技术，周边眼与挖槽眼起爆时差应小于100ms。六、药量计算单位炸药量，1.5m～1.8m桩基，q取值1.8kg/m3。1、桩径1.8m计算:运城路桥沿黄干线平曹段第PCS三工段9掘进每循环所需炸药量：Q=q·S·L·η=1.8×2.54×1.00×0.8=3.66kg；Q—掘进每循环所需炸药量，kg；q—炸药单耗，kg/m3；S—掘进断面积，m2；L—平均炮眼深度，m;η—炮孔利用率，一般为0.8～0.95。单孔炮眼的装药量：周边眼Q0=0.9×Q/N=0.9×3.66/12=0.27kg掏槽眼Q1=1.2×Q/N=1.2×3.66/12=0.37kgN—炮眼数量，12个，（周边眼11个，掏槽孔1个）；Q0—周边眼炮眼的装药量，kg；Q1—掏槽眼装药量，kg。2、桩径1.5m计算:掘进每循环所需炸药量：Q=q·S·L·η=1.5×3.14×1.2×0.8=4.52kg；Q—掘进每循环所需炸药量，kg；q—炸药单耗，kg/m3；S—掘进断面积，m2；L—平均炮眼深度，m；η—炮孔利用率，一般为0.8～0.95。单孔炮眼的装药量：周边眼Q0=0.9×Q/N=0.9×4.52/15=0.27kg；运城路桥沿黄干线平曹段第PCS三工段10掏槽眼Q1=1.2×Q/N=1.2×4.52/15=0.36kg；N—炮眼数量，9个，（周边眼8个，掏槽孔1个）；Q0—周边眼装药量，kg；Q1—掏槽眼装药量，kg。3、安全距离检算采用如下公式计算:R=（K/V）1/a×Q1/3（1）式中：K——爆破振动安全允许距离，单位为米（m）；Q——炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，单位为千克（kg）；V——保护对象所在地质点振动安全允许速度，单位为厘米每秒（cm/s）,本工程周围房屋为砖房结构,V值取2～2.5cm/s；K、a——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，k=200,a=1.7。R=（200/2）1/1.7*91/3=31m居民房屋到墩台的距离小于31m的挖孔桩应控制钻孔深度控制装药量。4、现场管理桩孔开挖爆破工作面多，作业人员繁杂，所以工地现场必须有严格的施工组织和管理，工地要设立现场指挥部，专职爆破技术人员，爆破器材管理人员。现场总指挥全面负责工地施工组织。人员调度和爆破时间的安排，爆破技术人员负责爆破施工技术并监督安全和质量，如发现运城路桥沿黄干线平曹段第PCS三工段11隐患，有权立即停止爆破作业工作并及时组织人员进行排除，爆破器材管理员要严格爆破器材发放和回收手续，做到定孔定量，安全员协调爆破技术员具体检查、监督爆破作业安全，布置并检查爆破禁戒，起爆工作由爆破员专人进行，即负责炮眼验收、装药、连线和起爆。凡从事爆破作业的人员均要经过公安部门培训合格，取得合格证且从事爆破作业经历在一年以上，并持证上岗。为了进一步加强民用爆破物品的安全管理，确保爆破作业安全、顺利进行，我公司建立安爆破安全管理组织机构。现场总指挥：杨云肖队长：梁富国安全员：赵晓强爆破组长：吴普省爆破员：安伟胜七、注意事项1、爆破地震爆破地震对本孔和临近桩井支护可能产生影响，桩孔临时支护的抗震能力随其构筑材料、支护厚度、施工质量、养护时间、围岩条件和桩井的不同而变化很大，目前尚无借鉴的标准，在桩孔开挖时，护壁砼为速凝混凝土，养护12小时的情况下，一般不会震坏孔壁，但是以防万一，临爆前与爆破井相邻或距离在31m内的其他桩孔中的作用人员必须全部撤离到地面，爆破清渣前必须仔细检查砼护壁情况，一旦发现井壁变形或坍塌，要首先排除险情，加固支护。运城路桥沿黄干线平曹段第PCS三工段122、爆破飞石桩孔开挖爆破工作一般位于地表下，为防止爆破飞石冲到地表，临爆孔孔口应采用竹跳板或竹片编席覆盖。3、炮烟放炮后，施工人员下井前，应事先测定孔底有无毒气，如有毒气，应迅速排除。为排除桩井开挖爆破炮烟，必须进行强制性通风排烟，机械通风方式有2种，鼓风机井口压入式通风和空压机高压风管井底通风，通风排烟时间应不小于20min。4、提运桩孔开挖中的提升设备为简易式手动卷扬，卷扬缆绳抗拉能力应该大于拟提重量的5倍，施工