南京直立猿人化石大遗址博物馆人行通道爆破方案

1南京直立猿人化石大遗址博物馆人行通道爆破方案设计：审核：批准：二〇一三年三月二十六日南京直立猿人化石在遗址博物馆人行通道爆破方案中建第八工程局有限公司-2-1编制依据及原则1.1编制依据⑴《民用爆炸物品安全管理条例》(2006.9)；⑵《爆破安全规程》(GB6722-2003)；⑶《施工机械安全操作规程》；⑷建设方（业主）相关要求；⑸现场勘察资料。1.2编制原则⑴安全第一。建立、健全安全管理责任制度，特别是落实好安全措施和防护，使所有施工活动处于安全受控状态，确保爆破对周围建（构）筑物不产生损害、确保工程施工中不发生任何安全事故。⑵质量第一。优化爆破施工方案，采取切实可行的技术措施；严格按质量保证管理体系的要求做好施工过程的质量控制和检查，以确保工程质量目标的实现。⑶确保工期。精心组织，精心施工，确保按期完工。2工程概况2.1工程概述本人行通道工程位于南京市汤山古镇，设计的人行通道工程作为大遗址博物馆与猿人洞遗址景区的连接通道，是直立猿人化石大遗址博物馆的重要组成部分。根据要求，为向世人展示南京人及古人类乃至文明的发展、演变的历程，通过修建山体人行通道来联接大遗址博物馆区与雷公洞、葫芦洞考古遗址展示区。通道全长150米，除洞口段为土质外，其余地段开挖的通道围岩为强风化闪长斑岩、中风化灰岩，采用矿山法开挖，暗挖法施工，本通道设计分别为Ⅲ、Ⅴ级围岩，Ⅲ级围岩采用三台阶法，Ⅴ级围岩采用双侧壁导坑法开挖。人工及机械开挖无法掘进，因此，工程需采用爆破开挖。通道开挖方量约2.0万立方米。本项目完工工期：2013年12月。2.2工程要求⑴安全要求：洞口段爆破时及进洞后保证周围建构筑物及现场人员的安全，采取安全措施保证爆破施工安全。⑵质量要求：爆破岩碴块度均匀，便于机械清运。3爆破施工方案本通道爆破：采用减震开挖方案，主要包括以下方面。⑴Ⅲ、Ⅴ级围岩开挖采用分部开挖光面爆破技术；⑵本通道采用短进尺，掏槽区炮眼深度控制在Ⅲ级围岩1.2m、Ⅴ级围岩0.6m，每炮循环进尺控制在0.5-1.0m。控制单段装药量，控制爆破规模以达到控制爆破振速在允许范围内；⑶掏槽位置的选择尽量位于底部，以加大掏槽爆源距地表被保护建（构）筑物的距离，以南京直立猿人化石在遗址博物馆人行通道爆破方案中建第八工程局有限公司-3-减小震动。掘进炮眼采用少装药弱爆破，周边光爆孔按设计间距布置，采用间隔装药结构，且装药量小于爆破震动的允许值；⑷本通道进行爆破设计，计划采用二班制作业。每班配一名爆破工程师跟班指导，全过程监控。4.通道爆破技术方案设计4.1通道爆破作业特点结合对本通道地质条件进行实地勘察，通过对本工程的理解，通道钻爆作业具有以下主要特点：⑴通道围岩等级主要为Ⅲ、Ⅴ级围岩，而且断面较大，因此采用分部开挖。⑵钻爆技术人员能根据围岩的变化情况，合理调整爆破方案钻爆参数，保证爆破效果的同时降低爆破危害。⑶确保开挖通道的规格和方向，断面轮廓须符合设计规格，同时严格控制超欠挖量。4.2爆破参数设计4.2.1Ⅴ级围岩爆破设计⑴爆破器材的选择掏槽眼、掘进眼选用乳化炸药，周边眼选用光爆炸药。起爆雷管选用国产Ⅱ系列15段非电毫秒雷管。⑵掘进开挖方法Ⅴ级围岩采用双侧壁导坑法开挖方法。⑶炮孔布置形式根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边眼和辅助炮眼底在同一垂直面上。Ⅴ级围岩炮眼布置见图一。①钻孔施工采用人工风钻钻孔。②爆破时掏槽眼和周边眼的布置是施工的关键，其他辅助眼设计在施工时根据实际情况进行动态设计。③掏槽眼采用楔形掏槽，周边眼具体结构见图二。⑶装药爆破除周边眼采用空气柱间隔装药外，其余各炮眼均采用孔低大药卷连续装药，并将雷管置于孔底倒数第二节药卷上，反向起爆。南京直立猿人化石在遗址博物馆人行通道爆破方案中建第八工程局有限公司-4-图一Ⅴ级围岩炮眼布置图。掏槽眼双侧壁导坑法爆破设计1′1′3′3′5′5′7′7′9′13′5′7′9′11′3′3′1′1′1′3′5′7′5′9′1′3′5′7′1′3′7′7′5′1′3′5′11′7′5′3′1′掏槽眼1′1′3′3′3′3′1′1′5′5′5′5′7′7′5′5′5′5′9′9′9′7′7′7′7′7′11′11′11′9′7′5′7′7′5′9′13′11′5′5′9′7′7′5′1′3′7′9′5′9′1′3′5′7′1′3′7′11′掏槽眼1′1′3′3′3′3′1′1′5′5′5′5′7′7′5′5′5′5′9′9′9′7′7′7′7′7′11′11′11′9′7′7′11′5′5′9′5′1′3′Ⅰ部Ⅲ部Ⅱ部Ⅳ部Ⅴ部Ⅵ部Ⅶ部1′1′3′3′5′5′本图单位均以厘米计，图示为双侧壁导坑法共分七部分开挖爆破。386573425347472175120207520603′1′3′掏槽眼布置图5′4545507063南京直立猿人化石在遗址博物馆人行通道爆破方案中建第八工程局有限公司-5-⑷爆破参数表1Ⅴ级围岩钻爆装药参数表断面部位部位炮眼名称段号眼深m眼数炸药类型Kg/m条单孔条数单孔药量(kg)单段药量(kg)装药结构Ⅰ部掏槽区掏槽眼10.640.220.41.6集中掏槽眼30.640.220.41.6集中掘进掘进眼50.6110.21.50.33.3集中内圈眼90.6100.210.22集中周边周边眼110.6160.20.50.11.6间隔底部底板眼70.680.21.50.32.4集中Ⅱ部掏槽区掏槽眼10.640.220.41.6集中掏槽眼30.640.220.41.6集中掘进掘进眼50.6110.21.50.33.3集中内圈眼90.6100.210.22集中周边周边眼110.6160.20.50.11.6间隔底部底板眼70.680.21.50.32.4集中Ⅲ部掏槽区掏槽眼10.640.220.41.6集中掏槽眼30.640.220.41.6集中掘进掘进眼50.660.21.50.31.8集中掘进眼70.6150.21.50.34.5集中内圈眼90.6170.210.23.4集中周边周边眼130.6210.20.50.12.1间隔底部底板眼110.690.21.50.32.7集中Ⅳ部掘进掘进眼10.670.21.50.32.1集中掘进眼30.670.21.50.32.1集中掘进眼50.640.21.50.31.2集中底部底板眼70.6110.21.50.33.3集中Ⅴ部掘进掘进眼10.670.21.50.32.1集中掘进眼30.670.21.50.32.1集中掘进眼50.640.21.50.31.2集中底部底板眼70.6110.21.50.33.3集中Ⅵ部掘进掘进眼10.680.21.50.32.4集中掘进眼30.670.21.50.32.1集中掘进眼50.670.21.50.32.1集中底部底板眼70.650.21.50.31.5集中Ⅶ部掘进掘进眼10.650.21.50.31.5集中掘进眼30.650.21.50.31.5集中掘进眼50.650.21.50.31.5集中底部底板眼70.6110.21.50.33.3集中南京直立猿人化石在遗址博物馆人行通道爆破方案中建第八工程局有限公司-6-表2Ⅴ级围岩光面爆破参数表周边眼间距E（cm）周边抵抗线W（cm）相距距离E/W周边眼装药集中度kg/m45600.750.1-0.2表3Ⅴ级围岩光面爆破综合技术参数表部位开挖断面预计进尺爆破石方炮眼总数雷管用数炸药总量炸药单耗m2mm2个发KgKg/m3Ⅰ部230.523535312.51.08Ⅱ部230.523535312.51.08Ⅲ部320.532767617.71.1Ⅳ部220.52229298.70.79Ⅴ部220.52229298.70.79Ⅵ部260.52627278.10.63Ⅶ部290.52926267.80.54全断面1770.5177293293760.86图二周边眼装药结构图4.2.2Ⅲ级围岩爆破设计⑴掘进开挖方法Ⅲ级围岩采用三台阶开挖方法。⑵炮孔布置形式根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边眼和辅助炮眼底在同一垂直面上。Ⅲ级围岩炮眼布置见图三。炸药导爆索竹片岩壁非电毫秒管脚线炮泥周边眼装药结构图南京直立猿人化石在遗址博物馆人行通道爆破方案中建第八工程局有限公司-7-图三Ⅲ级围岩炮眼布置图Ⅲ级围岩三台阶爆破设计图掏槽眼掏槽眼布置图上台阶中台阶下台阶1′1′3′3′1′3′5′5′5′5′7′7′7′9′13′11′5′5′13′13′11′9′9′11′3′3′1′1′1′3′7520130301201′3′5′7′1′3′5′7′1′3′5′7′1′3′5′7′1′3′7′7′7′1′3′5′5′1′3′5′1′3′5′7′1′5′7′7′5′3′1′301640352350433本图单位均以厘米计，图示为三台阶法开挖爆破。4545607150509790858310310297101南京直立猿人化石在遗址博物馆人行通道爆破方案中建第八工程局有限公司-8-⑷爆破参数表4Ⅲ级围岩钻爆装药参数表断面部位部位炮眼名称段号眼深m眼数炸药类型Kg/m条单孔条数单孔药量(kg)单段药量(kg)装药结构上台阶掏槽区掏槽眼11.240.2514集中掏槽眼31.240.2514集中掘进掘进眼51.280.240.86.4集中掘进眼71.2170.240.813.6集中内圈眼91.2250.230.615集中周边周边眼131.2370.210.27.4间隔底部底板眼111.2150.230.69集中中台阶掘进掘进眼11.2180.21.50.35.4集中掘进眼31.2180.220.47.2集中掘进眼51.2190.220.47.6间隔底部底板眼71.2190.230.611.4集中下台阶掘进掘进眼11.2190.21.50.35.7集中掘进眼31.2190.220.47.6集中掘进眼51.2130.230.67.8集中底部底板眼71.2340.220.413.6集中表5Ⅲ级围岩光面爆破参数表周边眼间距E（cm）周边抵抗线W（cm）相距距离E/W周边眼装药集中度kg/m45～50600.750.2表6Ⅲ级围岩光面爆破综合技术参数表部位开挖断面预计进尺爆破石方炮眼总数雷管用数炸药总量炸药单耗m2mm2个发KgKg/m3上台阶4014011011059.41.485中台阶50150747431.60.63下台阶65165858534.70.53全断面155155269269125.70.814.3起爆网络设计本工程起爆网络的联结采用导爆管—非电雷管的起爆网络。各炮孔采用非电毫秒雷管微差起爆技术，不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效地控制每段雷管间的起爆时间，使爆破震动波不叠加。这样既能保证岩石破碎达到理想爆破效果，又能消除爆破震动的有害效应。为了保证后起爆的网络不被先起爆的炸断，多采用孔内微差的起爆网络。在掏槽眼、辅助眼、南京直立猿人化石在遗址博物馆人行通道爆破方案中建第八工程局有限公司-9-底眼及周边眼中，每相邻段别雷管间隔时差为不小于50ms，即每次爆破相邻两段别装药量较大的起爆雷管采用国产系列（15段）非电毫秒雷管，这样可以使爆破震动速度降低30%。见图四。图四非电雷管的起爆网络图各分段炮孔导爆管导爆管雷管导爆管雷管4.4爆破安全校核⑴爆破震动控制《爆破安全规程》规定爆破地震安全距离。一般建筑物和构造物的爆破地震安全性应满足安全震动速度的要求，主要类型的建（构）物地面质点的安全震动速度规定如下：一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物2～3cm/s，钢筋混凝土框架房屋5cm/s；主供水管10cm/s；交通隧洞15cm/s。根据萨道夫斯基公式：RQ31KV式中：V——震动速度，cm/s；K，α——场地系数；Q——同段起爆药量，kg；R——爆心距，m；反算出所允许的同段最大装药量Q，并在施工中不断根据爆破震动监测结果来调整同段装药量等爆破参数。本工程的场地系数根据南京地区通道爆破实测掏槽爆破所得的K、α值，经回归后取场地