专项施工方案-路基高边坡施工安全专项方案

0太佳高速公路东段第十九合同段项目经理部路路基基高高边边坡坡爆爆破破施施工工方方案案编制人：审核人：中交第一公路工程局有限公司太佳高速公路东段项目经理部2009年5月7日1一、工程概况1．工程项目主要情况1．1．工程性质与建设意义太原至佳县高速公路是山西省高速公路网“人字骨架，九纵九环”主骨架第四横的重要组成部分，是晋中北地区西通陕、甘、宁，东达京、津、冀的重要战略通道。本项目建成后，将成为影响区域的骨干公路，原S217、S215主要公路与本项目以互通形式衔接后成为静乐、古交、娄岚线的东西大通道，使该区域道路网络结构得以优化、服务水平得以提高，区域国民社会经济得以加快发展。1．2、工程位置与工程规模山西省控制性工程太佳高速公路（东段）东起于太原北绕城高速，终于娄烦县赤土华接太佳高速西段，路线全长90.826公里。路基设计为双向四车道，整体式路基宽度24.5米，分离式路基宽度12.25米。隧道建筑限界净宽10.25米，净高5.0米。路线标准按80Km/h行车速度设计。太佳高速公路（东段）第19合同段包括路基土石方、涵洞、桥梁工程和隧道工程等，线路起讫桩号为EK77+756~EYK80+997（EZK81+009），路线全长3.241Km。1．3、结构形式路基设计为双向四车道，整体式路基宽度24.5米，隧道建筑限界净宽10.25米，净高5.0米。1．4、技术标准道路等级：双向四车道设计车速：80Km/h路基宽度：24.5米1．5、总工期本标段的合同工期为18个月，计划开工日期为2008年12月27日，计划竣工日期为2010年6月27日。2、施工条件2．1、自然条件1）地形地貌2汾河特大桥终点桥台属于剥蚀低中区地貌，在斜坡上，地势较陡。非桥台桥址区属河谷平原区地貌，微地貌为河漫滩，地势较平缓。2）气象桥址区处于吕梁～太行断块西部的吕梁块隆区和中部的五台山块隆区内，属大陆性季风气候区，十年九旱，地形复杂，极端最低气温最低气温-29.7℃；降水集中在7、8、9三个月，年平均降水量在425-510mm3）水文地质根据钻孔水文地质观测和地表水温点观测，结合地形地貌，岩性和构造条件判断，地下水发育，钻孔见地下水。4）地层岩性根据勘察资料，桥址地基覆盖层主要由第四系晚更新统（Q4）冲洪积成因（a1+p1）的黄土（粉土），第四系晚更新统（Q3）风积层成因（eo1）的黄土（粉土）和冲刷积成因（a1+p1）组成；基岩由二叠系下统（P2）的砂岩等组成；岩层风化层发育。5）地质构造桥址区处于吕梁～太行断块西部的吕梁块隆区和中部的五台山块隆区内，受褶皱构造的影响，岩体节理裂隙较发育，从钻孔揭露来看，岩体较破碎。二、石方爆破施工本合同段开挖断面有二种典型断面，即半挖半填断面的开挖和全挖断面的开挖，对这二种典型施工路段，给予全挖断面以爆破方案设计。1、爆破总体方案：根据不同施工断面及岩性情况，并充分考虑工效及安全制定爆破方案见:石方爆破总体设计方案。表四-4：石方爆破总体设计方案项目类型半填半挖全挖断面岩性风化花岗岩风化花岗岩爆破总体方案浅孔爆破浅路堑浅孔爆破，深路堑深孔爆破工作面方案分层横向台阶方案分层纵向台阶方案“留靴”槽式堑沟方案爆破软岩W＝1.1m，a＝1.2mW＝1.1m，a＝1.2m参数次坚石W＝1.0m，a＝1.1mW＝2.6m，a＝2.6m3凿岩机76557655及KQDl00炮孔直径Ф38mmФ38mm，Ф90mm炮孔深度≤2.0m2m，11~12m炸药2＃岩石硝铵炸药2＃岩`石炸药及铵油炸药起爆器材电毫秒雷管电毫秒雷管及导爆索2、半挖半填开挖方案半挖半填断面开挖根据工作面情况，采用横向台阶爆破法、纵向台阶爆破法以及边坡的光面爆破方案：1)、分层横向台阶爆破法分层横向台阶爆破方案适用于挖方较窄处，且对飞石要求严格控制地段。爆破布眼方案见:分层横向台阶布眼图。ba平面图分层横向台阶布眼图横剖面图w2)、分层纵向台阶爆破法分层纵向台阶爆破方案适合于地势较平缓，离公路、河流较远路段，爆破布眼方案见：分层纵向台阶布眼图。平面图ba分层纵向台阶布眼图纵剖面图w3)、边坡开挖按设计边坡度采用光面爆破开挖，孔径d=38mm，炮眼间距a=500mm，光面厚度W=600mm，装药量0.20~0.30kg/m，布眼图见:光面爆破布眼图。4光面爆破炮眼布置图wa3、深挖路堑开挖方案3.1、施工顺序深挖路堑路段总体施工顺序见:深挖路堑总体施工顺序图。首先沿预定路基外侧向前形成一槽式堑沟（图中I部分）；然后再爆破剩余部份（图中II部分），即所谓“留靴”爆破见:（“留靴”爆破最终效果图），以阻止路基上部山体爆破岩石向下滚落。爆破II部分岩体时，采用微差控制爆破形式以控制爆破抛石方向。最终边坡山坡轮廓线深挖路堑总体施工顺序图III保留岩体3.2、I部分岩体爆破参数的确定（1）堑沟宽度如:（“留靴”爆破最终效果图），考虑便于汽车装运、钻孔设备操作、爆破网络设计等因素，挖掘成10m宽的堑沟。槽式堑沟“留靴”爆破最终效果图保留岩体I待爆岩体II山坡轮廓线5（2）炮孔直径d如图：（爆破参数示意图），凿岩设备采用KQDl00潜孔钻，开挖爆破与预裂爆破穿孔设备最好一致，以利于现场操作，拟采用d＝90mm，w＝2.6m，a＝2.6m。a超深h爆破参数示意图dw（3）布孔方式及微差间隔的确定，布孔形式采用等三角形布置，以利于炸药能量均匀作用于岩石，实现理想的破碎效果，起爆顺序依次为0~l~2~3~4，如：I部分岩体爆破孔起爆顺序图，首先起爆的炮孔位于上部山坡一侧，以控制爆堆前移方向，改善破碎效果，降低爆破震动。采用我国生产的毫秒微差雷管，排间时间间隔采用25ms。0I部分岩体爆破孔起爆顺序图ba12保留岩体433.3、II部分岩体施工顺序由于地形对爆破施工的影响，钻孔机具，施爆顺序必须考虑山体的坡度，II部分总体爆破施工顺序见：II部分岩体台阶爆破顺序图，由上到下依次为1-2-3，每一部分又分为压碴爆破和预裂爆破。6II部分岩体台阶爆破顺序图最终边坡1山坡轮廓线233.4、边坡控制方案为确保边坡的稳定，不产生超过和欠挖，边坡采用光面爆破。在节理裂隙较发育地段及某些特殊地段采用预裂爆破。为获得良好的光面效果，宜采用低密度、高体积威力炸药，以减少炸药爆轰波的破碎作用和延长爆破气体的膨胀作用时间，使爆破作用呈准静态状态，拟采用国产2＃岩石专用光爆炸药，以获得预期效果。3.4.1、光面爆破参数的确定参照国内外岩石光面爆破施工经验，光面炮孔参数确定如下：（1）最小抵抗线W：W＝（0.5~0.8）H＝1.0~1.6m本工程中取W＝1.5m，式中H为阶梯高度，此时取2.0m。（2）炮孔间距：a＝b×W＝（0.6~0.8）×1.5＝0.9~1.2m，本工程取a＝1.1m（3）光面炮孔装药量：Q＝q×a×w＝0.6×1.5×1.1＝0.99kg/m式中q一松动爆破单位炸药消耗量，取0.6kg/m3光面爆破示意图见：光面爆破示意图。7最终边坡轮廓线光面爆破示意图a炮孔w3.4.2、光面爆破装药结构（1）、药包制作：为保证在光面爆破时，不使药包冲击破碎炮孔壁，有必要在现场施工中采取措施使药包位于炮孔中心，见：光面爆破装药结构图。将药卷捆绑于竹杆上，各药卷间用导爆索相连，药包一端绑上起爆雷管即成。操作时将药包置于孔内，上部填塞好。堵塞药卷炮孔光面爆破装药结构图起爆线（2）、堵塞：良好的堵塞要保证高压爆炸气体不泄露所必须的堵塞长度，取炮孔直径的12~20倍，现场根据孔间距和光面厚度适当调整。3.4.3、预裂爆破参数炮孔间距根据国内外经验取a=1.0m，装药密集系数取为3.5，装药量为：Q＝2.75[σ]0.53r0.38＝2.75[1200]0.53×450.38＝500g/m式中：[σ]一—岩石权限抗压强度，取1200kg／cm2；r一—炮眼半径45mm。预裂爆破装药结构与光面爆破相同，但预裂缝一定要比主爆区超长4.5~9m，比主爆孔8提前75~150ms起爆，硬岩取小值，松软岩石取大值。3.5、爆破块度控制因石方爆破后部分作为填方材料，爆破块度要求控制在10~35cm，为了达到良好的块度要求，可采取如下措施：1、根据实际岩性情况，不断优化炮孔参数；2、采取压碴挤压爆破，即在施爆岩体前面依次留下2~4m厚前次爆破的岩碴，这样有利于阻止施爆岩体前移和促使岩体充分破碎，见：压渣爆破最终效果图。压渣爆破最终效果图wd留渣厚度前次爆破碎岩3、采用孔内微差爆破技术，可加强孔底爆破作用，改善爆破效果，并且减震效果好。4、工作面开阔地带，可采用格式布孔，对角微差起爆，其布眼方式、起爆顺序见：格式布眼、对角微差起爆顺序图。这种起爆方式，岩石抛掷距离双排间微差减少30％左右，大块率可下降到o.9％并可大幅度降低地震效应。3.6、爆破安全3.6.1、爆破震动根据《爆破安全规程》规定：对于一般砖房，非抗震的大型砖砌块建筑物，震速V＜2~30m/s，建筑物距爆破点不小于50m，以此计算：V＝K（3√Q/R）a。式中：Q一—最大装药量(kg)；9格式布孔、对角微差起爆示意图1211109b8756a4321图中数字为起爆顺序R一—距爆源中心距离(m)；K一—与介质特性有关系数，取为180；a一—与地形，地质等有关系数，取为1.8；由上述公式计算得Q＝136kg，可见，对于50m外的一般建筑物，当某段起爆药量达136kg时，不会产生震动破坏。又由于爆源位于地势高处，待保护建筑物位于山脚，实际的爆破震动要比计算允许值低得多，因而本工程爆破震动不是主危害。3.6.2、爆破飞石爆破场地位于山坡上，极易产生爆破飞石，对于飞石距离的计算公式，我国常用经验公式：R=20Kn2w=20×1.5×0.752×2.4=40.5m式中：K一—安全系数，与地形、风向等有关，取1.5；n一—爆破作用指数，松动爆破时取n＝0.75；W—一抵抗线，取W=2.4m；可见，爆破飞石在一般地段在控制范围内，但在某些要求高的路段还未达到要求，还必须采取如下措施：（1）采用“V”型工作面；（2）预留隔墙和“留靴”等方式；（3）高压线下石方爆破，采用松动爆破并用茅柴覆盖，防止飞石；（4）山坡下部（河道上方）做好挡墙，阻挡滚石落入河道；（5）施爆过程，根据具体情况调整药量和布孔参数，保征良好的堵塞质量，结合微差及压碴爆破，保证岩石产生松动破碎，而非抛掷爆破。103.7、爆破工作面组织根据本合同段路基开挖高度及开挖工程量，设立两个作业面，两个深孔、一个浅孔爆破作业点。3.7.1、爆破设备配置（1）浅孔凿岩机台班效率60m3/台班，每个浅孔爆破作业点安排1台凿岩机作业。（2）深孔凿岩机台班效率300m3/台班，考虑与推土机之间的干扰，每个作业点配备2台KQDl00型潜孔钻，另还配备1台用于浅孔7655型凿岩机破碎大石块及隔墙打眼爆破。2、劳动力配备：浅孔凿岩机每台配1台机械手，1名助手；潜孔钻每台配2名机械手，2台助手；爆破工每个作业面安排3人。总共安排凿岩工11人，助手11人；爆破工6人。具体情况见：凿岩爆破劳动力安排表。凿岩爆破劳动力安排表项目作业点作业点数每个作业点凿岩机数凿岩工辅助工爆破工浅孔爆破1个1台76551×1=1人1×1=1人1×2=2人深孔爆破作业点2个1台76552台KQDl002×2×2+2×1=10人2×2×2+2×1=10人2×2=4人3.8、主要设备材料需要量3.8.1、主要设备需要量本合同段路基土石方爆破所需设备见：石方爆破主要设备表。表四-6：石方爆破主要设备表序号名称型号单位数量备注1潜孔钻机KQDl00台42浅孔凿岩机7655台33空压机EP200台120m34VY-12/7台112m35DY-9/7台19m36V-6/8台16m3四、一般施工安全技术措施1、石方爆破作业以及爆破器材的管理、加工、运输、使用、检验和销毁等工作2、必须严格遵守国家现行的《爆破安全规程》，主动接受当地公安部门的监督管理，11光面爆破应严格控制钻眼间距和炸药用量。3、施工机械作业时，除按规范操作外并应按事先设计的行走路线进行，其工作位置应平坦稳固，并应