讲座-复杂环境石方控制爆破设计

复杂环境石方控制爆破设计2016.10A分析设计思路B点评设计参数C研讨安全攻略A分析设计思路A-1规范设计文件，《爆破安全规程》对设计的规定A-2深入调查环境条件，写好工程概况A-3研究工程难点、特点和要求，提出设计原则A-4制定爆破总体方案A-5关于工程定级A-1规范设计文件，《爆破安全规程》（GB6722－2014）对设计的规定•5.1一般规定•5.1.1爆破设计施工、安全评估与安全监理应按GA990和GA991执行。•5.1.2爆破设计施工、安全评估与安全监理应由具备相应资质和从业范围的爆破作业单位承担。•5.1.3爆破设计施工、安全评估与安全监理负责人及主要人员应具备相应的资格和作业范围。•5.1.4爆破作业单位不得对本单位的设计进行安全评估，不得监理本单位施工的爆破工程。•5.1.5从事爆破设计施工、安全评估与安全监理的爆破作业单位，应当按照有关法律、法规和本标准的规定实施爆破设计施工、安全评估与安全监理，并承担相应的法律责任。•5.2.1设计依据•5.2.1.1进行爆破设计应遵守本标准的规定及有关行业规范、地方法规的规定，按设计委托书或合同书要求的深度和内容编写。•5.2.1.2设计单位应按设计需要提出勘测任务书。勘测任务书内容应当包括：•——爆破对象的形态，包括爆区地形图，建(构)筑物的设计文件、图纸及现场实测、复核资料；•——爆破对象的结构与性质，包括爆区地质图，建(构)筑物配筋图；•——影响爆破效果的爆体缺陷，包括大型地质构造和建(构)筑物受损状况；•——爆破有害效应影响区域内保护物的分布图。•5.2.1设计依据•5.2.1.3设计人员现场踏勘调查后形成的报告书，试验工程总结报告，当地类似工程的总结报告以及现场试验、检测报告，均应作为设计依据。•5.2.1.4爆破工程施工过程中，发现地形测量结果和地质条件、拆除物结构尺寸、材质完好状态等与原设计依据不相符或环境条件有较大改变，应及时修改设计或采取补救措施。•5.2.1.5凡安全评估未通过的设计文件，应按安全评估的要求重新作设计；安全评估要求修改或增加内容的，应按要求修改补充。A-1规范设计文件，《爆破安全规程》（GB6722－2014）对设计的规定•5.2.2设计文件•5.2.2.1爆破工程均应编制爆破技术设计文件。•5.2.2.2矿山深孔爆破和其他重复性爆破设计，允许采用标准技术设计。•5.2.2.3爆破实施后应根据爆破效果对爆破技术设计作出评估，构成完整的工程设计文件。•5.2.2.4爆破技术设计、标准技术设计以及设计修改补充文件，均应签字齐全并编录存档。•5.2.3技术设计内容•5.2.3.1爆破技术设计分说明书和图纸两部分，应包括以下内容：•——工程概况，即爆破对象、爆破环境概述及相关图纸，爆破工程的质量、工期、安全要求；•——爆破技术方案，即方案比较、选定方案的钻爆参数及相关图纸；•——起爆网路设计及起爆网路图；•——安全设计及防护、警戒图。•5.2.3技术设计内容•5.2.3.2合格的爆破设计应符合下列条件：•——设计单位的资质符合规定；•——承担设计和安全评估的主要爆破工程技术人员的资格及数量符合规定；•——设计文件通过安全评估或设计审查认为爆破设计在技术上可行、安全上可靠。•5.2.3.3复杂环境爆破技术设计应制定应对复杂环境的方法、措施及应急预案。A-1规范设计文件，《爆破安全规程》（GB6722－2014）对设计的规定•5.2.4施工组织设计•5.2.4.1施工组织设计由施工单位编写，编写负责人所持爆破工程技术人员安全作业证的等级和作业范围应与施工工程相符合。•5.2.4.2施工组织设计应依据爆破技术设计、招标文件、施工单位现场调查报告、业主委托书、招标答疑文件等进行编制。•5.2.4施工组织设计•5.2.4.3爆破工程施工组织设计应包括的内容如下：•——施工组织机构及职责；•——施工准备工作及施工平面布置图；•——施工人、材、机的安排及安全、进度、质量保证措施；•——爆破器材管理、使用安全保障；•——文明施工、环境保护、预防事故的措施及应急预案。•5.2.4.4设计施工由同一爆破作业单位承担的爆破工程，允许将施工组织设计与爆破技术设计合并。A-2深入调查环境条件，写好工程概况•工程概况：即爆破对象、爆破环境概述及相关图纸；爆破工程的工程量，质量、工期和安全要求•（由来、对象、环境、要求）•3.6•爆破作业环境blastingcircumstances•泛指爆区及其周围影响爆破安全的自然条件、环境状况。•3.12•复杂环境爆破blastingincomplicatedsurroundings•在爆区边缘100m范围内有居民集中区、大型养殖场或重要设施的环境中，采取控制有害效应措施实施的爆破作业。《爆破安全规程》（GB6722—2003）规定：复杂环境深孔爆破：在爆区边缘100m范围内有居民集中区、大型养殖场或重要设施的环境中，一次使用1t以上炸药的深孔爆破作业。环境十分复杂：爆破可能危及国家一、二级文物、极重要设施、极精密贵重仪器及重要建(构)筑物等保护对象的安全；环境复杂：爆破可能危及国家三级文物、省级文物、居民楼、办公楼、厂房等保护对象的安全；定义《爆破工程消耗量定额》（GYD-102-2008）规定：A类复杂环境：爆破范围至国家一、二级文物，极重要设施，极精密贵重仪器设备及重要建(构)筑物等距离50m以内，或至国家三级文物、省级文物、重要设施、民房、办公楼、厂房等距离10m以内；B类复杂环境：爆破范围至国家一、二级文物，极重要设施，极精密贵重仪器设备及重要建(构)筑物等距离大于50m、小于或等于100m，或至国家三级文物、省级文物、重要设施、民房、办公楼、厂房等距离大于10m、小于或等于50m；C类复杂环境：爆破范围至国家一、二级文物，极重要设施，极精密贵重仪器设备及重要建(构)筑物等距离大于100m、小于200m，或至国家三级文物、省级文物、重要设施、民房、办公楼、厂房等距离大于50m、小于100m。定义《爆破工程消耗量定额》（GYD-102-2008）规定：•在A类复杂环境下进行石方爆破不应采用深孔爆破方式，只能采用浅孔爆破方式•在B类和C类复杂环境下采用深孔爆破方式，不应采用大孔径的钻孔，孔径应控制在（50mmφ≤100mm）。注意点A-3研究工程难点、特点和要求，提出设计原则工程案例：深圳安托山周围环境图爆破开挖区域A区B21-1及B21-2AB21-2美视电力北侧美视电厂建工村北环大道深康石场办公与生活区厂房厂房车间爆破器材库安托山公园武警机动大队广深高速安托山片区环境条件和工程概况•开挖山体地形变化大。土和强至中风化岩层厚在8m以内，局部达20m左右，下部为坚硬的微风化花岗岩，岩体节理发育，岩石坚固性系数f=6~14。最大开挖深度达138m。爆破要求和特点•安全——滚石、飞石、振动控制•质量——坚石用于破碎骨料、风化石用于填海造地，块度均匀、大块率低•进度——爆破队20~30人，每天1万方，人均劳动生产率很高•成本——控制在6~8元/m3，不含防护•技术难点——岩墙爆破、飞石和振动控制、降低大块率A-3研究工程难点、特点和要求，提出设计原则•安托山B21-1及B21-2部分整治地块场平工程石方爆破与安全防护施工方案•1.工程概况和特点•1.1工程概况：工程位置、方量、工期等；周边环境；附图1：施工区域平面位置图。•1.2工程地质与水文条件•1.2.1地质条件•1.2.2水文条件•1.3工程特点、难点•1.3.1工程特点：整个工程以石方爆破为主。按6个月施工期计算，月平均爆破开采强度达到210,000m3，最高日爆破量达10,000m3。爆破开采的石块粒径≤50cm。•1.3.2工程难点：工程要求，石方爆破不得危害周围的建、构筑物和交通、电力设施的安全。•爆破设计原则•(1)为便于爆破安全的控制，石方爆破一律使用钻孔控制爆破方法进行。•(2)石方开挖自上而下分台阶进行。深孔台阶爆破的主体台阶高度确定为10m。•(3)深孔台阶爆破的钻孔直径d=76mm和d=115mm；光面爆破的钻孔直径d=76mm和d=42mm；大块岩石以机械破碎为主，二次破碎控制爆破钻孔直径选用d=42mm；沟槽爆破钻孔直径d=42mm。•(4)爆破的最小抵抗线方向尽量背向或侧向爆区周围的保护物，爆区台阶推进方向……最小抵抗线方向主要指向……•(5)初期于工程实地进行爆破震动规律测试……•(6)严格按实测振动规律控制单响最大药量和一次爆破规模。除二次破碎外，全部采用毫秒延时起爆方法……•爆破设计原则•(7)石方爆破开始前，应对周围的建、构筑物进行一次详细调查登记……爆破进行过程中，实施爆破震动监测……•(8)因深圳地区为多雷雨天气，台阶深孔爆破一律采用导爆管起爆系统。•(9)严格安全防护措施。•(10)每次爆破时必须实施严格的安全警戒。•(11)起爆药和水孔中的防水炸药使用乳化炸药，中深孔主爆炸药使用散装铵油炸药，特大块二次爆破使用管状乳胶炸药。•根据以上原则，三个地块的设计思想如下：•（各地块的爆破方法，如深孔爆破光面爆破等）A-4制定爆破总体方案（工程案例：深圳安托山）•根据以上原则，三个地块的设计思想如下：•(1)针对B-21-1地块周围环境复杂的特点，石方爆破采用深孔台阶控制爆破技术和低台阶钻孔控制爆破技术；大块的二次破碎以机械破碎为主，尽量减少二次爆破数量；同时在开挖区靠近建（构）筑物附近设置立面防护。•(2)B-21-2A地块场平开挖施工从上到下进行，施工以机械施工为主，如遇到石方，则采用控制爆破技术，并根据具体情况进行立面防护和表面防护。•(3)B-21-2B地块石方开挖的关键在于边坡开挖和平台稳定。边坡开挖采用光面爆破技术。由于该地块光面爆破的台阶高度不高（8m），坡度较陡（1∶0.25），只要严格控制钻孔精度，同时采取合理的爆破参数，光面爆破的坡面效果可以得到很好的控制。为保证平台的稳定，平台外侧采用水平光面爆破技术，用Φ42的手风钻钻凿水平孔以保护平台面的完整和稳定。A-4制定爆破总体方案•工程特点、难点、设计原则•爆破技术方案，即方案比较、选定的方案•工程案例：济南绕城高速济南连接线老虎山隧道北侧山体爆破工程•1区：距离南侧居民楼18～30m区域，采用油锤破碎法施工。•2区：距离南侧、西侧、北侧居民楼30～60m区域，采用浅孔爆破法。•3区：距离南侧、西侧、北侧居民楼60m以外，采用深孔爆破。•制定爆破总体方案时要比较论证：•浅孔爆破、深孔爆破、机械破碎、静态破碎优缺点，确定使用区域。•边坡控制爆破要比较论证：•光面爆破、预裂爆破优缺点，还要不要使用其他技术。A-5关于工程定级•《爆破安全规程》（GB6722－2014）•4爆破工程分级•4.1爆破工程按工程类别、一次爆破总药量、爆破环境复杂程度和爆破物特征，分A、B、C、D四个级别，实行分级管理。工程分级列于表1。作业范围分级计量标准级别ABCD岩土爆破一次爆破药量Q/tQ≥10010≤Q＜1000.5≤Q＜10Q＜0.5拆除爆破高度H/mH≥5030≤H＜5020≤H＜30H＜20一次爆破药量Q/tQ≥0.50.2≤Q＜0.50.05≤Q＜0.2Q＜0.05特种爆破单张复合板使用药量Q/tQ≥0.40.2≤Q＜0.4Q＜0.2表1爆破工程分级表A-5关于工程定级•注：①表中药量对应的级别指露天深孔爆破。其它岩土爆破相应级别对应的药量系数：地下爆破0.5；复杂环境深孔爆破0.25；露天硐室爆破5.0；地下硐室爆破2.0；水下钻孔爆破0.1，水下炸礁及清淤、挤淤爆破0.2。•②表中高度对应的级别指楼房、厂房及水塔的拆除爆破；烟囱和冷却塔拆除爆破相应级别对应的高度系数为2和1.5。•③拆除爆破按一次爆破药量进行分级的工程类别包括：桥梁、支撑、基础、地坪、单体结构等；城镇浅孔爆破也按此标准分级；围堰拆除爆破相应级别对应的药量系数为20。4.2B、C、D级岩土爆破工程，遇下列情况应相应提高一个管理级别。——距爆区1000m范围内有国家一、二级文物或特别重要的建（构）筑物