高边坡爆破及施工方案.docx

1、高边坡爆破及施工方案XXXX道路工程高路堑复杂环境控制爆破及施工方案一、工程概况、环境、技术要求 与编制依据1.1编制依据1.1.1XXX路网工程招标文件。1.1.2招标文件中明文规定的技术规范和标准，以及有关现行的国家和省部级规范和标准。1.1.3XXX大道东段道路工程设计图纸。1.1.4依据对现场调查了解的施工条件、周围具体环境。1.1.5爆破安全规程（GB6722-2003）。1.1.6民爆爆炸物品安全管理条例（国务院令第466号）。1.1.7工程爆破实用手册及中华人民共和国安全生产法。1.1.8施工组织设计文件。1.2编制原则1.2.1严格遵守合同文件各项条款要求。1.2.2严格执行国

2、家现行设计、施工规范和质量评定与验收标准。1.2.3坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性。1.2.4自始至终对施工现场实行全员、全方位、全过程严密监控，以科学的方法实行动态管理，灵活实施与动静相结合的管理原则。1.2.5实施项目法管理，通过对劳务、设备、材料、资金、技术、方案、信息、时间与空间条件的优化处置，实现成本、工期、质量及社会信誉的预期目标。1.3工程概述XX大道东段道路工程东接XX路，西至XX大道交叉口，是XX综合枢纽功能板块路网骨架中的一条重要干道，是推动区域综合交通枢纽建设的基础设施条件。设计道路起点接XX路形成平交，桩号为K0+000,道路终点顺接XX大道，桩号K2+197.

3、424，道路全长2197.424m，道路红线宽度为40m，断面为两板块，设计车速60kmh。道路在起点与XX路平交之后，沿西向延伸，在K0+434.226处下穿XX路，在K0+663.080处与规划道路形成十字交叉，在K0+852.656处与规划道路平交，该节点采用右进右出，于K1+302.160出上跨XX路，于K1+706.65处上跨XX路，后接G210国道。K0+000K1+940段路基共长340m，工程量石方爆破35.5万立方米，爆破深度在246米间。于XX坡山坳处与XX路平交，在K0+434.226处下穿XX路（该处桥梁已预留）之后，穿过XX区域，在K0+960K1+200段深挖穿过X

4、X，随后在XX村以桥梁跨越XX路和XX河，穿过一片耕地进入XX村，于K1+706.65处上跨XX路（桥梁布置已考虑远期规划道路将加宽），在K1+920附近穿过XX学校及学校对面的建材地质勘察院，道路在K1+986.946处与G210形成菱形立交，终点K2+197.424（坐标：X=2947087.969、Y=365328.792）与XX大道顺接。道路沿线地面最低标高为1242.5米左右，最高标高为1288.2m左右。整条道路在竖向上满足城市排水规划要求，填挖较大，最大挖方为46米。道路K0+000+400段现状是堆积了大量的工程建筑弃土，整个地面标高抬高很多，起点处站西路的设计标高为1262.

5、5，在该段的纵断面设计为0.48%，并在K0+434.226处实现下穿甲秀北路的纵断高程要求，该点受甲秀北路预留桥梁的标高控制；K0+520K1+260段道路地势变化很大，全线最高段与最低段均在该范围内，最大高差46m，道路在该段内要实现上跨腾飞路与小平坝河的高程需求，为减小山体开挖，合理选取本段的坡度值，本段最大挖方46m，此段的设计坡度为-1.8%；K1+260K1+710段属于两山体之间的一片凹地，由于受整体的线形控制，该段需要进行大量回填，本段最大填方高度为13.098m，该段设计坡度为3.2%；K1+710K1+985段及K1+985K2+197.424段标高受贵遵路、210国道标高

6、的控制以及需满足顺接阳关大道的需求，为使道路周边土地能合理利用，促进沿线经济的发展，最大限度的减少工程量，这两段的纵坡分别为-2.74%、-3.14%。工程数量如下：工程数量表里程挖方数量最大挖深开挖方式坡面防护数量坡面防护方式K0+000K0+40050万m323.98m挖掘机直接开挖25798m2浆砌片石菱形网格护坡K0+400K1+28062.8万m333.63m控爆开挖30159.3m2拱形骨架护坡K1+640K1+6802.4万m310.58m静态爆破辅助机械破碎开挖1261.3m2拱形骨架护坡K1+740K1+9404.98万m38.07m静态爆破辅助机械破碎开挖2752m2拱形骨

7、架护坡施工时间安排在2013年10月1日至2013年12月31日，工期92天。1.4 爆破环境1.4.1周围建筑物环境K0+400K1+280高挖方爆破段东、西两侧民房密集,爆破量62.8万m3,民房距边坡爆破点最近为10米，为确保居民楼安全，爆破时按复杂环境进行控制爆破，严格控制爆破震动冲击波及飞石等有害效应影响。K1+640K1+680、K1+740K1+940两段路堑爆破量为7.38万m3,于K1+302.160出上跨腾飞路，于K1+706.65处上跨贵遵路，出上跨贵遵线路桥后接G210平层，G210直行采用下拉槽解决。在K1+920附近穿过贵州省建设学校及建设学校对面的建材地质勘察院，

8、道路在K1+986.946处与G210形成菱形立交。为保证腾飞路、贵遵路、G210国道正常交通，不影响贵州省建设学校及建材地质勘察院正常生活，该两段采用静态爆破辅助机械破碎开挖。1.4.2气候、水文概况该区属亚热带湿润季风气候，冬春半天燥，夏季湿润型，四季分明，雨量丰富。年平均气温15.3摄氏度，最高气温39.4摄氏度，最低气温7.8摄氏度，年平均降雨量11971248毫米，降雨多集中于年度4至7月。1.5技术要求该段爆破的环境较复杂，离居民房较近，这就需要严格控制飞石和震动的影响范围，确保房屋设施的安全。工程质量要求:通过检测断面达到设计坡度、宽度和设计标高。 二、爆破区自然条件及被爆体基本

9、情况2.1地理位置XXX大道东段道路工程位于XXXXX。东接站西路，西至210国道与阳关大道交叉口，是火车北站综合枢纽功能板块路网骨架中的一条重要干道，是推动区域综合交通枢纽建设的基础设施条件。2.2工程地质2.2.1地层岩性本地区岩层至上而下分别为：杂填土，粉质粘土，中风化泥质白云岩，中风化泥岩，基岩。杂填土：上覆土层为杂填土，堆积年限为1-5年，软弱土层，厚度不均匀，但结构松散，承载力极低，承载力特征值为80Kpa，内摩擦角2，内聚力C30Kpa。粉质粘土：可塑红粘土地基承载力特征值Fa=140Kpa。强风化基岩承载力特征值:fa=300 kpa。中风化泥质白云岩:fa=3500kpa 内

10、摩擦角18，内聚力C40Kpa。 中风化泥岩：fa=2000kpa 内摩擦角13，内聚力C35Kpa。 2.2.2地质构造本项目位于贵阳盆地地区，扬子准地台黔北台隆遵义断拱之贵阳复杂构造变形区，断裂、褶皱十分发育，受其影响场区地层产状变化较大，岩性为三叠系松子坎组泥质白云岩及石灰岩地层。2.3被爆体结构、材料爆破体呈双壁沟式路堑，中风化泥岩，需要对岩体进行爆破破碎至适合块度才能开挖，见附后被爆体剖面图。2.4爆破工程量深孔控制爆破工程量: 120.18万m3三、爆破设计方案3.1爆破设计方案选择3.1.1设计原则采用控制爆破方法，严格控制爆破振动、飞石等爆破公害，确保爆破施工安全，提高爆破效率

11、。3.1.2可选方案可选用的爆破方法有：浅孔台阶爆破或者是深孔台阶爆破。浅孔爆破法设备简单方便灵活工艺简单，但是施工效率低；深孔爆破需要大型设备施工工艺复杂，投入材料、人员数量大，但是施工效率高；静态爆破工艺复杂，爆破控制效果好，但是施工效率低。本次被爆山体紧靠房屋，外部干扰大，不可预见因素较多，对爆破作业施工安全提出了更严格的要求。3.1.3方案选择K0+400K1+280高挖方爆破段东、西两侧民房密集,爆破量62.8万m3, 爆破区为弱风化岩石，在施工区岩层最厚区为46米。民房距边坡爆破点最近为10米，为确保居民楼安全，爆破时按复杂环境进行控制爆破，严格控制爆破震动冲击波及飞石等有害效应影

12、响。施工时，先采用浅孔爆破配合机械开挖潜孔钻作业平台成型，再用深孔爆破分层开挖（见附图）；起爆网路选用非电毫秒微差起爆网路进行深孔控制爆破。用挖掘机挖装，大吨位汽车运输的机械化施工。K1+640K1+680、K1+740K1+940两段路堑爆破量为7.38万m3,于K1+302.160出上跨腾飞路，于K1+706.65处上跨贵遵路，出上跨贵遵线路桥后接G210平层，G210直行采用下拉槽解决。在K1+920附近穿过贵州省建设学校及建设学校对面的建材地质勘察院，道路在K1+986.946处与G210形成菱形立交。为保证腾飞路、贵遵路、G210国道正常交通，不影响贵州省建设学校及建材地质勘察院正常

13、生活，该两段采用静态爆破辅助机械破碎开挖。四、高路堑复杂环境控制爆破方案4.1控制爆破4.2.1炮孔直径选择d选用KQD100型潜孔钻机钻孔，直径100mm的钻头， 故选 d=100mm4.2.2台阶高度H和超深h台阶高度选用H=10m,根据经验公式：超深h取1.0m4.2.3底盘抵抗线选择W底盘抵抗线W底采用按台阶高度经验公式确定，W底3.5m4.2.4孔间a和 排距b孔距a=4.0m排距b取3.5m，按垂直孔矩形布孔4.2.5堵塞长度堵塞长度选用取孔径的35倍，100mm时取3.5m。4.2.6 炸药单耗q岩石为中硬石，炸药采用乳化炸药，台阶自由面数根据现场确定，但尽量以前后开挖纵向面为台

14、阶自由面，q值在0.20.6kg/m3范围，取0.35 kg/m3。QqaW底H多排孔爆破时，从第二排孔起，以后各排孔的每孔装药量按下式计算：QKqabHK为考虑前面各排孔的矿岩阻力作用的增加系数，一般取1.11.2，本次计算取1.1。单孔药量Q=1.10.3543.510=53.9kg 爆破施工之前首先进行试爆，根据爆破实际效果调整炸药单耗量和爆破参数，在施工过程中还应根据现场施工环境进行调整。深孔爆破装药计算表孔深m6810孔距m3.54.04.0排距m3.03.53.5堵塞长度m3.53.53.5炸药单耗Kg/m30.350.350.35前排单孔药量Kg24.2643.1253.9后排单

15、孔药量Kg22.0539.2494.2 预裂爆破参数边坡预裂爆破采用不耦合装药，设计孔径100mm，分段装32mm的药卷，在施工中可按照选定的参数总结每次爆破效果，根据预裂成缝情况，不断调整爆破参数：预裂爆破炮孔沿设计开挖边界布置，炮孔倾斜角度与设计边坡坡度一致，炮孔底处在同一高程上。本设计台阶高度H=10m，路基边坡坡度为1：1.0，孔深L=（102+102）+超深0.5m=11.9m，孔深取L=12.0m。预裂孔间距a=(1510)d=(1510)*100mm=15001000mm取a=1000mm线装药密度取L线=0.6kg/m填塞长度Lt=（10-20）d，取14d=1.4m；装药长度

16、Lc=L-Lt=12-1.4=10.6m；单孔装药量Q=LcL线=10.60.6=6.36kg；装药结构：不耦合装药，底部2.2m采用加强装药（线装药密度0.909kg/m，装药量2.0kg），中间5.2m采用正常装药（线装药密度0.6kg/m，装药量3.12kg），上部3.2m采用减弱装药（线装药密度0.388kg/m，装药量1.24kg） 预裂炮孔采用空气柱间隔装药结构。爆破施工采用的装药为32mm药卷，其长度为20cm，每卷重0.2kg。孔底加强段2.2m装药2.0kg，装药长度为1.0m（将每两卷32mm药卷捆绑为一组，每组间隔0.3m）；中间正常段5.2m装药3.12kg，装药长度为

17、3.12m（将单卷32mm药卷间隔0.13m捆绑）; 上部减弱段3.2m装段药量1.24kg，装药长度为1.24m（将单卷32mm药卷间隔0.28m捆绑），每段装药将药卷与导爆索绑在一起再绑在竹片上，形成药串，采用空气柱间隔。（见预裂孔装药结构图）起爆顺序：预裂爆破与开挖爆破分二次爆破，预裂孔先爆，主爆孔后爆。为防止孔外导爆索产生较强的空气冲击波，造成爆破危害，爆破前将导爆索埋在土层中并加以覆盖。图1 预裂孔装药结构示意图4.3钻孔、装药、堵塞和起爆网路设计4.3.1钻孔设计4.3.1.1施工测量现场放边桩，确定开挖边线，复核设计断面，地形变化大地段加桩。绘出横断面图。进行布孔设计，以保证准确

18、孔位、方向、孔深，支钻位置。4.3.1.2钻孔施工爆破钻眼施工前先清除表层土并整平工作面，钻孔时应严格按技术交底的布孔要求进行钻眼，未经爆破技术人员同意不得擅自变动布孔位置和倾角，当现场地形限制须进行孔位调整时必须由技术员现场决定，并对变动后的孔位技术参数进行记录，在装药计算时对药量进行调整，保证达到最佳爆破效果。钻孔要求：钻机对位时应严格按测量标出的眼位钻眼，其孔口偏差不得大于5cm，成孔后炮孔倾斜角度与设计坡率的误差不大于1%，孔底偏差不大于20cm。钻机就位时应支撑牢固后方可开钻，开钻应短冲程，反复进钻，保证孔口的准确及笔直度，本段岩层地质较差，节理发育及夹有软弱层的地段应注意防止卡钻；

19、预裂孔由于按边坡坡率钻眼，炮孔角度过于倾斜，钻进时应多次短冲程来回进钻，保证不产生夹钻及卡钻现象，钻孔到位后应现场核定其位置、倾斜角度及高程，符合要求后方可移动钻机，已钻好的孔口用防水材料覆盖，防止炮孔进水。钻爆工艺流程如下图所示：爆破工艺流程图4.3.1.3 钻孔技术要求1）按技术人员布设位置进行钻孔。2）孔位位置偏差不得大于0.2m，孔深允许误差0.2m。3）钻孔角度和方向的控制，按设计方向和角度进行钻孔。4）钻孔达到设计尺寸后，要吹净孔内残渣，用竹片编号，用砂袋进行孔口保护。4.3.1.4药包的加工、装药、堵塞装药之前应先对已钻好的炮孔进行测量，根据实际孔网参数进行药量计算，然后根据计算

20、好的药量编写装药技术交底，装药由爆破员进行装药，装药时严禁无关人员和穿化纤衣服的人员进入装药现场，起爆药包严禁投掷和冲击。堵塞材料，使用粘土或砂土，严禁用石块堵塞。为保证堵塞质量，每填入30cm时用木棍或竹竿捣实一次（严禁用金属杆具捣实），做到逐层捣固密实，堵塞长度必须满足35d，结合本次爆破的地质情况，堵塞长度取L =3.5m。4.4爆破安全距离计算4.4.1在爆破地震波安全距离在爆破地震波安全距离内最大一次爆破药量或最大一段药量按下式控制： Q=R3(V/K1)3/? kg； R爆破区至保护物之间的距离(m)，取10m； V质点振动速度(cm/s)，取3.0cm/s ； K1介质系数，取值

21、为200； ?衰减系数，取1.85；Q=103(3/200)3/1.85 kg=1.1kg由于民房距边坡有10m，影响爆破振动安全的最大装药量仅为1.1kg,而深孔爆破单孔装药量至少为22kg，远大于设计爆破区域周边建筑物安全的允许距离,因此，爆破地震波对周围民房影响非常严重，必须采取措施降低爆破振动，以确保民房的结构安全。 在路堑爆破边坡与民房中间设减震孔，减震孔孔径为100mm，减震孔间距0.5m，孔深40m，分两次布设。减震孔总深度：880m0.5m40m/孔2侧=140800m爆破点与建筑物间允许爆破振动安全距离的最大装药量见下表：序号爆破点距离建筑物的距离（m）最大装药量（kg）备注

22、1101.12208.833029.744070.4550137.5660237.6770377.3880563.2990801.91010011004.4.2爆破时空气冲击冲安全距离的计算本爆破是松动爆破其爆破作用指数n3，按规程要求只对人员和其他保护对象的防护考虑个别飞散物和地震安全允许距离，不考虑空气冲击冲安全距离。4.4.3飞石对人员的安全距离计算个别飞石的安全距离RF RF=20KFn2W=201.11.523.5=173m飞石的安全距离：根据爆破安全规定确定一般飞石安全距离为200m。本爆破警戒区的安全距离为200m，为防止飞石砸坏附近民房，对爆破体进行覆盖防护。4.5减少爆破振动

23、、冲击波及飞石的施工措施民房距边坡爆破点最近为10米，为确保居民楼安全，爆破必须采用控制爆破，防止爆破振动、冲击波及飞石的危害。4.5.1覆盖防护爆破体表面覆盖枕木及编织袋装土覆盖防护，每次爆破在炮孔上用枕木满铺后编织袋装土压住枕木覆盖，以增强防护效果，防止飞石飞得太远危害民房，同时要注意保护爆破网络。覆盖材料一般选择强度高、质量大、韧性好的材料，将爆区覆盖，防止飞石产生。 橡胶防爆网被结构橡胶防爆网被实物图K0+400K1+280段路堑石方62.8万m3，按每次爆破5000m3计算，台阶高度为10m，则每次爆破500平方，共需要爆破125次。每次爆破需要枕木：500m22.50.25=800

24、根每次爆破需要编织袋装土：500m2（0.6长0.5宽2）=833袋K0+400K1+280段路堑石方爆破枕木按每爆破20次循环一次，编织袋装土每5次循环一次，则需要：枕木：800根/次（125次20）次=5000根编织袋： 833袋/次（125次5）次=20825袋枕木二次搬运（50m）：800根/次125次=100000根编织袋装土二次搬运（50m）： 833袋/次125次=104125袋4.5.2遮挡防护为防止飞石破坏民房等建筑物，对K0+400K1+280段爆破区边坡两侧的民房进行遮挡防护。钢管排架防护及爆破岩体的覆盖，钢管排架主要器材是50的无缝钢管、竹排、钢丝绳和安全网等。搭设高度

25、为6m（埋深1m），长度880m2=1760m（路堑两侧全是民房),立杆为50的无缝钢管，间距80cm，横杆为50的无缝钢管，间距80cm，正面用竹排、安全网防护。搭建方式见下图。50的无缝钢管横杆：1760m(50.8+1）=12760m50的无缝钢管立杆：6m(17600.8+1）=13206m50的无缝钢管斜杆：176036m=3520m管扣：(50.8+1）(17600.8+1）+17603=16543个竹排（厚2cm）：17605=8800m24.6起爆网路设计靠近民房的路堑边坡爆破采用单孔起爆，以减少爆破振动对建筑物的影响。距民房较远的爆破地段采用多排深孔爆破起爆网路，采用导爆管非

26、电起爆系统，网路采用孔外接力式排间微差爆破。孔内采用高段别毫秒延期导爆管，排间用低段位即2段毫秒延期导爆管雷管接力，用电雷管连接，再连接到起爆器，采用复式起爆网络连接，毫秒延期起爆。装药结构采用连续装药结构。在钻孔深的区域，药量较大，在孔深浅的区域，用药量较小。详见附后网路设计图。4.7起爆起爆前应检查爆破网路无漏接和错接，接点联接牢固，网路连接好后，爆破之前必须由现场指挥长发出第一次信号发即预告信号，所有无关人员立即撒出危险区以外，并向爆区四周派出警戒人员；确认人员和设备全部撤离后可发出起爆信号，准许爆破员起爆；炮响后不少于15分钟检查人员方可进入现场检查是否有盲炮及其他危险，检查确认安全后

27、方可发出解除警戒信号，警戒人员根据信号解除警戒。五、静态爆破辅助破碎方案5.1总体方案由于K1+640K1+680段与K1+740K1+940段施工点距离村民房屋很近，红线外100米范围内未搬迁居民房屋135户，且位于贵遵高速公路两侧，为减少爆破对周边居民及通行车辆的安全影响，以履带液压岩石破碎锤进行破碎开挖并以膨胀炸药进行无声爆破相结合的施工方案。开挖时采用分层开挖的施工方法进行施工，液压岩石破碎锤施工时，安排多台破碎锤进行施工，施工时将液压岩石破碎锤的钎杆压在岩石上，并保持一定压力后才开动破碎锤，利用破碎锤的冲击力，将岩石破碎。边坡及堑面施工时用人工手风枪钻孔，采用无声膨胀炸药进行爆破，在

28、爆破前采取防护措施以确保爆破不给周围村庄、房屋带来安全影响。采用挖掘及装载机挖装，大吨位汽车运输的机械化运输施工方案。5.2施工总体原则根据实际地质、地理环境条件，严格控制无声爆破，减少对村民及村民财产等的破坏。K1+360K1+680地段全采用无声膨胀炸药进行爆破，加快爆破施工进度，保证爆破施工对村民的影响控制在最低限度内。选择合理的爆破参数及施工工艺，达到较好的爆破效果。选择合理的装药结构，加强堵塞质量，保证堵塞长度。5.3静态破碎的特点静态破碎剂是通过与水反应，形成固相体积增大的结晶，结晶生长力对孔壁施加压缩应力，当与压缩应力成垂直方向的张拉应力超过了脆性物体的极限强度时，物体发生龟裂，

29、随着无声破碎剂的膨胀压不断增长，被破碎物体的裂缝不断扩大，直到破碎。将无声破碎剂用水拌成浆体，填充在混凝土和岩石钻孔中，产生巨大的膨胀压力，膨胀压力达到30-50MPa后，可将抗拉强度为4-10MPa的一般岩石进行胀裂、破碎，进而进行下一步的岩石开挖。静态破碎剂为非易燃、易爆危险品，是一种新研制的粉状高效安全的破碎材料，其成分主要是铝酸钙、硅酸盐水泥及其他助剂，该材料在运输、使用、储存等环节比较安全，爆破无震动、无声响、烟尘、飞石等公害，操作简单，不需要对炮孔进行堵塞，不需要雷管进行起爆，不需要专业工种（爆破员）操作。经6h24h将混凝土构筑物或岩石破碎。因无声破碎剂在施工时，无震动、噪音、毒

30、气，加上不是危险品，所以便于运输、保管、使用，安全方便。 静态破碎剂缺点：破碎能量小于炸药爆炸瞬间产生的能量，钻孔的密度或孔数较多，破碎岩石的效果受气温影响较大，时间不易控制，成本稍比爆破高等等。5.4静态爆破施工方法 1、施工流程 无声破碎剂的施工流程为：钻孔破碎设计在岩石上钻孔将无声破碎剂与水搅拌成浆往孔中灌浆岩石开裂清理破碎碎屑。2、钻孔破碎的设计 岩石的破碎设计首先要了解山体的地质构造、岩质、节理发育状况(倾斜角度)，岩石的抗压强度和抗拉强度，然后确定破碎时的最小抵抗线形W、孔距a和排距b、孔径D、孔深L、钻孔方向和钻孔布置。根据施工取得的经验，各种参数估计值如下： （1）、最小抵抗线形W 最小抵抗线应根据岩石的形状、节理、钻孔孔径和要求破碎的块度等因素来确定，一般取值为： 破碎软质岩石：W=40 cm60cm， 破碎中、硬质岩石：W=25cm40cm。 边坡岩体为中风化泥质白云岩，属于中、硬质岩石，所以取W=35cm （2）、孔距a和排距b 岩石破碎块度较小时，W、a、b均取小值，相反，取大值，一般取值为：破碎软质岩石：a=40cm60cm，破碎中、硬质岩石：a=30cm50cm。 排距b应根据岩体的自由面多少决定，自由面多，b取较大值，反之，b取较小值。多排孔分