爆破试验方案综述.docx
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爆破试验方案综述
大方县岔河水库灌溉工程
料场开采
爆
破
试
验
施
工
方
案
贵州水利实业有限公司
大方县岔河水库灌溉工程项目处
二0一二年十一月三日
批准：
陈江筑
审核：
黄国秋罗亮
校核：
罗亮童绥福
编写：
刘斌蒋军周武群
一、工程概况
二、设计依据
三、爆破方案选择
四、料场开采爆破工艺试验
五、材料，机具，劳力安排
六、安全技术管理措施
七、环境保护及水土保持要求
八、持术措施
一、工程概况：
1、工程溉况
大方县岔河水库灌溉工程位于位于大方县西南的高店乡大山村境内，水库枢纽位于乌江流域六冲河水系白甫河支流的一级支流岔河上，坝址距县城24km，距毕节市64km，距贵阳市186km，交通条件较好。
水库是以灌溉、农村人畜饮水为主，兼顾县城供水等多种功能的一项综合性水利工程。
大方县岔河水库坝址以上流域集水面积为45.3km2，多年平均径流量2168万Km3,水库正常蓄水位高程1445.00m，兴利库容715万m3，校核洪水位高程1447.94m（P=0.1%），总库容1124万m3，为中型水库，工程规模属中型，枢纽永久性主要建筑物有：
混凝土面板堆石坝、溢洪道、导流兼放空隧洞、取水口、引水隧洞等建筑物。
本工程大坝需要石料约474654万m3，其中特殊垫层料2922m3，垫层料22647m3，过渡料32815m3，堆石料410513m3，干砌块石5757m3及混凝土所需砂石骨料。
2、周围环境：
周围最近约200m范围内有部份散落民房，爆破环境条件一般。
3、工程要求：
（1）由于本工程为面板堆石坝，为了满足工程设计要求和结合现场实际，采石料场岩石爆破应采用台阶深孔爆破，确保工期和安全；
（2）爆破时边坡应保持相对平整；
（3）爆破时不得对周边环境和构建筑物造成危害；
（4）爆破后的级配要满足堆石坝设计要求。
二、设计依据：
1、根据《爆破安全规程》GB6722-2003规定进行设计施工；
2、根据设计文件（施工图）及图纸会审记录设计施工。
三、爆破方案选择：
根据堆石坝体设计要求，在进行本次爆破方案设计中，必须充分考虑过渡料，大坝主堆石料，次堆石料、垫层料、下游干砌石护坡以及打砂料石、大坝基础碎石桩等开采等综合方案，为了达到理想的爆破效果，结合本工程实际情况，在编制爆破设计时，主要考虑以深孔延时挤压爆破为主的爆破方案。
四、料场开采爆破工艺试验
1、爆破试验目的
为堆石料开采提供能满足级配要求的深孔微差挤压钻孔爆破参数；为过渡料开采提供能满足级配要求的深孔微差挤压钻孔爆破参数；
（1）合理的深孔爆破孔网参数及单孔耗药量的确定。
（2）研究不同爆破条件、地形和地质情况下的爆破振动衰减规律，以制定相应的开挖技术措施。
（3）通过对需要上坝的填筑各种料进行级配料爆破试验,确定相关爆破参数、单耗及级配料筛分测定。
（4）研究爆破对高边坡、临近建筑物及主体建筑物建基面的影响，以确定爆破安全控制标准。
2、爆破试验内容
各种钻爆参数试验、开采爆破起爆网络试验、爆破振动影响、石料粒径、级配曲线及成品率等。
3、爆破试验方案
为确保开采出优质的级配料，由有爆破资质证书的爆破工程师担任主设计，采用目前较为先进的深孔微差挤压爆破技术，在大规模石料钻爆开采前,结合生产进行级配料开采及其它试验，为本工程级配料开采提供科学的依据。
本试验实施中严格按爆破设计及爆破程序进行施工，爆破工程师到现场监督检查，确保按设计意图和设计参数进行。
确定各种梯段爆破爆破参数如下：
第一组钻爆试验：
主要针对过渡料的开采进行试验。
过渡料要求最大粒径不大于300mm，小于5mm的颗粒含量为小于20%～30%的连续级配。
采用潜孔钻钻孔，孔径φ90mm，矩型布孔，孔深6.0m，孔网参数为2.0m×2.0m，单耗0.5～0.7kg/m3，用膨化散装炸药进行耦合装药，微差挤压爆破。
过渡料爆破参数选择：
孔径D：
选用90mm直径钻头，故D=90mm；
钻孔方向：
钻倾斜孔，方向与台阶坡面一致，与水平面夹角85°；
台阶高度H=6m，则钻孔深度L1=6m；
前排炮孔的最小抵抗线W1：
按经验公式W1=D（7.85ΔτL1/mqH）1/2=0.9×（7.85×0.85×0.7×6/1.2×0.6×6）1/2=2..2m
式中：
Δ---装药密度，取0.85Kg/dm3；
τ---装药长度系数，取0.7；
m---炮孔密集系数，取1.2；
q---炸药单耗，取0.6Kg/m3；
D---炮孔直径，取0.9dm；其他符号同上。
经调整，取W1=2.0m，
（5）炮孔排列和布孔方式：
取爆破台阶宽度B=10m，长度L=20m，从台阶坡项线向边坡布孔的总排数Nb=B/W1=10/2≈5排，布孔方式采取矩形布孔。
（6）孔间距a和排间距b：
孔间距a取a1=2.0m;排间距b取b1=2.0m；
每一排炮孔数N1=L/a1=20/2≈10孔，共5排
（7）单位炸药消耗量q取0.6~0.7kg/m3，本次取0.6kg/m3
（8）装药量计算：
第一排Q1=q*W1*a1*H=0.6×2×2×6=14.4Kg；
∑Q1=N1*Q1=10×14.4=144Kg；
第二排Q2=K*q*b2*a2*H=1.1×0.6×2.0×2.0×6=15.84Kg；
∑Q2=N2*Q2=10*15.84=158.4Kg；
第三排Q3=K*q*b3*a3*H=1.1×0.6×2.0×2.0×6=15.84Kg；
∑Q3=N3*Q3=10*15.84=158.4Kg；
第四排Q4=K*q*b4*a4*H=1.1×0.6×2.0×2.0×6=15.84Kg；
∑Q4=N4*Q4=10*15.84=158.4Kg；
第五排Q5=K*q*b5*a5*H=1.1×0.6×6.0×6.0×10=15.84Kg；
∑Q5=N5*Q5=10*15.84=158.4Kg；
式中K---后排加强系数，取值范围1.1～1.2，本式取1.1；
爆破参数汇总表
爆破
炮孔参数
类别
D
/mm
L
/m
a
/m
b
/m
N
/个
Q单
/kg
∑Q
/Kg
第一排孔
90
6
2
2
10
14.4
144
第二排孔
90
6
2
2
10
15.84
158.4
第三排孔
90
6
2
2
10
15.84
158.4
第四排孔
90
6
2
2
10
15.84
158.4
第五排孔
90
6
2
2
10
15.84
158.4
累计
777.6
第二组钻爆试验：
主要针对堆石料爆破开采进行试验，要求最大粒径800mm，小于5mm的颗粒含量为小于20%的连续级配。
采用潜孔钻钻孔，孔径φ90mm，梅花型布孔，孔深10.0m，孔网参数为3.0×3.0，单耗0.4～0.50kg/m3，用膨化散炸药进行耦合装药，微差挤压爆破。
堆石料爆破参数选择：
（1）孔径D：
选用90mm直径钻头，故D=90mm；
（钻孔方向：
钻倾斜孔，方向与台阶坡面一致，即与水平面夹角85°；
（2）台阶高度H=10m，则钻孔深度L1=10m；
（3）前排炮孔的最小抵抗线W1：
按经验公式W1=D（7.85ΔτL1/mqH）1/2=0.9×（7.85×0.85×0.7×10/1.2×0.45×10）1/2=2.94m
式中：
Δ---装药密度，取0.85Kg/dm3；
τ---装药长度系数，取0.7；
m---炮孔密集系数，取1.2；
q---炸药单耗，取0.45Kg/m3；
D---炮孔直径，取0.9dm；其他符号同上。
经调整，取W1=3.0m，
（4）炮孔排列和布孔方式：
取爆破台阶宽度B=12m，长度L=12m，从台阶坡项线向边坡布孔的总排数Nb=B/W1=12/3≈4排，布孔方式采取梅花形布孔。
（5）孔间距a和排间距b：
孔间距a取a1=3.0m;排间距b取b1=3.0m；
每一排炮孔数N1=L/a1=12/3≈4孔，共4排
（6）单位炸药消耗量q取0.4~0.5kg/m3，暂定0.45kg/m3
（7）装药量计算：
第一排Q1=q*W1*a1*H=0.45×3×3×10=40.5Kg；
∑Q1=N1*Q1=4×14.4=162Kg；
第二排Q2=K*q*b2*a2*H=1.1×0.45×3.0×3.0×10=44.55Kg；
∑Q2=N2*Q2=4*44.55=178.2Kg；
第三排Q3=K*q*b3*a3*H=1.1×0.45×3.0×3.0×10=44.55Kg；
∑Q3=N3*Q3=4*44.55=178.2Kg；
第四排Q4=K*q*b4*a4*H=1.1×0.45×3.0×3.0×10=44.55Kg；
∑Q4=N4*Q4=4*44.55=178.2Kg；
式中K---后排加强系数，取值范围1.1～1.2，本式取1.1；
爆破参数汇总表
爆破
炮孔参数
类别
D
/mm
L
/m
a
/m
b
/m
N
/个
Q单
/kg
∑Q
/Kg
第一排孔
90
10
3
3
10
40.5
162
第二排孔
90
10
3
3
10
44.55
178.2
第三排孔
90
10
3
3
10
44.55
178.2
第四排孔
90
10
3
3
10
44.55
178.2
累计
696.6
（8）起爆方式和起爆网络设计
由于本工程对石料的粒径、级配要求十分严格，特别是其中过渡料的粒径要求在300mm以内，而且要求一次爆破成功，因此，在参考许多同类型工程的爆破方案的基础上，根据我项目处的施工经验，决定采用“V”型起爆方式，利用“V”型起爆的特点，加强岩块之间的碰撞程度，从而得到符合质量要求的石料。
由于段数过多，为了避免可能出现的“串段”或“重段”现象，均采用孔内延时接力传爆，孔外用电雷管连接，孔内用1段～15段雷管延时起爆，排与排之间时间差控制在50ms左右。
试验原则：
（1）场地选择须具有代表性，在开挖区内选取具有代表性的地段进行爆破试验。
（2）爆破参数试验2～3组，以便指导施工。
（3）试验数据的初步选定要根据经验和计算选取。
（4）试验记录准确。
（5）暂定试验钻爆参数以梯段爆破选定参数为基础，选定上下界限参数进行试验。
（6）对于堆石料、过渡料等不同级配的坝体填筑料应分别进行爆破试验。
4、试验组织机构及时间安排
成立石料场爆破试验小组，严密组织，项目经理亲自抓爆破试验工作，由总工程师具体负责实施，并担任爆破试验小组组长。
根据施工总工期安排，计划于2012年9月上旬前完成爆破试验工作。
（1）试验内容
其相关试验内容为：
对爆破石渣料，进行颗粒粒径分析，并参照各类坝料的上、下包络曲线图，对爆破参数进行调整。
（2）试验程序
1）选定试验部位：
由总工程师组织试验小组在开采区内选定试验场地，并制定试验技术措施。
选定试验测试项目，并及时收集数据。
并报监理工程师审批后实施。
实施中由试验组成员进行指导，控制。
2）测量放样：
选定试验场地后，由测量队进行地形测量，并放样测出试验要求的控制点。
3）钻孔布置：
依据控制点，按试验技术要求进行钻孔布置，如试验场地平面高差较大，先行对场地进行平整，以使试验方便施工，方便数据的收集。
4）装药爆破：
依据试验技术要求进行装药、分段、起爆，并作好记录，按施工区爆破安全要求组织爆破。
5）试验成果：
试验过程中进行数据收集：
①爆破震动数据，采用试波仪收集震动数据，并整理出震动速度公式，以供施工中进行爆破震动控制，具体布置根据现场情况由测试人员布置。
②爆破后石渣堆积体型测量，分析爆破效果。
6）试验总结
由总工程师组织对试验工作总结，由各作业组和测试组总结试验情况，并完成试验成果报告，并报监理工程师审核。
非电毫秒雷管段位延时参数表
段别
1
2
3
4
5
6
延迟时间（毫秒）
0
25
25
75
110
150
段别
7
8
9
10
11
12
延迟时间（毫秒）
200
250
310
380
460
550
段别
13
14
15
16
17
18
延迟时间（毫秒）
650
760
880
1020
1200
1400
（7）爆破安全允许距离计算
评价各种爆破对不同类型建（构）筑物和其他保护对象的振动影响，应采用不同的安全判据和允许标准。
地面建筑物的爆破振动判据，采用保护对象所在地质点峰值振动速度和主振频率;水工隧道、交通隧道、矿山巷道、电站（厂）中心控制室设备、新浇大体积混凝土的爆破振动判据，采用保护对象所在地质点峰值振动速度。
安全允许标准如下：
爆破震动安全允许标准
序号
保护对象类别
安全允许振速（cm/s）
<10Hz
10Hz～50Hz
50Hz～100Hz
1
土窑洞、土坯房、毛石房屋q
0.5～1.0
0.7～1.2
1.1～1.5
2
一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物q
2.0～2.5
2.3～2.8
2.7～3.0
3
钢筋混凝土结构房屋q
3.0～4.0
3.5～4.5
4.2～5.0
4
一般古建筑与古迹b
0.1～0.3
0.2～0.4
0.3～0.5
5
水工隧道c
7～15
6
矿山巷道x
10～20
7
交通隧道c
15～30
8
水电站及发电厂中心控制室设备c
0.5
9
新浇大体积混凝土d：
龄期：
初凝～3d
龄期：
3d～7d
龄期：
7d～28d
2.0～3.0
3.0～7.0
7.0～12
注1：
表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。
注2：
频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。
选取频率时亦可参考下列数据:
酮室爆破<20Hz；深孔爆破10H～60Hz；浅孔爆破40Hz～100Hz。
a选取建筑物安全允许振速时，应综合考虑建筑物的重要性、建筑质量、新旧程度、自振频率、地基条件等因素。
b省级以上（含省级）重点保护古建筑与古迹的安全允许振速，应经专家论证选取，并报相应文物管理部门批准。
c选取隧道、巷道安全允许振速时，应综合考虑构筑物的重要性、围岩状况、断面大小、深埋大小、爆源方向、地震振动频率等因素。
d非挡水新浇大体积混凝土的安全允许振速，可按本表给出的上限值选取。
2）爆破振动安全允许距离，可按式
（1）计算。
式中:
R——爆破振动安全允许距离，单位为米;
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）;
K、
——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，可按表5选取，或通过现场试验确定。
表5解区不同岩性的K,a值
岩性
K
a
坚硬岩石
50～150
1.3～1.5
中硬岩石
150～250
1.5～1.8
软岩石
250～350
1.8～2.0
本工程料场的爆破安全允许距离：
针对本工程主要爆破源点为料场开采爆破，本料场为中硬岩石，所以
（1）式中K值取150，a值取1.5；本料场开采为深孔爆破振动频率为10Hz～60Hz，周围的建筑房屋为一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物，所以安全允许
振速V值取2.0cm/s（见表4）；实际最大单响装药量Q为800kg；根据
（1）式计算本工程料场试验爆破振动影响范围R为：
160米
本工程料场试验爆破源点距离村民新建房屋的最近距离为米（现场测试）。
本工程料场爆破试验振动影响范围R=160m＜m。
所以试验对房屋无影响
2、爆破飞石最大距离：
按露天深孔经验公式Rf=（15～16）D=240m，查《爆破安全规程》表：
露天深孔对人员的安全距离不小于200m。
因此爆破时必须采取下列安全措施：
（1）精心设计，合理选择爆破参数，注意验孔、校核W，修正装药量；
（2）设计施工中注意避免药包位于岩石软弱夹层面，应采取间隔填塞、调整药量、避免过量装药等措施；
（3）保证填塞质量。
（4）注意排间微差时间隔，时差既不能过大，也不要低于50ms。
3、爆破安全警戒范围：
施爆时确定的警戒范围是以爆区中心为圆心，半径为R=300m的范围。
五、材料、机具、劳力安排：
1、爆破器材消耗统计见下表：
序号
品名
规格
单位
数量
备注
1
粉状膨化炸药
散装30kg/袋
kg
1324.2
2
粉状乳化炸药
Ø32×200g
kg
150
3
塑料导爆管雷管
1,3、4,5、6、7、8、9、10、11段
脚线10m
发
200
各20发，
4
电雷管
瞬发
发
100
下表2、本工程爆破所需机械设备和劳动力计划见：
序
号
设备名称
规格型号
单位
数量
劳动力名称
数量
2
13.5m3空压机
红五环螺杆式
台
1
爆破工程师
1
3
7655风钻
Y20
把
5
质量员
1
4
空压机
电动4.5m3/min
台
3
安全员
2
5
脚架式潜孔钻
红五环
台
1
爆破工
3
6
起爆器
GM200
个
2
普工
20
7
爆破警报器
个
1
六、安全技术管理措施
1、全体员工认真学习国家安全生产法规，业主、监理及项目部有关安全生产文件，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，牢固树立“安全为天”的思想。
定期对员工进行安全技术培训，提高员工防范事故发生能力和事故发生后的处理能力。
2、每项工程开工前，安排专人组织对参与作业的员工进行安全技术交底工作。
使人人识别各个工序存在的“危险源”，做到如何避免和应对事故的发生，做到“三不”（即不伤害自己、不伤害他人和不被他人伤害）。
3、在施工中作业现场安排专职安全员，对施工现场的安全进行全方位巡察监控，确保施工现场严格按照安全措施计划实施。
4、所有参与施工人员，必须进行岗前培训和安全教育并遵守《高处作业安全管理制度》,特殊工种须经专门培训、考核并取得合格证书的人员担任。
爆破工程技术人员和爆破员必须是经专门培训、考核合格的人员担任。
爆破器材专人专管，轻拿轻放。
严格执行爆炸物品领用、退还制度，做到帐物一致，记录清楚齐全完好。
5、现场施工人员、操作手必须戴好安全帽，配带必要的劳动防护用品，理解并熟练掌握安全防护技术措施。
对于特别危险的施工场所坚决杜绝夜间施工。
6、科学、合理、规范组织施工，加强监管，使安全生产处于受控状态。
7、坚决杜绝“三违”（违章操作、违章指挥和违犯劳动纪律）等习惯性行为。
8、凡是进入装药、联网等爆破现场的人员，必须将通讯设备（手机、对讲机）、电气设备和照明电源予以关闭，此项工作由施工现场的安全员负责执行和监督。
9、每次装药前，一定要了解当地天气变化情况，严禁在雨天、雾天（能见度小于100m）、雪天及夜间进行爆破作业。
10、严格执行爆破安全规章制度，爆破施工过程中严格执行《爆破安全规程》（GB6722-2003）及《水利水电工程施工安全技术规程》（SL399—2007）的规定，杜绝爆破事故发生，实现安全生产。
11、所有用电线路必须采用防水与绝缘性能良好的电缆。
并经漏电保护器和自动空气开关接引至工作面。
12、装药放炮应提前2～3小时以书面形式通知各有关单位，做好准备安排工作。
13、爆破警戒工作
1）装药警戒范围由爆破工作领导人确定，装药前作业面的专职安全员用安全警示带圈定警戒区边界设置明示标志并派出岗哨，无关人员严禁入内；作业面装药负责人安排有关人员插上“红旗”作为正在装药的标志，以予示警。
2）爆破警戒范围规定：
移动式机械设备撤离至爆区250m以外；人员撤离至爆区300m以外；难以移动的机械设备应用方木、木板、竹架板、废旧皮带等加强保护，但至少距离爆区50m以外。
在山后下游方向，原电站范围，除爆破时警戒外，平时用铁丝网封闭。
3）执行警戒任务的人员，应提前1小时到达指定地点，做好机械设备、车辆及人员等的疏导工作并坚守工作岗位。
各警戒地点应安排2～3人，并配备一台对讲机进行通讯联系。
14、警报信号由爆破总指挥进行发布，采用电摇警报器发出报警信号，其信号规定按有关文件执行。
15、爆后检查等待时间规定如下：
露天浅孔爆破，爆后应等待5min后，方准许检查人员进入爆破作业地点；如不能确认有无盲炮，应经15min后才能进入爆区检查。
露天深孔爆破，爆后应超过15min，方准检查人员进入爆区。
露天爆破经检查确认爆破点安全后，经当班领导同意，方准许作业人员进入爆区。
16、每次起爆后，负责爆破工作的领导必须安排由爆破技术人员、爆破员、安全员对爆破现场情况进行安全检查。
发现问题及时向主管领导汇报并积极组织处理。
当班不能处理的，必须用安全警示带圈定警戒区边界设置明示标志，安排专人进行守护。
无关人员、车辆、机械设备严禁入内。
作业面具体负责人安排人员插上“红旗”作为安全标志以予示警，并向下一班具体负责人说明情况交代清楚。
17、石料场爆破后，及时用挖掘机清理爆区边缘的危石，防止滚落伤人和机械设备。
石料场甩渣与坡底装渣不能平行作业。
七、环境保护及水土保持总的要求：
1、对合同规定的施工活动界限以外的土地不经监理工程师批准，不使用；不让燃料、油料、化学药品以及超过允许剂量的有害物质和污水、污物、弃渣等污染土地、河道。
2、采取切实有效的保护措施，防止在利用或占用的土地上发生水土流失和开挖边坡失稳现象。
3、加强对施工活动中的噪声、粉尘、废气、废水和废油的治理。
4、保证施工现场和生活区用水的质量，防止污染，保持生活区、办公区的环境卫生的清洁，及时清理垃圾，并将其运往指定地点进行处理。
并设置足够的临时卫生设施，定期进行清扫处理。
八、技术措施
1、环境保护及水土保持的目标
认真贯彻落实国家有关环境保护的法律、法规和规章及本合同的有关规定，做好施工区域的环境保护和水土保持工作，对施工区域外的植物、树木尽量维持原状，防止由于工程施工造成施工区附近地区的环境污染、加强开挖边坡治理防止冲刷和水土流失。
积极开展尘、毒、噪音治理，合理排放废渣、生活污水和施工废水，最大限度地减少施工活动给周围环境造成的不利影响。
2、加强对职工进行环保及水保教育
组织职工学习并严格遵守《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国噪声污染防治法》、《中华人民共和国水土保持法》、《中华人民共和国森林法》等一系列国家及地方颁布的各项环境保护和水土保持法律、法规、条例和制度，加强对职工的环保教育，提高职工的环保意识，做好施工区环境保护和水土保持工作。
3、环境保护及水土保持措施
（1）防止水土流失措施
土石方施工中采取相应的、有效的保护措施，防止在工程利用或占用的范围内发
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