静态爆破施工设计方案.docx

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静态爆破施工设计方案

白灰围综合楼工程

静

态

爆

破

安

全

施

工

方

案

编制单位：

中国航空港建设第八工程总队

编制人：

审核人：

审批人：

编制日期：

目       录 

一、工程概况----------------------------------------------------------------------------------1 

二、编制依据----------------------------------------------------------------------------------1

三、施工方法的选择-------------------------------------------------------------------------2

四、工艺特点----------------------------------------------------------------------------------2

五、工艺原理----------------------------------------------------------------------------------3

六、工艺流程及操作要点-------------------------------------------------------------------5

七、质量控制----------------------------------------------------------------------------------9

八、施工人员与设备配置--------------------------------------------------------------------10

九、安全措施和注意事项-------------------------------------------------------------------11

十一、环保措施-------------------------------------------------------------------------------13

一、工程概况 

1、工程名称：

白灰围综合楼

2、工程地址：

深圳市龙岗区龙城街道白灰围二路

3、建设单位：

深圳市龙岗区龙城街道办事处黄阁坑社区居民委员会

4、勘察单位：

深圳市岩土综合勘察设计有限公司

5、设计单位：

深圳市华筑工程设计有限公司

6、施工单位:

  中国航空港建设第八工程总队

7、监理单位：

深圳市龙建建设监理有限公司 

8、安监单位：

深圳市龙岗区施工安全监督站 

9、质监单位：

深圳市龙岗工程质量监督站 

10、工程概况：

白灰围综合楼地块基坑石方开挖按要求在石方面表上已完成在基坑内土方外运，接下来的任务要进行基坑石方爆破工作。

 该爆破区域周边环境复杂，处于基坑深处，爆破时，必须严格控制爆破震动和爆破飞石。

确保人身安全及对临边的建筑物和基坑支护桩已建部分工程的保护。

在经过场地平整爆破剥离后，场地上暴露的大部分岩石为强风化、中风化岩，小部分为微风化岩，岩石可钻性极差，钻眼速度慢，可爆性普通，爆破防护工作量大。

二、编制依据

1、《建筑拆除工程安全技术规范》（JGJ147-2004）

2、《建筑施工现场环境与卫生标准》（JGJ146-2004）

3、《爆破安全规程》（GB6722-2003）

4、《无声破碎剂》（JC506-92）

5、建筑行政管理部门有关规定

6、施工现场实地勘察情况

7、基坑开挖设计图

三、施工方法的选择 

现场原有松散次岩石均已经破除挖走，余下岩石曾用大型破岩机破除，但本岩石为整体花岗岩石普坚岩，不能用机械破除故根据现场的具体情况，本工地施工的方式采用静态爆破法。

静态爆破法 ，也称“膨胀剂法”或“无声爆破”，其实质是在岩体上钻孔，在钻孔中灌装膨胀剂，依靠膨胀力使岩石产生裂隙或裂缝，从而达到破碎岩石的目的。

 此方法的最大优点是不产生爆破声响、爆破飞石、爆破粉尘、爆破震动以及爆破所产生的有毒、有害气体，此方法能确保施工安全，故本设计采用静态爆破法，它的缺点是投入的施工机械设备多，进度较为缓慢。

四、工艺特点 

静态爆破是一种含有多种元素的无机盐粉末用适量的水调成流动浆体直接装入炮孔中经水化后产生巨大膨胀力施加给孔壁，将岩石悄悄的产生“外科手术式”分裂后再用风爆解小破除，达到开挖目的。

1、静态爆破特点：

（1） 安全，易管理。

静力爆破剂为非爆炸危险品，施工时不需要雷管炸药，无需办理常规炸药爆破所需要的各种许可证。

操作时不需要爆破等特殊工种。

破碎剂与其它普通货物一样可以购买、运输、使用。

（2）环保材料。

使用中无声、无振动、无飞石、无毒气、无粉尘，是国际流行的无公害环保产品。

（3） 施工简单，易操作。

用水搅拌后灌入钻孔中即可。

（4）使用方便。

按破碎要求，设计适当的孔径、孔距、角度，能够达到“外科手术式”的分裂、切割岩石和混凝土。

针对开采岩石可提高石材成材率3-4倍。

（5）在不适于炸药爆破环境条件下，更显其超众的优越性。

最新卷型破碎剂，适用环境温度范围更广（－5℃到40℃），使用更方便，效力更大。

五、工艺原理

1、静态爆破工艺的原理是：

人工造孔后，在静力爆破剂的作用下使岩石胀裂、产生裂缝，再用风镐解小、破除达到开挖目的。

因此，静爆产品直接影响爆破开挖效果。

2、静力爆破剂的破碎机理：

（1）静力爆破剂进行破碎的机理与炸药破碎机理不同，它主要是靠破碎剂在被破碎体内发生缓慢的化学反应和物理变化而使晶粒变形、温度升高、体积膨胀，以致逐渐增大对孔壁的静膨胀压力作用，使介质产生龟裂而解体，静力膨胀破碎法也称静力迫裂和静力破碎技术。

（2）岩石或混凝土等脆性介质的抗拉强度远小于其抗压强度，岩石的抗拉强度约为5～10Mpa,混凝土的抗拉强度约为20～60Mpa.通常无声破碎剂的膨胀压力可达30～50Mpa,当炮孔中的静力爆破剂发挥作用时，炮孔周围介质产生周向拉应力，当拉应力值超过介质的抗拉强度时，炮孔之间便产生裂隙，随着膨胀压力的增加，裂隙逐步扩展成裂缝，继而导致介质破坏。

3、静力爆破剂是以特殊硅酸盐、氧化钙为主要原料，配合其他有机、无机添加剂而制成的粉状物质，典型的化学反应式为：

CaO＋H2O→Ca（OH）2＋6.5×104J

式中CaO——————氧化钙

H2O——————水

Ca（OH）2————氢氧化钙

J———————焦（热量单位）

当氧化钙变成氢氧化钙时，其晶体由立方晶体转变为复三方偏三角面体，这种晶体的转化，会引起晶体体积的膨胀。

根据测定，在自由膨胀的前提下，反应后的体积可增长3～4倍，其表面积也增大近100倍，同时每mol还释放出6.5×104J的热量。

如果将它注入炮孔内，这种膨胀受到孔壁的约束，压力可上升到50Mpa,介质在这种压力作用下会产生径向压缩应力和切向的拉伸应力。

六、工艺流程及操作要点

在实施静态爆破施工前，先采用挖掘机开挖基坑上部土方并外运，使用风镐开挖基坑松石，然后准确测量出静态爆破的实施范围，使用静态爆破普坚石和特坚石。

1、静态爆破施工工艺流程图

2、操作要点:

（1）破碎前应对构筑物构造、性质、作业环境、工程量、破碎程度、工期要求、气候条件、配置钢筋规格及布筋情况进行详细调查；对于岩石破碎需要了解岩石性质、节理、走向及地下水情况。

钻孔参数、钻孔分布和破碎顺序则需要根据破碎对象的实际情况（材质种类、钢筋配置情况、岩石性状、破碎或切割的块度等）确定。

（2）设计布眼

布眼前首先要确定至少有一个以上临空面，钻孔方向应尽可能做到与临空面平行，临空面（自由面）越多，单位破石量就越大，经济效益也更高。

切割岩石（或混凝土）时同一排钻孔应尽可能保持在一个平面上。

孔距与排距的大小与岩石硬度有直接关系，硬度越大，孔距与排距越小，反之则大，孔距与排距布置，见下表：

孔距与排距简易布置表：

岩石硬度

F=4

F=6

F=8

F=12

素砼

钢筋砼

孔距（CM）

50--100

40

30

20

30

20

排距（CM）

80

50

40

30

40

30

（3）钻孔

钻孔直径与破碎效果有直接关系，钻孔过小，不利于药剂充分发挥效力；钻孔太大，孔口难以堵塞。

推荐用直径为38~42mm的钻头。

钻孔内余水和余渣应用高压风吹洗干净，孔口旁应干净无土石渣。

（4）钻孔深度和装药深度

孤立的岩石钻孔深度为目标破碎体80%~90%；矿山荒料开采钻孔深度可达到6m左右，大体积需要分步破碎的岩石（或混凝土块），钻孔深度可根据施工要求选择，一般在1~2m较好。

装药深度为孔深的100%。

（5）装药

①向下和向下倾斜的眼孔，可在药荆中加入22~32%（重量比）左右的水（具体加水量由颗粒大小决定）拌成流质状态后，迅速倒入孔内并确保药剂在孔内处于密实状态。

用药卷装填钻孔时，应逐条捅实。

粗颗粒药剂水灰比调节到0.22~0.25时静力破碎剂的流动性较好，细粉末药剂水灰比在32%左右时流动性较好，也可以不通过捅实过程。

向下灌装捣实较方便，如施工条件允许，推荐采用“由上到下，分层破碎”的施工方式，方便工人操作。

②水平方向和向上方向的钻孔，可用比钻孔直径略小的高强长纤维纸袋装入药剂，按一个操作循环所需要的药卷数量，放在盆中，倒入洁净水完全浸泡，30~50秒左右药卷充分湿润、完全不冒气泡时，取出药卷从孔底开始逐条装入并捅紧，密实地装填到孔口。

即“集中浸泡，充分浸透，逐条装入，分别捣实”。

也可将药剂拌和后用灰浆泵压入，孔口留5cm用黄泥封堵保证水分药剂不流出。

③岩石刚开裂后，可向裂缝中加水，支持药剂持续反应，可获得更好效果。

④对于采石场和超大体积的设备基础破碎施工，操作人员的协调配合很重要。

采用“同步操作，少拌勤装”的方式操作。

即：

每组施工工人在每次操作循环过程中负责装孔的孔数不能过多。

每次拌药量不能超过实际完成的工作量。

各灌装小组在取药、加水、拌和、灌装过程中应基本保持同步，可以让每个孔内药剂的最大膨胀压基本保持同期出现，有利于混凝土和岩石的破碎。

⑤每次装填药剂，都要观察确定岩石、药剂、拌和水的温度是不是符合要求。

灌装过程中，已经开始发生化学反应的药剂（表现开始冒气和温度快速上升）不允许装入孔内。

从药剂加入拌合水到灌装结束，这个过程的时间不能超过五分钟。

静力爆破剂布孔设计参数表

破碎目标

孔深:

L

相邻孔距:

a（cm）

排距:

b

孔径:

d（mm）

使用量kg/m3

低硬度岩石

1.0H

40--100

（0.6-0.9）a

38--50

5--10

中硬度岩石

1.05H

30--40

（0.6-0.9）a

38--50

12--22

坚硬花岗岩石

1.05H

25--40

30--80

38--50

18--25

石材切割

0.9H

20--40

（0.6-0.9）a

38--50

12--18

素混凝土

0.8H

20--30

（0.6-0.9）a

38--50

12--18

钢筋混凝土

0.9H

15--30

（0.6-0.9）a

38--50

18--25

⑥药剂反应时间的控制

药剂反应的快慢与温度有直接的关系，温度越高，反应时间越快，反之则慢。

实际操作中，控制药剂反应时间太快的方法有两种，一种是在拌合水中加入抑制剂。

另一种方法是严格控制拌和水、干粉药剂和岩石（或混凝土）的温度。

夏季气温较高，破碎前应对被破碎物遮挡，药剂存放低温入，避免曝晒。

将拌合水温度控制在15℃以下。

药剂（卷）反应时间过快易发生冲孔伤人事故，可用延缓反应时间的抑制剂。

抑制剂入浸泡药剂（卷）的拌和水中。

加入量为拌合水的0.5%~6%。

冬季加入促发剂和提高拌和水温度。

拌和水温最高不可超过50℃。

反应时间一般控制在30~60分钟较好，条件较好的施工现场可根据实际情况缩短反应时间，以利于施工。

七、质量控制

1、静力爆破剂的质量控制  

对进场材料必须进行检验，确保其符合 JC 506-92《无声破碎剂》强制性行业标准，不合格产品不得使用； 

2、打孔质量控制  

根据调查情况，编写实施性施工方案，按方案中的设计孔位布置图进行测量放线，严格控制孔深、角度等技术参数。

钻孔直径宜采用 38~42mm。

孔距与排距的大小与岩石硬度有直接关系，硬度越大、强度越高，孔距与捧距越小，反之则大。

根据此原则结合现场试验进行孔距与排距调整。

 3、装药的质量控制  

根据工程所在地的季节气候特点，故选用静态破碎剂型号 SCA型。

禁止边打孔边装药，打孔要一次完成，装药要一次完成。

禁止打孔完成后立即装药，应用高压风将孔清洗完成后，待孔壁温度降到常温度后方可装药。

  灌装过程中，已经开始发生化学反应的药剂不允许装入孔内。

4、药剂反应时间控制  

药剂反应时间一般控制在 30~60 分钟，控制参数可根据现场的施工条件试验测定相关的施工参数。

5、药剂反映时间的控制 

（1）药剂反映的快慢与温度有直接关系，温度越高，反映时间越快，反之则慢。

实际操作中控制药剂反映时间太快有两种，一种是在拌和水中加入抑制剂，另一种方法是控制拌和水、干粉剂和岩石的温度。

夏季气温较高，破碎前应对被破碎物遮挡，药剂存放低温处避免爆晒。

将拌和水温控制在15度以下。

（2）药剂（卷）反映时间过快易发生冲孔伤人事故，可用延缓反映时间的抑制剂。

抑制剂放入浸泡药剂（卷）的拌和水中。

加入量为拌和水的5%~6%。

冬季加入促发剂和提高拌和水温度。

拌和水温度不可超过50度。

反映时间一般控制在30~60分钟较好，条件较好的施工现场可根据实际情况缩短反映时间，以利于施工。

八、施工人员与设备配置

1、人员：

项目经理（1人），技术负责（1人），施工员（1人），安全员（1人）凿岩机（6人），静爆操作人员（1人），一共11人。

2、施工时间：

根据施工地现场勘察情况，静态爆破共计施工时间大概为18天。

3、材料、设备配置：

材料、设备用表

序号

名称

单位

数量

1

静力爆破剂

kg

若干

2

空压机

台

6

3

凿岩机

台

6

4

全站仪

套

1

5

水准仪

套

1

6

盛水桶

个

6

7

拌和盆

个

6

8

捅棍

个

6

9

防护眼镜

个

若干

10

防护手套

副

若干

11

电子称

台

2

12

量筒

个

4

九、安全措施和注意事项 

1、无关人员不得进入施工现场 

2、必须戴好安全帽、防护眼镜、穿好劳保工作吸、工作鞋和橡胶手套。

施工人员未戴好劳保用品属安全违章。

发生冲孔是正常现象。

也是不可预见和不可完全控制的现象。

冲孔产生的原因较多，大致有以下几种：

（1）操作人员操作不当，操作时间太长，包括药剂已经发热冒气因仍在灌装等，装填不密实有空气隔层等；

（2）温度控制不当。

气温高时，拌和药剂、钻孔壁温度控制不当、抑制剂药量不够，致使药剂反映过快等；

（3）布孔设计不当；孔距及低抗线过大；

（4）钻头选不当，钻孔直径过大；

（5）孔壁光滑等。

冲孔时药剂温度较高且哟腐蚀性。

冲入眼内可能回对角膜造成严重损害。

为防止伤人事故，操作人员必须戴符合国家安全标准生产的防冲防尘PVC劳保眼镜等劳保用品进行操作。

3、在药剂灌入钻孔到岩石开裂前，不可将面部直接面对已装药的钻孔。

药剂灌装完成后，盖上麻袋或棕垫，远离装灌点。

观察裂隙发展情况时应更加小心。

此外施工现场应专门准备好请水和毛巾，冲孔时入药剂溅入眼内和皮肤上，应立即用请水冲洗。

亲光严重者立即送医院洁洗治疗。

4、在破碎工程施工中需要改变和控制反映时间，必须依照规定加入抑制剂或促发剂，并按要求配制使用，严禁擅自加入其它任何法学物品。

5、严禁将破碎剂加入后装入孔容器内（入直口玻璃、啤酒瓶等），否则非常危险。

6、则钻完的孔和刚冲洗孔的钻孔，孔壁温度较高，就确定温度正常符合要求并清洗干净后才能继续装药。

7、膨胀剂在允许和存放过程中应防潮、防暴晒。

开封后应立即使用。

如依次未使用完，应立即扎紧袋口，需要时再开封。

8、使用膨胀剂前请确认操作人员对说明书已仔细阅读并理解。

十、环保措施

1、施工污水排放：

在施工场地按照市政污水排放要求做好深沉池，施工用的污水经沉淀合格后方可排；  

2、已经发生化学反应的药剂不得放回药剂瓶，也不允许随地丢弃。

为防止土壤污染及其它构筑物被腐蚀，要采取将未反应完成的药剂放在容器内，待化学反应充分完成后掩埋。