无锡市地铁2号线14标梅园站静态爆破方案Word文档格式.doc
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7、措施有力的原则
制定周密详细的工期保证措施，如雨季、节假日施工措施、物资设备保证措施、资金保证措施、劳动保障措施等，有力保障施工的正常进行。
8、协调一致的原则
在施工全过程中，将服从业主、监理、设计的统一协调，听从业主、监理、设计的指令，并确保指令得到有效的实施。
第四节水文、地质情况
5号出入口基坑内土层从上往下依次
（1）-1杂填土、（3）-1粘土层、（11）-4残积土、（14）-2强风化石英砂岩、（14）-3中风化石英砂岩。
基底位于14）-2强风化石英砂岩及（14）-3中风化石英砂岩，地基土特征自上而下分述如表1-1所示：
表1-1地层特征一览表
层号
土层名称
层厚
层底标高
重度
渗透系数
地质描述
（m）
r（KN/m³
）
垂直Kk（cm/s）
水平Kh（cm/s）
（1）-1
杂填土
0.5～5.90
-1.56～4.85
杂色，道路上主要为路基土，表层有约1.00m厚的沥青路面及垫层，下为三合土，道路两侧填土主要为人工填土，较松散，有石块、混凝土地坪等
（3）-1
粘土
0.5～9.1
-6.46～3.11
19.8
3.39×
10-7
5.25×
灰黄～褐黄色，硬塑，含铁锰质结核，夹青灰色条纹。
切面有光泽，干强度及韧性高，无摇振反应。
场区内均有分布。
（11）-4
残积土
0.4～5.8
-38.79～4.15
棕红色，以粘性土为主，夹岩石碎块，粒径多在10mm以上，最大80mm，成份以石英砂岩、粉砂岩及泥质砂岩为主，颗粒含量为总质量的30%左右。
（14）-2
强风化石英砂岩
2.1～14.0
-46.15～-4.59
灰白～棕红色，有暗褐色铁锰质渲染，大部分矿物严重风化变质，失去光泽。
原岩结构构造清晰，主要由石英、长石等矿物组成。
岩体风化程度不均一，有风化强度不同的岩块夹杂其中，风化裂隙发育，为硬质岩，岩体完整性为破碎，本层未穿透。
（14）-3
中风化石英砂岩
棕红色，结构部分破坏，沿节理面有次生矿物，有风化裂隙发育，岩体被切割成岩块，局部为泥岩。
干钻不易钻进，柱、块体长度5～20mm，主要由石英、长石等矿物组成，节理、裂隙较发育。
本层未穿透。
第五节管线情况
根据设计图纸，结合现场实际调查，梅园站5号出入口及4号风亭施工阶段，影响施工的电力管线为梅园站车站北侧东西走向电力管廊及东西走向DN300上水管。
具体影响情况见表1-2。
表1-2梅园站5号出入口及4号风亭管线统计表
序号
管线名称
电力管线规格
埋深（m）
工程关系
跨度（m）
1
电力
1500X80013/15铜110Kv
1.1
东西向横跨基坑
36.4
2
上水
DN300
0.6
32.9
电力管廊及上水管在施工过程中均不迁改，采用原位保护的方式施工。
第二章施工方法的选择及特点原理
第一节施工方法的选择
梅园站5号出入口及4号风亭周边环境及管线情况如下：
1.基坑周边存在燃气管线
基坑南侧为一根平行基坑走向的DN219燃气管线，距离基坑距离为16.8m～22.6m；
基坑东侧为一根南北走向距基坑东端头井12.05m～16.05m的DN219燃气管线。
2．基坑内存在110KV高压电缆及DN300上水管
基坑内1条1500*800电力管廊东西向横跨基坑，内有6根110Kv高压电缆及1根35Kv电缆；
1根DN300上水管东西向横跨基坑。
3.基坑北侧紧临梅园风景区
梅园风景区是国家AAAA级旅游景区，全国重点文物保护单位，国家重点公园。
风景区南门围墙与基坑施工范围围墙仅一墙之隔。
4.基坑处于环太湖公路北侧人非通道及绿化带内
环太湖公路为东西向双向六车道的城市主干道，规划道路红线宽均为42m，设计车速为60km/h，道路交通繁忙，现环太湖公路与香雪路交叉路口段（基坑东端）已成为交通瓶颈。
普通爆破方案在施工过程会产生诸多不安全因素，一爆破器材运输、装卸、加工、填装、施爆、警戒等环节均存在着安全风险，如防范措施不力,极易造成人员伤亡等爆破事故；
二爆破作业会产生地震波、飞散物、空气冲击波、有害气体及粉尘等一系列危害，可能会引起周边建筑物的破坏，特别是明挖基坑爆破会产生飞散物，如不能采取可靠的防护措施，极易对危害到周边建筑、车辆、人员，甚至造成严重事故；
三明挖基坑石方工作量大，爆破次数多，工期长，安全防护工作量大，在每次爆破时，必须要使人员、设备和车辆都处于安全地域，爆破区周边的正常施工生产也必须中断，车站内主体结构需要采取有效保护措施，周边行人和交通需要进行管制，扰民极大。
由于5号出入口及4号风亭周边施工环境及管线相当复杂，且由于普通爆破自身的缺陷，在进行爆破申请时，未能得到当地公安机关及交警部门的批准。
另外根据燃气公司相关文件要求，燃气管线左右50米范围内禁止爆破，该爆破方案无法实施。
静态爆破方案在施工过程中完全避免了传统爆破存在的安全隐患，一对周边环境没有影响；
二施工过程易管理；
三能够连续作业；
四特别是对完整性好的中风化石英砂岩可直接进行膨胀破碎。
经多方研究决定采用挖掘机挖基坑上层土方、镐头机配合静态爆破基坑内石方。
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第二节工法特点
静力爆破技术其实质是岩体上钻孔，在钻孔中灌装静力爆破剂，依靠其膨胀力使岩石产生裂隙或裂缝，从而达到破碎的目的，可在无振动、无飞石，无噪音、无污染的条件下破碎或切割岩石或混凝土构筑物，对于岩石的破碎和切割，不会造成其内伤，提高了成材率，爆破时不会损坏周围的任何物体，在确保安全的前提下又能达到破碎的目的。
静力爆破剂属于非燃、非爆、无毒物品，是一种含有铝、镁、钙、铁、氧、硅、磷、钛等元素的无机盐粉末状破碎剂，用适量水调成流动浆体，直接装入炮孔中，经水化后，产生巨大膨胀压力，并施加给孔壁，将混凝土或岩石悄悄地破碎。
2.1静力爆破法特点：
1．高效率、高效益
2．操作简单、安全、工期短、成本低；
3．易管理，可按普通货物托运、储存、保管；
2.2环保、安全
静力爆破在破碎过程中无震动、无飞石、无噪声、无毒、无污染。
静力爆破剂不属于危险品，无公害。
可按普通货物进行运输和储存，在购买、运输、保管中无任何限制。
2.3使用方便
使用时按配比要求用水搅拌后灌入钻孔中即可。
2.4速度快、力量大，且具有可控性
一般装药后半个小时左右即可出现裂缝，扩张力可达30~50MPa。
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。
2.5在不适于炸药爆破环境条件下，更显其超众的优越性。
新型破碎剂，适用环境温度范围更广（－5℃到40℃），使用更方便，效力更大。
第三节适用范围
静力破碎适用范围非常广泛，概括起来主要应用于下列几个方面：
1．不允许和不适宜使用炸药爆破和机械破碎施工的条件下，需要拆除的混凝土工程、岩石松动
2．禁止出现燃点、明火和高温的储油罐、储气罐、油气管线、炸药库、危险品仓库、军火库旁的破碎拆除施工；
3．不允许和不适宜出现飞石的铁路复线、高压输电线、通讯光缆旁施工、机关学校、公共场所及密集民宅旁的破碎施工；
4．不允许和不适宜出现强烈震动的破碎施工，如建筑物保留拆除、边坡险情处理、文物抢救保护工程、既有管线周围的地下工程；
5．不允许和不适宜出现巨大声响和噪声的破碎施工；
如城市深夜的破碎施工等。
6．城市建筑、大型设备混凝土基础拆除，水利、路桥、隧道等工程需要“静力爆破法”破碎施工的工程。
保留部分的岩石和混凝土完整性和结构强度要求不能受到任何损害的破碎拆除。
7．贵重岩石荒料开采及石料切割。
8．欠挖处理及开挖和支护要求同时进行的边坡处理工程。
第四节工艺原理
4.1静力爆破工艺的原理是：
人工造孔后，在静力爆破剂的作用下使岩石胀裂、产生裂缝，再用搞头机解小、破除达到开挖目的。
因此，静爆产品直接影响爆破开挖效果。
4.2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（4-1）
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。
第三章施工工艺流程及操作要点
在实施静力爆破施工前，先采用挖掘机开挖基坑上部土方并外运，然后准确测量出静力爆破的实施范围，使用静力爆破基坑石方。
第一节静力爆破施工工艺流程图
施工前准备工作
设计布孔
测量定位
钻孔
装药
药剂反应
镐头机破碎、清渣进入下一个循环
第二节操作要点:
2.1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。
2.2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。
切割岩石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。
根据梅园站侵入基坑内岩石为强、中风化石英砂岩，岩石单轴饱和抗压强度：
中风化石英砂岩72MPa强风化石英砂岩45MPa。
故在强风化石英砂岩中，布眼间距20cm；
在中风化石英砂岩中布眼间距15cm。
2.3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。
本工程用直径为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。
2.4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%；
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%。
2.5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。
表2-1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
坚硬岩石
1.05H
15--20
20--25
38--42
30
（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。
第四章劳动力、材料及机械设备配置
劳动力计划表
工种或职位
人数
备注
生产副经理
施工员
3
质检工程师
4
测工
5
实验员
6
安全员
7
风钻操作工
10
8
装药人员
16
9
杂工
静力爆破材料用表
名称
单位
数量
高效无声破碎剂
t
140
HSCA-3型
静力爆破设备用表
规格
空压机
12m3
台
凿岩机
SKQ20-Y28
全站仪
套
水准仪
盛水桶
个
拌和盆
捅棍
防护眼镜
若干
防护手套
副
电子称
11
量筒
第五章石方破除工期安排及保证措施
5.1石方破除工期安排
梅园站东段基坑石方破除计划施工工期为2012年10月～2012年11月。
5.2工期保证措施
对于本工程来讲，静态爆破的打孔速度、药剂的反应时间及渣土的清除是控制施工工期的关键项目，对整个工程进度影响最大，也是施工的主要难点。
我部将有效利用我项目部资源、技术和管理等方面的优势，确保节点工期和总工期，并力争提前完成。
第六章质量控制措施
6.1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JC506-92《无声破碎剂》强制性行业标准，不合格产品不得使用；
6.2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，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。
6.3装药的质量控制
因本市春、夏天月份气温在25℃~35℃，故选用无声破碎剂型号SCA-I。
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。
6.4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。
第七章施工安全保证措施
第一节落实安全有效制度及规定
1.建立安全管理机制；
2.安全教育、班前教育制度；
3.防火管理制度；
4.门卫值班和治安保卫制度；
5.卫生责任管理制度；
6.治安保卫制度；
7.安全交底；
8.安全检查；
9.基坑周边防护；
10.开挖及运输机械；
11.安全斜道搭设；
12.安全管理资料；
13.职工临时宿舍管理规定；
14.必须贯彻国家有关安全生产法律、法规、条例和标准、规范，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，建立安全生产管理保证体系，完善安全生产责任制，有效落实安全生产岗位责任制，保证安全生产管理目标的实现。
应针对施工中人的不安全行为、物的不安全状态及作业环境的不利因素和管理缺陷进行安全控制。
15.实行专业分包施工的分项工程，安全控制也应由项目经理部全面负责，专业分包人须向总承包方负责，并服从总承包方对施工现场的安全管理。
项目经理部应认真落实安全生产教育制度，未经安全生产教育的人员不得上岗作业。
16.作业人员对危及生命安全和人身健康的行为，有权提出批评、检举和控告。
第二节安全管理组织保障
1.项目部成立现场安全生产管理领导小组，项目经理担任组长，项目技术负责人担任副组长，各有关施工管理的专业施工员、安全员、机管员及施工作业班组长担任成员。
2.现场配备专职安全员四名，具体负责施工现场的安全生产监督检查工作，对有关违反工程建设标准强制性条文等的重大安全隐患，有权责令其分部分项工程停工整改。
3.严格执行公司、项目部制定的安全生产责任制，各负其责。
项目的安全生产管理目标责任应分解到各岗位施工管理人员和施工作业班组长，基坑支护工程的安全管理目标管理责任由分管的施工员负责，施工作业班组应具体落实本工作作业工人的安全操作规程和遵章守纪。
4.项目部应做好基坑支护工程的定期、不定期安全检查工作，公司安全、技术部门也应每月组织一次安全检查，项目部应抓好存在问题和安全隐患整改的“三定一落实”工作。
第三节用电安全措施
一、支线架设
1.施工现场的全部线路均必须架空设置，并用绝缘子隔离或套绝缘管保护，严禁随意在地上拉设。
2.架空线高度，一般场所4m以上，道路6m以上。
3.在同一横栏上的电线排列从左侧起，依次为：
L1N2L3DE（TN-S系统）即三相五线制,各线要求架设清晰,垂直度一致。
4.保护零线必须使用统一标志为绿、黄双色多股铜线，主线路不少于三处重复接地。
5.钢构件加工场地及地面固定安装的用电设备线路必须用绝缘套管设过路保护，电源线不得被物压或让人踏车辗。
二、总配电屏中分配电路为动力，施工照明，生活照明三大条；
1.动力系中分塔吊、施工电梯、钢筋机械、电焊、地面施工机械和楼层机械的分支线，可根据实际需要加设支线。
2.总配电屏的分支线路各自到达固定安装的分配电箱中，由各分配电箱路达各单机箱。
3.开关箱距离机具掌握在3m 内，做一机一闸一漏电保护，接零保护线跟踪到每一个电箱及机具的金属外壳。
4.各级配电箱、闸刀、漏电保护开关必须标明送电目标或所控制的范围。
5.各级配电箱用电源必须设置漏电保护开关，执行安全三级保护联网设置原则。
单机所使用的漏电保护开关的动作电流不得大于30mA,振动器潜水泵、水磨石机各种手持电动工具，应选用15mＡ漏电动作电流的防护型产品。
6.所有配电箱、开关箱在使用过程中的操作顺序。
送电操作：
总配电箱→分配电箱→用电设备。
停电操作与送电操作相反。
7.各级配电用的电器应安装在绝缘电器安装板上，电器及熔丝的规格必须与电流相一致。
8.各级配电必须固定设置，箱底离地面不少于1.2m,电箱底部进出线,并用绝缘管保护。
9.配电房必配两个灭火器。
10.各级配电箱门均须向外开启，电箱入出线必须从箱底部进出线,并用绝缘
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