路堑开挖爆破施工方案.pdf
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1、1 1、工程概况、工程概况渝广高速公路土建工程三标段范围内需要进行路基开挖的地点很多,均位于重庆市合川区境内,里程桩号为:K34+560。301K58+000,本标段路基总石方开挖量为307。6万m3.其中最大开挖深度为52.5m,开挖平面宽度最大为133m,里程桩号为:K54+600,该路段地处渭溪镇上游村10社,路堑开挖爆破区距村庄较远,周边零星几处民房,最近距离在30m以上。根据本标段路基施工图纸,土质路堑边坡坡度为1:1.4,石质路堑边坡坡度1:0.751:1。0。2 2、工程地质水文条件、工程地质水文条件2 2。1 1、地层岩性、地层岩性沿线出露的地层主要有第四系人工填土、冲洪积层、
2、坡洪积层、残坡积层,侏罗系上沙溪庙组、下沙溪庙组、新田沟组、自流井组、珍珠冲组,三叠系须家河组、雷口坡组、嘉陵江组。岩性为粘土、粉质粘土、砂卵石、泥岩、砂岩、页岩、灰岩、泥灰岩及煤线等。(1)侏罗系中统上沙溪庙组组(J2s)岩性以紫红色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩夹紫、黄灰色岩屑长石石英砂岩为主,底部为一层沉积相对稳定,厚约 30m 的砂岩;该组厚 9931340m。分布于合川向斜北翼,里程 K48+644K58+000。(2)侏罗系中统下沙溪庙组(J2xs)紫红色泥岩夹黄灰色岩屑长石砂岩为主,底部为页岩,顶部为黄灰色、深灰色叶肢介页岩;该组厚 251467m。分布于合川向斜南翼,里程 K46+
3、275K48+644。(3)侏罗系中统新田沟组(J2x)岩性以杂色泥岩、页岩为主,夹薄层粉砂岩;该组厚109278m。分布于北碚向斜南翼及合川向斜西南翼,与下伏地层整合接触,里程 K34+500K35+490、K45+444K46+275。-2-(4)侏罗系下统自流井组(J1-2z)主要为紫红色泥岩和灰色、灰褐色页岩,局部夹砂岩和粉砂岩,夹介壳灰岩;该组厚 96309m。分布于北碚向斜两翼,与下伏珍珠冲组整合接触,里程K35+490K36+975(YK35+490YK36+992)段、K43+562K45+444.(5)侏罗系下统珍珠冲组(J1z)紫红色、黄绿色泥岩、砂质页岩、砂质泥岩夹石英砂
4、岩,呈条带状产出;该组厚 78264m.分布于北碚向斜北翼,与下伏地层呈假整合接触。里程K36+974K37+450(YK36+992YK37+470),K43+267K43+562(YK43+267YK43+568)。2.22.2、地形地貌、地形地貌拟建项目位于四川盆地东部,重庆市北部,属低山丘陵地貌.地形地貌严格受地质构造控制,由一系列走向北东的条形背斜、向斜相间排列的梳状构造和隔挡式构造形成构造地貌特征,北部收敛,南部撒开似帚状展布。观音峡背斜、沥鼻峡背斜轴部及两翼多为低山,由砂岩组成的脊状山脊线海拔高度大部在10001300 米,背斜中部灰岩出露地区,形成细长与山体走向一致的岩溶槽谷,
5、两侧为砂岩构成的脊状山或单斜山,呈“一山二岭一槽”或“一山三岭二槽”式地貌形态特征,总体地势较陡,一般地形坡角 3050,沟谷发育,纵坡降多大于 30,切割较深,一般几十米至数百米。悦来向斜、北碚向斜、合川向斜轴部及两翼多为丘陵,海拔高程一般在 300500 米,因岩性为砂岩、泥岩互层,产状由背斜至向斜逐渐变缓,高程渐低,呈迭瓦状,若向斜轴部坚硬砂岩厚度较大时,呈台状高丘,总体地势较为平坦,一般地形坡角 1030,沟谷较发育,纵坡降多小于 20,切割深度多在 1030m.2 2。3 3、地震、地震喜马拉雅山运动以来,线路区地壳运动主要是以缓慢的抬升为主,运动强度有限,无活动性断裂及构造,区域地
6、质环境处于相对稳定状态。2008 年 5 月 12 日 14 点 28 分四川汶川发生里氏 8。0 级强烈地震,项目区有震感。根据中国地震动峰值加速度区划图GB18300-2001 图 A 及中国地震动反应谱特征周期区划图GB18300-2001 图 B,地震动峰值加速度为 0.05g,反应谱特征周期为 0。35s,设计基本地震加速度为 0。05g,该区抗震设防烈度为度,抗震设计建议按公路工程抗震设计规范(JTJ004-89)、公路桥梁抗震设计细则(JTJ/TB02-01-2008)执行。按国家标准建筑抗震设计规范(GB500112010),整个重庆市的抗震设防烈度为 6 度,设计基本地震加速
7、度值为 0。05g,建筑设计特征周期为 0。35s,设计抗震分组第二组;场地土类型为中硬中弱场地土,场地类别为类。2 2。4 4、水文地质、水文地质项目区地下水主要类型为:松散岩类孔隙水、基岩裂隙与风化带网状裂隙水、岩溶水三大类,分别赋存于各不相同的含水岩组中。松散岩类孔隙水:分布较广,对公路路基有较大的影响,主要分布于表层土体中,受大气降水的补给快,表层易形成饱水带,对土体的工程特性影响较大。基岩风化带网状裂隙水:富集于基岩风化裂隙中,埋深相对较浅,受该类岩石的风化裂隙发育深度控制,一般水量贫乏,其对路堑工程有一定影响。基岩裂隙水主要赋存于砂岩构造裂隙中,富水性受地形地貌、构造、岩性等控制,
8、水量差异大,其对路堑、桥梁、隧道工程有影响。岩溶水:富集于灰岩溶隙、暗河等岩溶管道中,其水量相对丰富,其对桥梁、隧道工程影响大。2 2。5 5、不良地质与特殊地质、不良地质与特殊地质本项目位于四川盆地东部,路线基本沿构造线方向布设,多存在顺层边坡问题。受地形、地貌、构造、岩性等诸条件影响,2.52.5。1 1 滑坡体滑坡体区内地层单一,构造简单,未发现大型断裂,岩层近于水平,岩体中近于垂直的大角度节理发育,受附近西山向斜影响,局部岩体中存在小褶皱弯曲现象。总体上,山体较稳定,通过调查,未发现隧道进、出口附近坡体存在滑坡、崩塌等不良地质现象,在路线起点处K35+300K35+400,K35+80
9、0K36+920 为古滑坡,现状稳定。但区内的岩体主要是泥质胶结为主的泥质砂岩夹泥岩,故主要的不良地质为泥化软弱夹层,另外于冲积阶地上还存在软可塑状粉质粘土、人工填土等特殊岩土。2.5.22.5.2 顺层边坡顺层边坡线路走向于岩层产状走向在大部分地段是平行,岩层产状多倾向于线路左侧,岩层倾角多在 40以上,故在一些挖方路堑地段,在线路右侧将不可避免地出现较多的顺向边坡,若这些顺层边坡又存在泥化软弱夹层,则在开挖过程中,极易引起边坡失稳,造成人工坍塌现象。K47+350K47+450 段:位于线路右侧,岩层产状33030,主要以挖方形式通过,中线最大挖方深度为 7.07m,左侧坡向 116,右侧
10、坡向 296,上部斜坡坡角 545,边坡岩体主要为砂岩、泥岩互层,多基岩裸露,根据钻孔揭露,强风化厚度约 2.8m,属基岩边坡;据赤平投影分析,开挖边坡在岩层与节理的影响下,有潜在不利影响.K47+500K47+660 段:顺层边坡位于线路右侧,岩层产状 33523,路面以挖方形式通过,中线最大挖方深度为27.8m,左侧坡向116,右侧坡向296,上部斜坡坡角 1025,边坡岩体主要为砂岩、泥岩互层,多基岩裸露,根据钻孔揭露,强风化厚度约2。8m,属基岩边坡;据赤平投影分析,右侧开挖边坡在岩层与节理的影响下,有潜在不利影响.3 3、施工特点、施工特点3 3。1 1、施工难度大、施工难度大石方爆
11、破在施工中安全控制难度较大,本区段部分石方路堑爆破部位紧靠村庄民房及地下管路和地上线路,因此,施工中必须对爆破飞石和爆破震动进行严格控制,以确保周边民房等建筑设施的安全,这是本工程施工控制的重点。3 3。2 2、施工要求高、施工要求高1)块度要求高:本路段路堑开挖的渣料需要作为路基段填料及抛石挤淤、软基换填和边坡砌筑使用,块度要求均匀、易于设备破碎施工,因此,必须严格控制大块率;2)边坡控制要求高:路堑的石方开挖严禁采用大、中型规模爆破施工,当开挖至接近边坡面时,需要采用预裂爆破,保证边坡平整和稳定。4 4、编制依据、编制依据本工程石方路堑开挖爆破方案编制依据:(1)GB67222003爆破安
12、全规程(2)中华人民共和国的有关爆破安全法规(3)重庆市相关建筑施工安全管理规定(4)K34+560K58+000段路基工程设计施工图纸5 5、编制原则、编制原则(1)应先查明空中缆线、地下管线的位置、开挖边界线外可能受爆破影响的建筑物结构类型、居民居住情况等,然后制定详细的爆破技术安全方案。(2)选择合理的孔网参数及施工处理技术,以取得良好的爆破效果。(3)爆破作业必须符合爆破安全规程(GB6722)。(4)石方开挖严禁采用峒式爆破,边坡部分宜采用预裂爆破。爆破后,必须使基床、边坡和堑顶山体稳定,不松动,爆出的坡面平顺,底板平整。(5)为减少对村庄民房等建筑的爆破震动效应,采用边坡预裂微差起
13、爆技术。飞石距离要尽可能控制在 20m 以内,飞石高度控制在 10m 内。(6)深挖路基施工,应逐级开挖,逐级按设计要求进行防护。施工前应理解设计的边坡防护方案,并编制详细的施工方案,获批准后实施。(7)施工过程中,应根据开挖情况随时进行地质核查,并对边坡稳定性进行监测。如实际情况与设计不符,应会同设计单位等进行处理.6 6、爆破方案的确定、爆破方案的确定石方开挖应根据岩石的类别、风化程度、岩层产状、岩体断裂构造、节理发育程度、爆破器材、钻爆机具、施工环境等因素确定爆破开挖方案,确定施工方法,合理选择参数,进行爆破设计,报送监理工程师和当地有关部门审批.(1)由于石方路堑爆破区域开挖深度不等,
14、且部分爆区紧邻村庄、民房,因此,拟采用浅孔和深孔相结合的爆破施工方法:对于挖深5m的地段,采用手风钻钻孔,进行浅孔爆破;对于挖深5m的地段,采用潜孔钻钻孔,进行深孔爆破;对于紧邻民房等建筑设施的地段(爆源距离50m以内时),采用手风钻钻孔,按2.53m分层高度,自上而下进行浅孔控制爆破。深孔爆破对路基和边坡的破碎影响较小,有利于边坡稳定,同时采用深孔微差爆破和预裂爆破技术,可以把对边坡外岩石的破坏减少到最低限度,得到平整、稳定的边坡.深孔爆破可以充分发挥机械化施工作业,提高钻爆工效,同时采用条形装药,用药量易于控制,安全性较好。(2)为确保边坡的平整和稳定,不产生超挖和欠挖,为获得良好的光面效
15、果,预裂孔宜采用低密度,低爆速,高体积威力大的炸药,以减少炸药爆轰波的破碎作用和延长爆破气体的膨胀作用时间。(3)施工前,对石方爆破段周边的地面、空中、地下结构物类型、结构、完好程度及爆区地质、地形进行详细的调查,并通过爆破试验确定爆破参数。(4)施工过程中,根据具体情况调整药量和布孔参数,保证良好的堵塞质量,结合微差及压碴爆破,保证岩石产生破碎,并有效控制抛掷。(5)不论是浅孔爆破还是深孔爆破,均采用定向控制爆破,根据临近被保护的建筑设施的位置和方向,调整临空面方向;同时控制爆破规模和最大一段爆破单响药量,避免爆破飞石和爆破震动对临近村庄等建筑设施造成不利影响.7 7、爆破施工方案、爆破施工
16、方案爆破开挖石方应按以下程序进行:爆破影响调查与评估爆破施工组织设计人员培训考核、技术交底主管部门批准清理爆破区施工现场的危石等炮孔钻孔作业爆破器材检查测试炮孔检查合格装炸药及安装引爆器材布设安全警戒岗堵塞炮孔撤离施爆警戒区和飞石、震动影响区的设备及人、畜等爆破作业信号发布及作业清除盲炮解除警戒测定、检查爆破效果(包括飞石、地震波及对施爆区内构造物的损伤、损失等).7 7。1 1 施工工艺流程施工工艺流程路堑爆破施工工艺流程为:施工测量标定炮孔位置钻孔炮孔检查爆破器材准备装药连接爆破网络炮孔堵塞爆破覆盖布设安全岗哨起爆信号起爆消除瞎炮、处理危石解除警戒爆破效果分析及资料记录。地下设施现场调查确
17、定爆破技术方案图图 7-17-1爆破作业工艺流程图爆破作业工艺流程图确定爆破参数附近建筑物爆破设计试爆、修正参数7 7。2 2 主要工序控制主要工序控制1)场地布置和钻机平台平整爆破现场各种施工机具和设备的安放、管线的架设与安装、运输道路的布置应充分考虑安全防护措施,应尽可能避开爆破点抵抗线方向.钻机进入工地作业前,应做好台阶整平.台阶工作面要有足够的宽度并保持平坦,保证钻机作业安全。整平台阶可采用手风钻凿眼,浅孔爆破,推土机整平。2)布孔:由技术人员按照设计的爆破参数现场布孔,对孔号、孔位、深度、钻孔方向等做好技术交底工作.炮孔标定必须按照设计好的爆破参数准确地在平台上进行标识,不能随意变动
18、设计位置。布孔前应先清除表面石块和碎渣,布孔从台阶边缘开始,边孔与台阶边缘要保留一定距离,以保证钻机安全。要避免在岩石被震松、节理发育或岩性变化大的地方布孔.随后进行其它孔位的布置,布孔完成后,应认真进行校核,实际的最小抵抗线应与设计的最小抵抗线基本相符.炮孔的位置、方向和深度都会直接影响爆破的效率。在布置炮孔位置时,尽量利用临空面较多的地形,或有计划的改造地形,使前一次爆破成为后一次爆破创造更多的临空面,以提高爆破效果.选择炮位时,还要注意岩石的结构,避免在层理和裂隙处凿孔,以免降低爆破效果或失效。3)钻孔:采用手风钻、潜钻机钻孔,钻杆直径42、110mm.在钻孔过程中,应严格控制钻孔的方向
19、、角度和深度,炮孔方向大致与台阶壁面平行,特别是预裂孔的倾斜度应严格符合设计要求。孔眼钻进时应留意地质的变化情况,并做好记录,遇到夹层或与表面石质有明显差异时,应及时同技术人员进行研究处理,调整孔位及孔网参数。钻孔完成后,及时清理孔口的浮碴,清孔直接采用胶管向孔内吹气,吹净后,应检查炮孔有无堵孔、卡孔现象,以及炮孔的间距、孔深、倾斜度是否与设计相符,若和设计相差较多,应对参数适当调整,如果可能影响爆破效果或危及安全生产,应重新钻孔。先行钻好的炮孔,用编织袋将孔口塞紧,防止杂物堵塞炮孔。钻孔按先难后易,先边后中,先前而后的顺序进行,避免钻机移动时损坏已钻好的孔.钻孔作业人员要掌握操作要领,熟悉设
20、备性能,正确操作,并且熟悉岩性,摸清不同岩性的操作规律,在地质明显变化的地层要有记录,以便调整装药量。钻孔注意事项:边坡成型后美观与否,从某种程度上讲主要决定于钻孔水平的高低,在边坡钻孔时要随时检查钻杆倾角是否与边坡坡度保持一致。平面定位误差不允许大于 10cm,钻孔角度平面误差和倾角平面误差应控制在130以内.钻孔达到设计深度后要吹净残渣,作好记录,检验合格后用编织袋将孔封好,并压土覆盖。遵循“软岩慢打,硬岩快打”的操作方法,确保孔口完整,孔壁光滑.4)爆破器材的检验对运到炸药库和现场的爆破器材,应逐箱(袋)检查包装情况,查看包装有无破损,封缄是否完整,品名、数量、出厂日期、工作牌号的字迹是
21、否清楚,雷管管壳上编号字迹是否清晰,包装内是否有浸湿和渗油痕迹等,对超过贮存期、出厂日期不明和质量可疑的爆破器材,必须进行严格的检验,以确定是否能用.5)装药:要明确分工,专人负责,按设计装药。每孔设标签,注明孔深,装药结构,装药量及堵塞长度。装药前用高压风管将孔内石粉、泥浆吹净,并将炮孔口周围打扫干净,要仔细检查炮孔情况,清除孔内积水、杂物。检查炮孔的最小抵抗线与原设计有无变化,防止过小的抵抗线引起冲炮;检查孔深有无变化,并根据检查结果调整装药量。干燥的孔可装散装的硝铵类炸药,潮湿的孔要对炸药进行防水处理或使用防水炸药。装药量按松动药包量公式进行计算,实际操作时,常根据炮孔深度和岩石情况确定
22、装药量,装药量一般为炮孔深度的1/31/2,不得超过2/3,最少不能少于炮孔深度的1/4.装药过程中应严格控制药量,把炸药按每孔的设计药量分好,边装药边测量,以确保线装药密度符合要求。为确保能完全起爆,起爆体应置于炮孔底部并反向装药.为克服孔底部位的夹制作用,增强孔底抵抗线方向岩石的破碎,采用加强底药包,视其底部岩质及抵抗线大小,在底部12米段的线装药密度为设计值的13 倍。装药采用标准药卷连续装药,其装药步骤为:主爆孔按设计药量采用连续耦合装药。预裂孔装药:采用 32mm 标准药卷(每节长 20cm,每节重 150g)间隔不耦合装药,不耦合系数 1。91。据孔深量出各孔所需的导爆索。在导爆索
23、上作出装药标志,标出孔口不装药段、正常药段和孔底加强药段位置。按设计要求将炸药卷用细麻绳牢固绑在导爆索上。装药时应保持药串在孔的中间或靠近需要开挖的一边,以减弱对保留孔壁的破坏作用。6)堵塞:堵塞物用粘土和细砂石拌和,其粒度不大于 30mm,含水量 1520(一般以手握紧能使之成型,松手后不散开,且手上不沾水迹为准)。药卷安放后应即进行堵塞,首先塞入纸团或塑料泡沫,堵塞长度在施工中根据孔径、最小抵抗线确定,一般不小于最小抵抗线,以控制堵塞段长度(预裂孔孔口预留 1.0m,主爆孔口预留 2。02.5m),然后用木炮棍分层压紧捣实,每层以 10cm 左右为宜,堵塞中应注意保护好入孔的导爆索或导爆管
24、。7)爆破网路连接为了减少爆破的地震效应,减少飞石对周围环境的破坏,保证爆破安全,采用非电毫秒微差爆破技术,控制单响药量。为防止对边坡的挤压冲击,网络联接按先起爆预裂孔,再起爆主爆孔,保证边坡爆破有效的临空面。边坡预裂采用导爆管起爆,边坡预裂爆破应早于主爆孔 70ms.网络联接时,非电毫秒雷管的聚能穴要逆向绑扎,防止聚能流冲断导爆管造成拒爆现象,导爆管与雷管绑扎时要将导爆管均匀紧密的敷设在雷管周围,并长出雷管 10cm,雷管和导爆管用胶布紧密绑扎好;导爆管与雷管绑扎时聚能穴要朝传爆方向,导爆管相互搭接时,主管与支管在传爆方向之间的夹角小于 90,搭接长度不小于 15cm。8)爆破覆盖:覆盖是控
25、制飞石的重要手段,施工中采用装入砂土的草袋进行覆盖,一般先用草袋覆盖孔口,再将排间的草袋用绳子连成一片;重要部位(如临近村庄部位)采用草袋+皮垫覆盖.草袋覆盖时要注意保护好起爆网络.9)爆破作业的组织与起爆:爆破作业应在白天进行,起爆时间尽量安排在白天固定时间内、上下两个班交接班之前;爆破指挥人员要在确认周围的安全警戒工作完成后,方可发出起爆命令;爆破指挥人员必须严格执行预报、警戒和解除三种统一信号,并由爆破指挥人员统一发出,防护、警戒人员应按规定信号执行任务,不得擅离职守;要指定专人负责装药、起爆工作或检查起爆网路、敷设起爆主线等;起爆后 20 分钟后方可进入炮区,由爆破作业人员检查并确认无
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