目录一、编制依据 (1)二、编制原则 (1)三、编制范围 (1)四、工程概况 (1)五、爆破施工方案 (1)六、爆破施工组织 (7)七、安全和防护措施 (9)八、质量保证体系 (10)九、救援组织机构 (12)十、环保水保措施 (12)十一、文明施工措施 (13)十二、现场管理措施 (13)一、编制依据(1)TJ2标段实施性总体施工组织设计;(2)本标段《两阶段施工设计图》;(3)《公路隧道施工技术规范》JTJ042-94;(4)《公路工程质量评定标准》JTGF80/1-2004;(5)《爆破安全规程》GB6722—2011;(6)中华人民共和国民用爆炸物品管理条例;(7)我单位拥有的科技成果、工法成果、管理水平、技术装备及多年积累的施工经验。
二、编制原则(1)优先考虑施工安全、质量、环保。
结合现有的施工技术水平、施工管理水平和机械设备配备能力。
精心组织施工,合理安排工序,确保无安全、质量、环境事故发生。
(2)在施工方案中,坚持施工技术先进、施工方案可行、切实保证施工质量,科学合理、按期优质安全高效完成施工任务。
三、编制范围本方案编制范围为文家坪隧道(K78+340~K81+029)光面爆破施工,针对隧道光面爆破施工制定本方案。
四、工程概况甘孜州省道215线九龙县至凉山州界文家坪隧道位于九龙县内文家坪村,设计进口里程为K78+341,出口里程为K81+029,全长2689米,属于长隧道。
进口段为0.3%的上坡,出口段为2.95%的下坡,衬砌类型Ⅲ级围岩2524m,Ⅳ级围岩长69m,Ⅴ级围岩长96m(其中15m为明洞)。
设计要求采用弱爆破短进尺进行扩挖,光面爆破技术施工,单词扩挖后不应大于3m,根据实际调整爆破参数,开挖后及时支护。
五、爆破施工方案爆破方案的选择以如何提高炮眼的利用率、如何控制开挖轮廓和爆破振动对地层的扰动为指导思想。
洞口浅埋段围岩稳定性相对较差,拟采用管棚进洞,采用人工配合机械开挖,遇个别孤石进行弱爆破开挖。
洞身石质围岩爆破开挖采用人工手持风钻配合多功能台架钻孔,2#岩石乳化炸药,电雷管起爆,非电毫秒管微差光面爆破。
施工前针对不同的围岩类型及开挖工法进行初步爆破设计,并根据实际爆破效果对爆破参数做适当调整。
5.1爆破设计光面爆破设计方案根据地质条件,开挖断面、开挖进尺,爆破器材及施工工法等进行编制。
(1)爆破参数选择本隧道采用低密度、低爆速、低猛度的乳化炸药,电雷管起爆,非电毫秒管引爆。
起爆顺序:起爆器→击发笔→导爆管→非电毫秒雷管→炸药。
通过爆破试验确定爆破参数,试验时参照下表。
(2)、周边眼密集系数周边眼密集系数是周边眼间距(a)与光爆层厚度(B)的比值,是影响爆破效果的重要因素。
A=(12~16)d K=a/B式中:a为周边炮眼间距,cm;d为炮眼直径,mm;K值总是小于1当d=38~46mm,a=30~60cm,B=75~80cm时,K=0.6~0.8。
(3)装药结构及药量计算周边眼装药结构:用小直径药卷,间隔装药,岩石很软时采用导爆索代替药卷。
严格控制周边眼的装药量,借助导爆索进行间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布。
以确保隧道周边成形良好,并减少对围岩的扰动。
通过现场试验和施工经验数据,确定q=0.15~0.25kg/m。
其它辅助眼:均采用连续装药结构。
文家坪隧道 扩挖炮眼布置图工区使用的爆破材料主要是:二号岩石乳化炸药、电雷管、普通毫秒导爆管雷管和导爆索。
所有装药炮眼用炮泥堵塞,周边眼堵塞长度不小于30cm。
爆破装药结构见图2、图3所示。
图2 周边眼装药结构示意图非电毫图3 一般炮孔装药结构示意图(4)炮孔布局与起爆网络根据断面类型,确定炮孔布置原则:先布置掏槽眼(无)和周边眼,再布置辅助眼、底板眼及内圈眼。
起爆顺序:首先是掏槽眼起爆,创造新的临空面(本隧道省略),接着是辅助眼,由内向外依次起爆、层层剥离,最后起爆周边眼和底板眼。
起爆网路:所有炮孔按要求装入炸药和非电毫秒雷管,确保段数正确,做好炮孔堵塞,然后按区域将雷管脚线理顺,集中在一起用传爆雷管联结,传爆雷管尽量选用低段的非电毫秒雷管(其延时误差相对较小),并确保段数相同,最后所有传爆雷管5.2光面爆破施工工艺1)放样布眼钻眼前,测量人员准确定出隧道中心线和拱顶面高程;用红油漆画出开挖轮廓线,并标出炮眼位置,其误差不得超过5cm;每次测量放线的同时,要对上次爆破断面进行检查,及时调整爆破参数,以达到最佳爆破效果。
2)钻眼要求掏槽眼:深度、角度按设计施工,眼口间距误差和眼底间误差不得大于5cm。
(本隧道暂忽略)周边眼:开眼位置在设计断面轮廓线上允许沿轮廓线调整其误差不得大于5cm;炮眼方向可以3%~5%的斜率外插,眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm,最大不得超过15cm。
内圈眼至周边眼的排距误差不得大于5cm;内圈眼与周边眼采用相同的斜率。
当开挖面凹凸较大时,应按实际情况调整炮眼深度(相应调整装药量),力求所有炮眼(除掏槽眼外)眼底在同一平面上,钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查并做好记录,有不符合要求的炮眼重钻,经检查合格后方可装药爆破。
3)炮眼布置要求先布置掏槽眼,其方向在岩层层理明显时应尽量垂直于层理,与掌子面少有向内的夹角,掏槽眼应比其他眼加深20cm左右。
(本隧道暂忽略)周边眼严格按设计开挖轮廓线布置,在硬岩层中,周边眼的眼口在断面设计轮廓线上,眼底超出轮廓线小于10cm;在软岩中,周边眼的眼口在断面设计轮廓线内小于8cm;眼底落在轮廓线上。
4)孔口堵塞长度L一般堵塞长度浅眼不超过20cm,深眼不超过30cm,为了确认合理的堵塞长度应该遵守下列规定:①堵塞物应能保证高压气体在炮孔内有充足的作用时间;②堵塞长度应与堵塞物密度和岩石特性有关;③开挖隧道中用的炮泥一般先在洞外做好,常做成药卷一样的形状,外表包上纸皮或塑料皮便于运送和填塞入孔中。
5)清孔装药装药前用小直径高压风管将炮眼内石屑吹净,装药需分片,分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行,雷管段数要“对号入座”不得混装,所有炮孔均用炮泥堵塞,堵塞长度周边眼不小于20cm,其他眼不小于30cm,周边眼采用小药卷配导爆索,以增加不耦合系数和爆破时的缓冲作用,炮孔装药均采用反向装药结构。
6)连接起爆网络在爆破中,采用的是电雷管起爆,在采用电雷管起爆时,电雷管本身存在着时差,特别是采用高段次延期时,时差就更大。
7)瞎炮处里①处理瞎炮前应由爆破领导人定出警戒范围,并在该区域边界设置警戒,处理瞎炮时无关人员进人警戒区。
②应派有经验的爆破员处理瞎炮。
③严禁强行拉出或掏出炮孔中的起爆药包。
④瞎炮处理后,应再次检查爆堆,将残余的爆破器材收集起来统一销毁,在不能确认爆堆无残留的爆破器材之前,应采取防御措施。
⑤瞎炮处理后,应由处理者填写登记卡片或提交报告,说明瞎炮的原因、处理方法和结果等。
5.3爆破安全验算1)飞石的飞散距离由于产生飞石的原因较多,且又是一个十分复杂的过程,特别是当最小抵抗线较小时,高压爆生气体将沿介质中的裂隙高速喷出,使夹杂在其中的碎块加速抛射。
(1) 最大飞散距离:α2sin 120V g R =式中:α----飞石抛射角度;g----重力加速度(m/s ²)Vo----飞石的初始速度(m/s ) 231020⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=W Q VQ-----装药量(kg )W-----最小抵抗线(m )式中取Q=0.6,w=0.6,计算得V0=33.3 m/s,取α=450,g=9.8,带入α2sin 120V g R =,得飞石距离R=159.3m 。
所以爆破时留出警戒距离200m 。
(2)飞行的最大高度:22028tan 5.0ααCos V R gH ⨯-= 式中:R,g, Vo,a------ 意义同上(3) 接近地面时的动能2221S V gq E ⨯= 式中:q-------飞石重量(kg )vs-------飞石接近地面时的速度(m/s )H g V S ⨯=2当爆破飞石接近地面时的动能大于80J 时,即可造成人员的伤亡;当其达到几百焦耳时,可使建筑物和设备损坏。
此外,根据统计资料还整理出许多经验公式,如我国在抛掷爆破时常用如下经验公式计算飞石距离R=20Kn²W (m )式中:K ———安全系数,与地形、风向等因素有关,一般取1.0-1.5;n ———爆破作用指数;W ———最小抵抗线(m )。
2)爆破振动的安全验算爆破振动按下式计算:V= K×(Q1/3/R)α式中:V —爆破震动速度,cm/s ;此次隧洞爆破,相邻隧道围岩最大允许振动速度[V ]<10cm/s 。
Q —同段最大药量,kg ;R —至保护物的距离,m ;K 、α—爆破振动衰减系数,取保守值K =200、α=2.0;Ⅳ级围岩隧道开挖最大单响药量为15.6kg ,Ⅴ、Ⅵ级围岩隧道开挖最大单响药量为13.5kg ,取后掘进洞二次衬砌与后掘进洞下台阶掌子面的距离为12m ,或相邻隧道间距也是12m ,最小保护点距离按12m 计算,则该处最大质点振动速度的计算值为6.5cm/s ,小于围岩安全允许振速10cm/s 。
5.4爆破效果监测及爆破设计优化(1)爆破效果检查每次爆破后,工班班长和安检员对爆破效果进行评定,其超欠挖量、炮眼痕迹保存率、炮眼利用率是否满足铁路隧道光面爆破质量评定标准,岩石块度大小是否适宜装运。
通过不断调整爆破参数来提高爆破质量。
爆破效果检查项目主要有:①断面周边超欠挖检查,钻杆外插角是控制超欠挖的关键,两次爆破形成的台阶尺寸因钻孔机械的不同而相差甚大,应尽量减小台阶尺寸并不宜大于15cm ,根据该隧道有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩,其隧道允许超挖值间附表;②开挖轮廓圆顺度,开挖面平整检查,Ⅲ级硬岩无剥落,Ⅳ级中硬岩基本无剥落,Ⅴ级软弱围岩无大的剥落或坍塌;附表:隧道允许超挖值(cm )③爆破进尺是否达到爆破设计要求,开挖面平整;④爆出石碴块是否适合装碴要求;⑤炮眼痕迹保存率,硬岩≥80%,中硬岩≥60%,并在开挖轮廓面上均匀分布;(2)爆破严密监测光爆钻孔时,有现场的工班班长统一指挥协调行动,实行定人、定位、定质、定量的“四定”岗位责任制。
分部按顺序钻孔,避免相互干扰、碰撞、拥挤和窝工。
刷帮压顶钻孔时,固定钻孔人员,以便熟练技术、掌握规律、提高钻孔的速度和准确性。
(3)爆破设计优化每次爆破后有安检员和现场负责人检查爆破效果,施工负责人和技术员分析原因及时修正爆破参数,提高爆破效果,改善技术经济指标。
经过分析与修正得到后的爆破参数:①当爆孔孔径D为40mm时,Ⅲ级围岩周边眼的间距E为55cm,Ⅳ级岩周边眼的间距E为50cm,Ⅴ级岩周边眼的间距E为45cm比较合适②经过现场试验和施工经验数据,建议装药量Q确定为0.2kg/m。