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天然气管道设计说明书
海西天然气管网二期工程崩龙山、八都隧道爆破工程设计说明书
一、设计依据
1、《爆破安全规程》(GB6722~2003);
2、《民用爆炸物品安全管理条例》;
3、根据
4、其他同类工程的施工经验和工程技术总结;
5、工程爆破使用手册;
6、工程现场环境勘察。
二、工程概况
1、概况
(1)八都隧道
八都隧道爆破工程位于,全长0m,其中米要爆破3.32m×3.54m口径的隧道施工,该隧址区主要出露侏罗系南园群的凝灰熔岩。
隧道洞身内无断层通过,仅分布有小规模的裂隙密集带级辉绿岩脉,总体上进出洞口段节理、裂隙发育,洞身段岩体节理、裂隙发育~较发育,主要为较硬岩分布。
(2)崩龙山隧道
崩龙山隧道爆破工程位于,全长0m,其中米要爆破3.32m×3.54m口径的隧道施工,该隧址区主要出露燕山晚期第一阶段第三次的花岗岩,其次进出洞口段分布有少量晚侏罗世南园群凝灰熔岩,洞身中部及中后部局部见辉绿岩脉穿插。
隧道洞身无断层通过,仅分布有小规模的裂隙密集带级辉绿岩脉,总体上进出洞口段节理、裂隙发育,洞身段岩体节理、裂隙发育~较发育,主要为较硬岩~坚硬岩分布。
根据以上地质结构应采用爆破掘进方式施工。
受施工方委托,由我单位对工程进行石方爆破设计。
2、爆区环境
(1)八都隧道
进口:
上方:
相距12m处有座坟墓;
出口:
东面:
相距83m处有砖瓦房、118m处有鱼塘、227m砖房;
西面:
无;
南面:
山体;
北面:
相聚109m处有电信光缆、215处有砖瓦房。
(2)崩龙山隧道
出口:
东面:
无
西面:
相聚97m处有380V低压线
南面:
山体;
北面:
相聚23m处有坟墓
该段隧道工程爆体处于山体内部,虽然进出口点离当地民众的民房及其它设施较近,但因其属地下隧道掘进类的爆破工程,总体上讲,爆区周围环境较优越。
3、隧道掘进中对爆破的要求:
①开挖出的端面符合设计要求,周边平整,尽量减少对原岩的破坏;
②炮眼利用率高,增加每一循环的进尺;
③爆落岩块块度均匀,爆堆集中,以提高装岩效率;
④原材料消耗少,成本低。
三、爆破方案选择
根据该工程设计的要求和地质构造的影响,在隧道开挖作业时,必须采取有效的控制爆破,以确保施工安全。
本次选用的爆破方法为全断面开挖法,钻孔直径为42mm。
炮孔采用锥型布孔方式,分别布以掏槽孔、辅助孔、周边孔,孔深一般为1.5~2.5m。
掏槽孔的倾角一般为55o~75o,孔底相互保持10~20cm。
每次爆破需严格控制爆堆的方向、范围及松散程度,保证装运平顺,能够迅速投入钻爆生产,形成均衡的钻、爆、运作业有序循环的机械化施工效果。
施工中严格按照设计要求,遵循新奥法施工原理,软弱地质洞身开挖应坚持:
短进尺、弱爆破、强支护、早衬砌的原则,加强施工临时监控量测,确保施工安全。
施工中如遇实际围岩类别与设计资料不符及时与监理、设计部门联系调整施工方案,确保开挖安全,顺利进行。
如遇地层较差时,爆破技术人员应及时根据现场情况修改爆破进尺及爆破参数。
四、爆破技术设计
1、总体设计方案
综合考虑爆区周边环境、安全等因素,爆区主体部分采用全断面开挖爆破法。
根据断面大小及岩石节理结构,合理灵活的布置掏槽孔、辅助孔、周边孔,钻孔直径42mm。
周边孔采用光面爆破,能使隧道的围岩受到的爆破破坏和振动大为减轻,并能使隧道岩壁表面平整,改善围岩支护结构的受力状况,有利于围岩稳定。
2、设计原则
(1)为控制爆破振动,采用布密集孔、控制单孔药量和单段药量等方式进行爆破;
(2)根据岩石节理及地形情况,爆区抵抗线方向朝向断面前方空旷地带;
(3)每次爆破的布孔形式,都需根据地形灵活掌握;
五、爆破参数
(一)隧道浅孔爆破
浅孔爆破各参数,依据具体情况,需合理、灵活选取,做到多打孔少装药,对控制爆破振动、爆破飞石等较有利。
根据地质资料本隧道爆破片循环进尺1.5m以内。
1、炮眼深度1.5m,循环进尺为1.3m
2、炮眼直径d=42mm
3、掏槽眼
采用锥形掏槽。
掏槽眼眼口间距1m,眼底间距0.4m,角度75度。
为了提高其他炮孔的爆破效果,掏槽孔应比其他炮孔加深0.15~0.25m。
4、周边眼
周边眼沿隧道开挖轮廓线布置,炮孔间距a=60cm,W=80cm。
5、辅助眼
辅助眼采用弧形布置或弧形布置与直线形布置相结合的方式。
辅助眼的间距a、排距b应大于或等于周边眼的最小抵抗线W,而且a、b的取值与炮眼的单孔装药量有关。
本设计取a=100~150cm、b=100~150cm。
6、炮孔装药量
(1)掏槽眼
掏槽眼的单孔装药量:
掏槽眼装药系数取80%,装药量计算:
1.7×80%/0.2=6.8节,实际装药量取6.5节,单孔装药量为1.3kg。
(2)周边眼
一般按经验数据确定,根据工程的特点、地质条件、施工机械以及对光爆面的质量要求,光爆孔的装药量通常为普通爆破法的1/3~1/4。
周边眼的装药量主要根据炮眼间距、最小抵抗线和装药集中度确定。
本设计取光面爆破装药集中度为0.3kg/m,单孔装药量为1.5×0.3=0.45kg,取0.45kg。
光爆孔底部增强装药。
(3)辅助眼
按照辅助眼孔距不同,装药系数取60%,单孔装药为1.5×60%/0.2=4.5节,实际装药取4节,单孔装药量为0.8㎏。
施工时,不同位置的辅助眼装药量不同,可根据情况适当调整。
(4)底板孔
为保证爆破后,洞室底板的平整性及为便于施工抛出洞碴,应加强底板眼装药单孔装药1.5×70%/0.2=5.25节,实际装药取5节,单孔装药量为1kg。
以上计算数值为理论值,因在断面不同点上岩石的结构、地质状况也会不同,故仅为参考值。
实际施工过程中,必须先取其中一断面作为试爆对象,根据以上设计数据,钻少量炮孔装药试爆,视试爆的爆堆密集度、大块产出率、块度均匀度、爆破对围岩的影响状况,综合考虑,再调整出合理的钻孔、爆破参数,才可进行正常爆破施工作业。
(二)炮孔数目
炮孔数目与掘进断面、岩石性质、炮孔直径、炮孔深度和炸药性能等因素有关。
确定炮孔数目的基本原则在保证爆破效果的前提下,尽可能地减少炮孔数目。
通常可按下式估算:
N=3.3
式中:
N——炮孔数目,个
f——岩石坚固性系数
S——巷道掘进断面面积,m2。
N=3.3
=27~31个
掏槽孔4个、辅助孔5~9个、周边孔18个(其中底板孔4个)的数量及分布如图所示:
六、装药填塞及起爆网络
1、装药
装药前应认真做好准备工作。
首先要对炮孔参数进行检查验收,测量炮孔位置、炮孔深度、倾角等是否符合要求。
然后对钻好的炮眼进行清渣和排水。
装药时一定要严格按照预先计算好的每个炮孔装药量装填。
装药结构按该炮孔的设计要求连续装药或间隔装药(炮孔较深时刻分层装药)或不耦合装药。
装药过程要用木质或竹棍将每一节药卷稍加压紧,保证装药的密度,爆破效果会更好。
起爆药包装入炮孔后,上部再装入一条药卷,用炮棍轻轻压紧即可,不得来回捣压。
2、填塞
炮孔装药后,剩余段均应用炮泥进行堵塞。
常用的堵塞材料炮泥或钻屑。
炮泥用不含碎石的粘土加工制作,湿度用手捏成型即可。
堵塞炮泥时应注意保护雷管脚线不受损。
光面爆破时,用干砂等松散物作为填塞材料,填塞应密实,以防爆炸气体冲出,影响爆破效果。
3、起爆网络
孔内雷管分段→周边孔导爆索并接→同段非电雷管双发簇连→双发非雷管起爆连接工艺如见下图:
4、覆盖
因本次爆破为地下爆破工程,飞石对周围设施将不构成危害,且临空面仅有一面,若对此进行覆盖,将极大影响爆破效果,所以建议不对爆体进行覆盖。
七、爆破安全允许距离计算
爆破工程风险高,施工作业过程,施爆过程中有可能对周边建(构)筑物、人员及其他重要设施等构成危害必须做到预防为主、方法合理、措施得当,将各种有害效应降低到最小程度的范围内。
按各种爆破效应(地震波、冲击波、个别飞散物等)分别核算如下:
(1)爆破振动波的计算
为了控制爆破振动对周边建(构)筑物产生危害,首先要了解爆破振动的特性:
作用时间短,从开始产生到结束仅为0.6~2.0秒;另一个是衰减快,它与一次单响装药量、爆源和需保护的建筑物之间的距离有直接关系,为此,必须控制一次齐爆的最大允许装药量。
根据《爆破安全规程》,计算公式如下:
Qmax=(V/K)3/a×R3
式中:
Qmax——炸药量,kg。
齐发爆破为总药量,延时爆破为最大一段药量。
V——保护对象所在地质点振动安全允许速度,cm/s。
根据《爆破安全规程》,浅孔爆破时,坟墓取3cm/s、砖瓦房取2.5cm/s、电线光缆取5cm/s、380V低压线5cm/s。
K、a——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系数,按《爆破安全规程》规定的参数选定,本工程为较坚硬岩,取K=200,a=1.8。
R——距离爆破点最近处需要保护的建筑物的距离,即坟墓12m、砖瓦房83m、电信光缆109m、380V低压线97m。
经计算得:
坟墓Qmax=(3/200)3/1.8×123=1.58kg
砖瓦房Qmax=(2.5/200)3/1.8×833=384.96kg
电信光缆Qmax=(5/200)3/1.8×1093=2768.09kg
380V低压线Qmax=(5/200)3/1.8×973=1950.81kg
(2)爆破冲击波安全允许距离
炸药爆炸所产生的空气冲击波是一种空气中传播的压缩波。
在露天爆破中,空气冲击波容易衰减,波强较弱。
人员一般都在警戒区外,它对人员的伤害主要表现在视觉上。
对于爆破施工,应合理优化爆破参数,避免采用过大的最小抵抗线,防止产生冲天炮;选择合理的微差起爆方案和微差间隔时间,保证岩石能充分松动,消除夹制爆破条件;保证填塞质量,防止高压气体从孔口冲出。
这些措施都能有效地提高爆破时爆炸能的利用率,减少形成空气冲击波,有效地防止产生强烈的空气冲击波。
(3)爆破个别分散物安全允许距离
本工程为地下爆破,因此可忽略个别分散物对周围建(构)筑和设施等的破坏。
八、安全技术与防护措施
在爆破作业工程中潜在着许过不安全因素,为了保证爆破作业能安全进行,除了在作业时要遵守《爆破安全规程》的有关规定外,还必须懂的掌握爆破安全技术,如爆破时如何防止地震波、空气冲击波、飞石等等。
因此,必须采取合理的技术措施和安全防护措施:
(一)要及时掌握天气变化情况,雷雨天气不安排爆破作业,如在装药过程中出现雷电现象,应立即停止作业,待对火工品做好必要防护措施后,全体施工人员应撤到安全地点外,并做好安全警戒,防止无关人员进入。
(二)装药过程中,需在作业范围50m内,做好安全警戒工作,任何无关人员不得进入。
(三)每次爆破结束后,都需达到规定时间后方准进场检查,检查项目有确认有无盲炮;有无冒顶、危岩,支撑是否损坏,炮烟是否排除。
(四)精心施工,严格控制装药长度与单孔药量,确保填塞长度与密实度。
按《爆破安全规程》与爆破设计的要求进行施工。
(五)爆破器材要轻拿轻放,防护物也要轻拿轻放,不压扁、折伤雷管与导爆管,不损坏起爆网路。
(六)装药前必须逐个检查炮孔、孔位、孔径、倾斜角度,是否畅通,有无积水;发现问题及时补救。
(七)严格控制最大药量,确保填塞质量;改变爆破方向。
(八)装药前对断面上的碎石、杂物应清除干净。
(九)本次爆破为地下爆破工程,飞石对周围设施将不构成危害,且临空面仅有一面,若对此进行覆盖,将极大影响爆破效果,所以建议不对爆体进行覆盖
(一十)爆破器材按有关规定存放,由专人负责,建立出入库登记及安全保卫等管理制度。
(一十一)领、退爆破器材,需登记清楚。
当天未用完火工品材料,必须当天退库存放。
若发现爆破器材丢失、被盗、被抢,应及时上报并向公安机关报案。
(一十二)应配备具有相应资格的人员进行现场作业,并佩戴好防护设施。
严格按《爆破安全规程》和《民用爆炸物品安全管理条例》及技术设计要求进行爆破作业。
(一十三)爆破警戒
装药警戒范围由爆破工作领导人确定,装药时应在警戒区边界设置明显标志并派出岗哨。
(十三)爆后进行安全检查,消除安全隐患
爆后15分钟进入爆区检查,检查有无盲炮,爆堆是否稳定,有无危石、有无残余爆破器材等。
确认现场无隐患存在后,才可撤离现场,如发现拒爆现象,应按规定进行处理,当天处理不完的,应派人看守,直至隐患、事故处理完毕。
九、施工机械、仪表及器材
(1)施工设备
序号
机械名称
型号
单位
数量
1
浅孔钻机
φ38
台
1
2
空压机
9m3
台
2
3
爆破起爆器
CHA—200
台
1
4
手持式风钻
YT—28
台
4
5
装载机
ZC50
台
1
(1)主要爆破器材
工程所用爆破器材为:
2#岩石乳化、导爆管雷管和导爆索,因总方量无法确定,具体数值待定,其数量见下表:
材料名称
单位
数量
备注
2号岩石炸药
kg
10000
单耗1.3kg/m3
塑料导爆管雷管
枚
2000
导爆索
m
3000
十、爆破施工组织
1、施工组织机构
爆破工程成立爆破作业队,由爆破负责人全面负责,下设钻孔组,爆破组,质检组,机械组,见施工组织网络图:
2、劳动力计划表
管理机构
项目经理
1
操作机构
爆破员
1
爆破技术负责人
1
安全员
1
安全负责人
1
后勤人员
2
仓管员
1
钻孔人员
7
合计
15人
3、施工组织(另行编制)
十一、爆破安全管理
(1)爆破安全管理
1、安全管理组织网络
爆破负责人→安全主任→爆破队长→安全员→操作员
2、安全教育
施工开始前,对全体施工人员进行安全教育或安全培训。
由安全主任宣讲《爆破安全规程》中的条例规定。
安全员要参加上级安全部门组织的安全生产会议和学习班,及时传达上级主管部门的安全生产有关精神,吸取事故教训,杜绝事故发生,搞好安全生产。
3、安全检查
公司领导要经常检查公司员工的日常工作开展情况。
公司领导要经常到工地检查现场安全员、爆破员的工作,检查现场安全隐患、安全措施落实情况,并及时向公司领导报告,爆破员、安全员要协助爆破班长,认真做好爆破现场的爆破施工安全工作,督促爆破器材的管理、使用和返库工作。
4、公司领导坚持做到月初、年初布置安全生产工作;月中、年中检查安全生产工作;月终、年终总结安全生产工作。
开展安全生产特殊周工作,表彰、奖励安全生产中的先进人物和先进职工。
从公司领导到全体职工,都应牢固树立起“安全就是生命,安全就是效益,安全工作人命关天的头等大事。
”坚持做到人人重视安全,把安全工作放在第一位,安全工作重于泰山。
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