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爆破设计
第1章爆破技术设计
1、工程概况
1.1、工程概况
四川省汶川至马尔康高速公路工程项目C10合同段位于四川省阿坝藏族羌族自治州理县境内,本标段起点桩号K100+080,终点桩号K104+900,路线全长4.82km(以右线计)。
主要工程项目:
隧道2座,其中维关隧道左线长度1165m,右线1130m,理县隧道左线3370m,右线3370m,排烟洞390m/1座,纵坡坡率1.1%;,隧道开挖断面大,地质条件较复杂,存在岩溶、危岩体等不良地质,隧道地质构造复杂,穿越软弱破碎围岩及断层等不良地层,施工难度大。
本标段施工的维关、理县隧道总长9035m,其中V级围岩长5745m,IV级围岩长3290m,V级、IV级围围岩比例为64%、36%。
合同工期:
2015年4月4日至2019年4月4日总工期为48个月
1.2、施工方法
Ⅴ级围岩采用三台阶七步开挖法,上部弧形导坑采用人工风镐开挖弧形导坑,必要时辅以弱爆破,中下台阶及仰拱采用控制爆破开挖,反铲扒碴、装碴机配合自卸汽车出碴;Ⅳ级围段采用三台阶法开挖,上台阶开挖超前下台阶断面4~6m,开挖后及时施作喷锚网钢架支护。
微震动控制爆破由风动凿岩机钻孔,非电毫秒雷管微差起爆,喷射混凝土采用湿喷作业,上台阶洞碴用挖掘机扒至下台阶,装载机装碴,采用自卸车出碴。
断层地段及软岩大变形段采用TSP超前地质预报,帷幕注浆等超前支护,采用“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则,确保隧道安全。
2、爆破方案选择
2.1、设计依据
(1)《两阶段施工图设计文件》送审稿。
(2)中华人民共和国爆破安全规程(GB7622-86)。
(3)公安部《爆破作业人员安全技术考核标准》。
(4)本公司在以往所施工的类似本工程的成功经验和资料;
2.2、爆破方案选择
(1)Ⅴ级围岩段采用人工开挖配合弱爆破,采用三台阶七步法施工,局部采用浅眼弱爆破。
(2)Ⅳ级围岩深埋段采用三台阶开挖,弱爆破,采用楔形掏槽。
2.3、爆破器材选用
爆破器材名称
规格
用途
雷管
电雷管
起爆
1~15段非电毫秒雷管
掘进和传爆
炸药
乳化炸药爆速3800~4000m/s直径φ32mm
掘进
传爆线
6600m/s导爆索
起爆
起爆器
起爆
3、参数的确定
3.1Ⅴ级围岩钻爆参数
3.1.1确定炮眼深度:
根据工程进度、施工机具及地质条件等综合因素掏槽眼1.2m,周边眼0.8m,掘进眼0.8m,底板眼0.8m,爆破率86%~100%。
3.1.2确定周边眼间距:
E=(8~18)d,d炮眼直径φ42mm,E取35cm。
3.1.3确定最小抵抗线W=(1.0~1.5)E,取45cm。
3.1.4周边眼线装药集中度q=0.10kg/m。
3.1.5掏槽孔确定:
采用对称二排楔形掏槽方式,见附图一。
3.2Ⅳ级围岩钻爆参数
3.2.1确定炮眼深度:
根据工程进度、施工机具及地质条件等综合因素掏槽眼2.4m,周边眼2.0m,掘进眼2.0m,底板眼2.0m.每炮掘进进尺必须达到1.8~2.0m,爆破率86%~100%。
3.2.2确定周边眼间距:
E=(8~18)d,d炮眼直径φ42mm,E取50cm。
3.2.3确定最小抵抗线W=(1.0~1.5)E,取60cm。
3.2.4周边眼线装药集中度q=0.15kg/m。
3.2.5掏槽孔确定:
采用对称二排楔形掏槽方式,见附图二。
3.3起爆顺序和延期时间
a、起爆顺序:
掏槽眼→掘进眼→辅助眼→底板眼→周边眼
b、延期时间:
一般掏槽眼段间延时差为50ms~75ms,确保抛碴2m。
四、装药方法、装药结构及炮孔堵塞.
(1)、装药方法
人工用木制炮棍或φ30PVC管(装药端封闭)装药,起爆体均在火工品加工房进行加工,起爆体必须专人加工,分段存放。
(2)、装药结构
周边眼采用光面爆破,装药结构为间隔装药;掏槽孔和掘进孔、底板孔采用连续装药结构,见附图。
(3)、炮孔堵塞:
所有炮眼的剩余部分应用炮泥封堵,炮泥采用水炮泥和粘土炮泥,水炮泥外剩余部分的炮眼部分应用粘土炮泥填满封实装至孔口,严禁用块状材料或可燃性材料作炮泥。
五、网络设计及起爆方法
(1)、起爆网络采用并簇连法,按如下顺序连接:
孔内雷管脚线分组→周边孔导爆索并接→同段非电雷管双发簇连→导爆管起爆。
(2)、起爆器材:
孔内采用非电毫秒雷管和导爆索(周边孔间隔3个孔加装一个毫秒雷管)起爆,孔外采用非电毫秒雷管传爆,起爆采用双发电雷管起爆,起爆线长度不小于200m。
(3)、起爆方法:
警戒完成后,爆破人员在安全范围内使用起爆器进行起爆。
在完成爆破后15min后进入爆区检查,确认无盲炮后方可解除警戒。
六、盲炮处理
(1)、爆堆检查时间
根据《爆破安全规程》要求,地下开采爆堆检查时间应在爆后15min且炮烟排出后,由熟练爆破员进行检查。
(2)、盲炮处理
由于采用炸药均为乳化炸药,因此发生盲炮后,必须由专职爆破员进行处理。
处理方法为:
a.能够重新引爆的,加大警戒范围,重新加入起爆体引爆。
b.不能重新引爆的炮孔,采用高压风吹出堵塞炮渣,取出起爆雷管,并将炸药取出。
c.严禁采用木棍硬捣起爆药卷。
d.严禁利用残眼穿孔,以免钻爆残眼中残留炸药。
e.起爆信号必须统一,且大家均知,起爆信号采用口哨和信号炮,信号炮响后,所有人员必须全部撤离到安全位置。
f.火工品管理必须有火工品管理人员进行管理,现场火工品使用由爆破员使用,安全员现场监督。
爆破完成后,剩余火工品必须全部退库,做到账目相符,账物相符。
七、爆破效果
(1)、开挖轮廓圆顺,开挖面整齐。
(2)、爆破进尺达到设计要求。
(3)、放炮出碴后,查看爆破效果,围岩上留下周边眼炮眼痕迹达80%以上。
并在开挖轮廓面上均匀分布。
(4)、两次爆破衔接台阶不大于15cm,未超过设计允许超欠挖范围。
(5)、洞碴大小适中,直径5~70cm,有利于装碴机出碴。
八、爆破设计优化
根据每次爆破后的爆破效果,分析原因并及时修正爆破参数,提高爆破效果,改善技术经济指标。
调整原则为:
(1)、根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况,适当修正眼距及用药量,特别是周边眼。
(2)、根据爆破后石碴的块度修正参数。
石碴块度小,说明辅助眼布置偏密;块度大说明炮眼偏疏,且单眼用药量过大。
(3)、根据爆破振速监测,调整单响起爆炸药量及雷管段数。
(4)、根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度,爆破眼眼底基本上落在同一断面上。
九、设计附图
(1)、附图一:
Ⅴ级围岩爆破设计图
(2)、附图二:
Ⅳ级围岩爆破设计图
维关、理县隧道V级围岩钻爆设计图
维关、理县隧道V级围岩下台阶钻爆设计图
第2章爆破施工组织设计
一、施工方法
正洞Ⅴ级围岩采用三台阶七步法开挖,上台阶预留核心土环形开挖,反铲扒碴、装碴机配合20T自卸汽车出碴;Ⅳ级围岩采用正台阶开挖,钻爆法施工及光面爆破技术,出碴采用装碴机装碴,20T自卸汽车出碴。
施工支护:
Ⅳ、Ⅴ级围岩采用钢拱架与喷锚网支护方式。
富水地段、浅埋段、断层、软岩大变形地段采用TSP超前地质预报,长管棚注浆等超前支护,采用“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则,确保隧道安全。
二、施工组织设计
依据新奥法原理,每个工作面自制2台多功能作业台车(其中一台作为初期支护台架)人工手持风钻钻孔,非电毫秒雷管起爆,全断面一次开挖成型(多功能台架见附图一)。
采用装载机装碴,自卸大车出碴。
通风方式采用压入式通风,通风管直径1.5m。
施工前作好爆破设计,实施时不断的进行改进,以达到最佳的爆破效果,同时要严格控制周边眼和掏槽眼的质量。
(1)、钻眼前画出开挖断面轮廓、中线、水平线,标出炮眼位置,钻眼时严格控制炮眼尤其周边眼的角度、深度和间距。
(2)、周边眼采用不偶合装药,为保证药卷的间隔,应事先把药卷捆在竹片上,为保证周边眼药卷的爆力均匀作用在其间的岩石上,使相邻两周边眼的药卷位置错开,为了节约火工品和确保爆破一次性成功,周边眼间隔三个炮眼加装一个非电毫秒雷管,拱顶周边眼内装的导爆索在孔外并联。
(3)、钻孔完成,经检查合格或采取纠正措施后检查合格时,才能装药爆破。
装药前应将炮眼内泥浆,石屑吹洗干净,所有炮眼的剩余部分应用炮泥封堵,炮泥应用水炮泥和粘土炮泥,水炮泥外剩余部分的炮眼部分应用粘土炮泥填满封实装至孔口,严禁用块状材料或可燃性材料作炮泥。
(4)、对开挖断面进行检查记录并反馈信息,采取预防和纠正措施,严格控制超欠挖。
爆破后15min后方可进入爆破面检查,检查有无瞎炮及可疑现象,瞎炮未处理,不得进行下道工序,每班必须有专职人员在放炮后进行找顶撬帮工作。
(5)、炮眼的深度、角度、间距应按设计要求确定,并应符合下列精度要求。
a.掏槽眼:
眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm。
b.辅助眼:
眼口排距、行距误差不得大于5cm。
c.周边眼:
沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不得大于5cm。
(6)、劳动力安排
分项工程
工种
人数
合计
备注
开挖
司钻工
14
20
两班共计40人,司钻工在完成掘进眼后,同时钻上一循环锚杆眼
炮工
2
电工
1
领工员
1
支护
立拱架
8
18
锚杆、挂网
2
两班共计36人,二台喷浆机同时作业
喷射砼
8
保养工
1
技术管理人员:
值班调度员3人、过程控制工程师2人、测量人员4人
(7)、机械设备配置
序号
设备名称
单位
数量
型号功能
备注
1
风动凿岩机
台
16
YT-28
2
电动空压机
台
3
4L-20/8
3
装载机
辆
1
WA380
4
通风机
台
2
55Kw
5
湿喷机
台
2
TK500
6
自卸大车
台
10
7
抽水机
台
2
30Kw
备用1台
8
砼运输车
辆
2
东风
三、开挖施工工艺流程
四、组织管理
(1)、爆破组织管理机构
(2)、工作制度
a、严格爆破前的审批制度:
每次爆破前均须爆破安全员审批,审批后方能进行申请火工品、领取火工品、进行爆破作业,并将审批记录存档。
b、严格爆破后检查制度,每次爆破后由专职爆破员进行爆堆检查,确认无盲炮后方能进行下步施工,检查结果及处理结果均需进行记录,由爆破安全员确认后存档。
c、建立盲炮处理记录档案,对每次进行盲炮处理的数量,原因、处理结果,进行记录并存档。
d、坚持事故调查追究制度:
对每次爆破事故进行调查和追究,以提高爆破管理水平和施工技术水平,汲取爆破事故教训。
e、严格火工品管理制度:
火工品管理必须做到帐物相符,非专职人员不准领退火工品,领退火工品必须是专职爆破员。
(3)、监督检查制度
a、爆破设计工程师、爆破负责人及爆破安全员、火工品管理员需经常检查火工品的管理、使用情况,对于发现的问题及时报告相关领导。
b、火工品管理员每周必须对火工品数量进行核对一次,安全员每周必须对火工品数量确认一次。
c、爆前由安全员进行检查,确认人员及机具撤到安全位置后方能起爆。
d、爆破后由专职爆破员进行现场检查,安全员确认后,方能解除警戒。
e、每月项目经理、总工必须对爆破施工过程、火工品管理进行检查一次,不足之处责令立即整改。
五、安全措施
(1)、施工前对有关人员进行技术培训和安全教育,认真学习《安全规程》有关条文,按经公安部门批准的爆破设计文件、火工品使用规定进行施工。
(2)、按设计方案中炮孔的位置布置炮孔,保证各孔偏差位置不大于10cm,深度误差在5cm以内。
(3)、打眼后,应立即用高压风管吹洗炮孔,保证炮孔内岩粉被吹出炮孔外,使药包能置于孔底。
(4)、严格控制一次起爆药量和单段药量,分清雷管段别、起爆顺序,采用小药量,多炮孔方法,控制爆破振动,保证施工安全。
(5)、在孔内遇有地下涌水较大情况下,为保证装药的可靠性和安全性,采用双雷管结构,以保证其安全、准爆。
(6)、装药爆孔一律用水炮泥堵塞,以保证爆破效果。
(7)、装药时应先进行安全警戒,严禁无关人员在施工场地逗留。
(8)、爆破前15~30min应按预定位置进行安全警戒,待爆破作业15min后确认无其它意外情况发生后可解除警戒。
(9)、钻眼作业必须严格按照设计进行钻孔,钻孔完成后必须对炮眼进行验收,检查炮眼间距、深度及角度,装药完成后必须进行堵塞;爆破完成后对残眼率进行检查。
(10)、严禁利用残眼进行穿孔,新旧孔位间隔不小于30cm。
(11)、爆破现场50m范围内严禁烟火。
(12)、爆破作业必须设置50m安全警戒线,无关人员不得入内。
(13)、火工品运输必须采用专门车辆进行运输,车内壁板均系木板隔离,车辆必须经理县公安局审查备案,雷管和炸药不准同车运输,在运输过程中必须由公安或押运员押运。
(14)、起爆药包在爆区50m外加工,由专职爆破员进行加工,并分段进行堆放或装箱;搬运时轻拿轻放,严禁抛掷。
(15)、装药时利用木质炮棍分节送入,严禁用力捣固药包,不准冲击起爆体和导爆管。
(16)、堵孔采用水泡泥堵塞,严禁不堵孔进行爆破。
(17)、爆破警戒线必须有专人看管,利用口哨(信号灯)或小旗作为听觉、视觉信号。
第一次信号为预告信号,所有人员和设备撤离爆区;第二次信号为起爆信号,所有人员均在安全区内,起爆点负责人发布起爆命令,爆破起爆员负责起爆;第三次信号为解除警戒命令,只有爆堆检查后确认无盲炮和安全后方准进行解除警戒,解除警戒信号命令由安全员发布。
(18)、爆破作业人员必须挂牌上岗,严禁携带烟火进洞。
第3章爆炸物品管理措施
为确保本工程爆破项目管理到位,实行定岗、定人、定职责三定原则,具体如下:
项目经理:
负责对本工程技术、安全、质量、人员组织等监督以及该工程的对外协调和人员调配。
爆破设计工程师:
负责本工地的爆破项目设计及指导工作,对本工地的爆破负设计责任。
安全员:
具体负责本工地的爆破安全工作,监督和指导爆破员、仓管员完成自己的职责,纠正违章行为,并对工地的爆破施工安全负责。
爆破员:
爆破施工员具体职责负责本工地的爆破工作,按批准的爆破交底书及作业指导书完成钻眼、装药、堵塞、连线和起爆工作,并对覆盖和钻眼工作进行指导和监督。
仓管员:
具体负责本工地爆破物品的领发、保管及登记,监督使用情况。
警戒员:
具体负责本工地的爆破警戒工作,清走逗留在爆破区的人员,查看机械设备的保护等情况。
为保证民爆物品合理使用,防止犯罪分子利用民爆物品进行爆破犯罪活动,保障社会安定和人民生命财产安全,根据中华人民共和国《爆破安全规程》特制定本措施,使用民爆物品的单位和个人严格执行。
(1)、民爆器材本工程指:
炸药、雷管、导爆索、非电导爆系统、起爆药和起爆剂。
(2)、民爆器材必须由火工品保管员进行保管。
(3)、爆炸物品采购,必须到公安局指定民爆公司购买,不得私自采购或自制火工品。
(4)、爆破器材运输必须由公安局指定车辆进行运输,其他车辆不准运输火工品,炸药和雷管不得混装,沿途不准搭载乘客;火工品运输必须由押运员押运,公安人员护送。
(5)、火工品的使用必须经有关部门批准后,按批准的爆破设计方案进行操作,严格执行有关的规范、操作规程进行爆破施工,做到分工明确,实行“定人、定岗、定职业”的三定原则。
(6)、火工品领用必须建立领退台帐和流水帐,由火工品管理员进行火工品管理,做到帐物相符。
(7)、火工品试验由火工品管理人员和爆破工程技术人员进行试验,其他人员不准进行火工品测试工作,不合格的火工品退回炸药库。
(8)、火工品使用由专职爆破员使用,其他人员不准进行火工品加工、装药、连线和起爆作业。
(9)、爆堆现场检查由火工品安全员和爆破员进行检查,其他人员不允许到爆破现场进行检查。
(10)、盲炮处理由爆破员和爆破工程技术人员进行处理,回收爆破器材如数退库登记,不清楚类型的爆破器材要及时送交炸药库。
(11)、火工品安全管理由火工品安全监督员进行管理,其他人员必须听从指挥。
(12)、爆破警戒工作由火工品安全员负责。
(13)、起爆命令、解除警戒命令均由爆破负责人发布,爆破安全员监督执行。
(14)、火工品使用和操作,严格按《爆破安全规程》和专用爆破设计执行,不准随意更改设计要求内容。
(15)、临时火工品加工房必须按《爆破安全规程》上的要求进行设立,四周采用2.2m的围墙,大门前悬挂醒目安全标志,并实行24h现场值班。
火工品按性质分类存放,其房物安全可靠,采用钢筋混凝土平房,门前设报警铃,房内采用铁皮架及铁皮柜。
场地内设置避雷设施、排水沟及消防设施。
凡违背以上措施,必须按规定进行处罚。
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