水下棚基底岩层静态爆破施工方案.docx
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水下棚基底岩层静态爆破施工方案
一、编制依据
1、施工组织设计
2、业主提供制作区地勘报告
3、《建筑工程测量规范》(GB50026-2007);
4、《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-2011);
5、 《土方与爆破工程施工及验收规范》 (GB50201-2012)
6、《爆破安全规程》(GB6722-2014)
7、现有图纸及相关国家、青岛市质量、安全规范、规程。
二、工程概况
青岛东方影都影视产业园制作区工程,地处青岛黄岛区灵山卫镇白果树村,薛馆路以北,白果树河以东。
本次施工为水下棚基底岩层爆破,场区后续岩层爆破按此方案施工。
在基坑开挖过程中发现,基坑内存在多处需爆破岩层,具体如下图所示:
图2-1水下棚爆破区域分布图
室外拍摄水池深水箱有3块区域需爆破岩层厚度为0.5m,深水箱北侧集水坑需爆破厚度为1.5m,岩层主要为第
层花岗岩中等风化带,局部第
1层中风化煌斑岩;室外水池西侧管沟有大片区域需爆破后开挖,爆破深度约为2.5m,除部分第16层花岗岩强风化带外,大部分为第
层花岗岩中等风化带;水处理机房泵坑处需爆破第
层花岗岩中等风化带厚度约2m。
初步估算一共约有1435.6m³,具体施工范围及方量应由建设单位、监理单位、施工单位共同签确确定。
普通炸药爆破
静态爆破
施工手续
1、采用普通炸药爆破需到公安局治安大队办理爆破施工审批手续,一般7个工作日可以办理完成。
2、采用普通炸药爆破还需多家爆破公司做安全评估分析,需6500元费用。
3、采用普通炸药爆破需单独委托监理单位监督施工,需费用10000元左右。
无需公安审批手续办理,直接可以施工
施工影响
本工程需爆破岩层厚度约2.5m,使用普通炸药振动爆破影响半径30m。
爆破范围内暂时无法施工。
无振动
安全影响
基坑尚未完全支护完成,普通炸药爆破产生的振动易引起侧壁土层滑移,塔吊基础离基坑较近,容易坍塌。
无振动
质量影响
1、采用普通炸药爆破振动对基坑旋喷桩造成破坏,使止水效果失效。
2、爆破产生振动造成混凝土裂缝,影响混凝土的使用功能及结构安全。
3、周边市政管线已施工完毕,爆破产生的振动易造成管径拉裂。
4、爆破产生的振动使水池南侧已施工完毕的沥青路面产生拉裂。
无振动
基于以上对比,我方采用静态爆破进行施工。
2.1施工条件
2.1.1拟爆破场地土层情况
根据勘察本次施工主要需爆破中风化岩层,具体有:
第
层花岗岩中等风化带:
该土层重度为25.0kN/m3,内摩擦角55°,弹性模量6000Mpa,地基承载力特征值为2000kPa。
第
1层中风化煌斑岩:
该土层重度为24.0kN/m3,内摩擦角50°,变形模量3000Mpa,地基承载力特征值为1500kPa。
2.1.2施工前条件
1、完成土方开挖,表层土清理完毕。
2、爆破前施工方案审批完成。
2.2技术保证条件
2.2.1技术保证
严格按照施工方案施工,按施工方案对工人进行技术交底,保证施工人员对施工工艺及要求充分了解。
2.2.2监控措施
总包管理人员加强巡视,监督,确定现场按规定施工并符合标准。
2.3施工平面布置
图2.3-1水下棚爆破石方运输路线图
依据水下棚爆破区域分布图,规划爆破石方运输路线图如上图所示。
室外水池深水箱沿北侧临时路运至东边4号线后外运;管廊爆破石方沿西边临时路运至西边10号线后外运;水处理机房泵坑石方沿北侧临时路运至10号线后外运。
2.4施工管理目标
爆破施工需保证施工进度,满足后期抗浮锚杆施工节点,一次性验收合格,无安全事故。
三、施工部署
1、拆除爆破范围内障碍物
首先测设出实施静态爆破的的准确范围,并根据测量放样标出基坑开挖边线,测量出基坑内需静态爆破花岗岩层的深度,将开挖范围内的障碍物拆除(不能移除的障碍物根据工程保护规范做必要保护)。
2、挖掘机开挖及人工清表
拆除基坑范围内的障碍物后,采用挖掘机进行清表工作,同时人工配合清除基坑边坡遗留的孤石,以使施工作业中能安全顺利的进行。
3、石渣开挖及外运
爆破完毕后,及时安排挖掘机开挖基坑石渣并装车,自卸汽车外运,运距在10KM左右。
四、施工进度计划
爆破施工于2016年11月16日开始施工,计划于11月25日完成最深处的泵坑爆破。
五、施工准备与资源配置计划
5.1施工准备
5.1.1施工条件准备
1)上层边坡支护已施工完成,且降水满足施工要求。
2)开挖前按照定位铺设钢板,用于机械设备入场及后期施工。
5.1.2技术准备
1)测量设备配置
根据工程需要,项目部配置GPS一套,水准仪四套,钢卷尺4把(50m)、油性记号笔4只。
2)工程测量
根据业主提供图纸,确定爆破范围及爆破深度。
5.2资源配置计划
5.2.1劳动力配置计划
除项目部常设管理人员外,配专职监测人员4名,劳动力配置计划详见表5.2-1。
表5.2-1劳动力配置计划表
序号
工种
投入人数
1
机械操作工
5人
2
后勤人员
2人
3
专职监测人员
4人
4
杂工
10人
5
挖土工
10人
6
司机
5人
7
水电工
2人
5.2.2管理人员配置计划
为保证工程顺利进行,我项目部配备的主要管理人员岗位及职责见表5.2-2,施工管理组织架构详见图5.2.
表5.2-2项目管理人员岗位及职责
序号
姓名
岗位
职责
1
李广东
项目执行经理
工程总负责
2
陶阳
项目总工
技术、质量、生产进度的管理、控制
3
郑志强
生产经理
负责现场施工总部署
4
刘福成
A4区段经理
负责现场施工进度、质量、安全
5
成连平
安全总监
现场安全总负责
6
胡建
机电经理
负责现场用电管理
7
王正程
A4区技术负责
负责施工技术及质量管理
8
孙要成、薄海涛
施工员
负责施工及安全管理
9
王仁齐
试验员
负责工程材料检测及其它试验
10
丁庆阳
材料员
现场材料供应及材料验收
11
闫军
测量员
负责现场施工测量及校核
12
刘永
水暖施工员
负责现场临时用水施工
5.2.3机械配置计划
表5.2-3机械、设备投入计划表
序号
名称
规格
单位
数量
1
空压机
12m3
台
1台,另准备一台备用
2
凿岩机
SKQ20-Y28
台
1台,另准备一台备用
3
水准仪
套
1
4
盛水桶
个
4
5
拌和盆
个
6
6
捅棍
根
6
7
防护眼镜
个
若干
9
防护手套
副
若干
9
电子秤
台
2
10
量筒
个
4
11
挖掘机
400
台
1
12
带钩破碎锤
400
台
1
13
渣土车
台
5
六、施工方法及工艺要求
6.1静态爆破的工艺原理及特点
人工或机械造孔后,在静态爆破剂的作用下使岩石涨裂、产生裂缝,再使用破碎锤或风镐解小、破除,从而达到开挖的目的。
静态爆破剂属于非燃、非爆、无毒物品,是一种含铝、镁、钙、铁、氧、硅、磷、钛等元素的无机盐粉末状破碎剂,使用时按配合比要求用水搅拌后灌入钻孔内,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。
静态爆破在破碎过程中无震动、无飞石、无噪声、无毒、无污染。
静态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、运输和保管中无任何限制。
6.2施工工艺
6.2.1施工流程
施工前准备→设计布孔→测量定位→钻孔→装药→药剂反应、清渣→进入下一层循环施工。
开挖前将业主提供坐标点及标高点引至场内,根据图纸洒出需爆破范围边界灰线,在基坑四周设置标高点。
6.2.2操作要点
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确定。
另外静态破碎剂的效力和初始开裂时间,除了与原料配合比有关外,还与施工当时气温、水温、水灰比、孔径、孔距、钻孔布置、灌浆时间和速度、钢筋混凝土中配筋量、构件尺寸、操作人员的经验等因素有很大关系。
6.2.3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,易冲孔。
本工程采用φ40mm钻孔。
6.2.4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,单位破石量越大,效果也更好。
切割岩石时同一排钻孔应尽可能保持在一个平面上。
孔距与排距的大小根据岩石的硬度程度调整,硬度越大、混凝土强度越高时,孔距与排距越小,反之则大。
孔距越小,开裂越容易,开裂时间越短,但考虑施工成本等因素,孔距不宜太小。
孔距计算公式:
a=k*d式中:
a-孔距;d-孔径;
k-破碎系数,对于花岗岩取值范围为5~7(本工程为花岗岩中等风化,k=5)。
本工程孔径为4cm,因此孔距为20cm,即纵横向每20cm设置一个爆破孔。
图6.2.4-1布眼
孔深计算公式:
L=γ*H式中:
L-孔深;H-被破碎体高度或厚度;γ-孔深系数,此处取1.05。
根据现场实际情况,若被爆破体厚度较大,应分层施工,每层深度不应超过2.8m。
6.2.5装药破碎
普通型破碎剂国内一般用SCA或JC-1型,根据先施工阶段温度情况,宜选择SCA-IV型破碎剂。
水灰比为0.3时,破碎效果较好,对于1m爆破孔内破碎剂用量计算公式即为1m圆柱体体积:
V=πr2h式中:
V-圆柱体体积;r-圆柱体截面半径;h-圆柱体高度
钻孔半径为0.02m,即V=3.14*0.022*1=0.00126m3
水灰比为0.3时,密度为2600kg/m3,因此每米破碎剂用量为2600*0.00126/130=2.52kg。
本工程每孔每米放入2.52Kg药剂,具体施工数量根据岩层情况进行调整。
先将药剂加30%的水(重量比)拌成流质状(充分搅拌后略有余水)后,迅速倒入孔内并用略小于钻孔的捅杆捣实捅紧,特别长的钻孔,可多分几段,逐段捅实。
图6.2.5-1装药
岩石发现裂缝后,立即向裂缝中加水,以支持药剂持续反应,加水后效果明显,裂缝加大。
采用分三小组同时灌装的方式,每小组由主副两名灌装手组成。
取药搅拌时,主灌装手负责灌装进孔,副灌装手负责捅紧捣实。
各小组采用“同步操作,少拌勤装”的方式。
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能够完成的工作量。
工人们在取药、加水、拌和、灌装过程中应基本保持同步。
这样,可以让每个钻孔内的最大膨胀压能够基本保持同期出现,有利于岩石的破碎。
每次装填药剂,都要观察确定岩石孔壁、药剂、拌和水、搅拌桶的温度是不是符合要求。
灌装过程中,药剂温度大于60oC时不允许装入孔内。
从药剂加入拌和水到灌装结束,这个过程的时间不应该超过5分钟;操作时应注意观察装填孔,发现有气体冒出有“嘶嘶”声时,喷孔可能立刻就要发生,要立即停止装药。
位于地下水以下的钻孔装药需先将套筒插入钻孔内,然后往套筒内装药,从而使药剂发挥最大的效力。
6.2.5-2爆破后效果
6.2.6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。
气温较低,药剂反应时间会延长,反应时间太长会给施工带来不便。
一般解决办法是加入保温剂和提高拌和水温度。
保温剂加入过多,也会降低药剂膨胀力。
拌和水温可根据实际适当提高,但最高不可超过40℃,否则可能冲孔。
反应时间一般控制在30至60分钟为较好,条件较好的施工现场可根据实际缩短反应时间,以利于施工。
药剂反应时间过快易发生冲孔伤人事故,可使用延缓反应时间的抑制剂。
6.3需注意事项
因水处理机房有集水坑,相比水池底板深2m,爆破时需分层爆破,每层1m。
爆破时水坑四周边坡需1:
1放坡处理。
七、进度管理计划
严格按照水下棚总进度计划施工,并保证各节点按计划完成。
1、总包管理人员二十四小时驻场监督施工,保证施工机械与人员满足施工要求,及时协调解决妨碍施工正常进行的各类状况。
2、现场配备一台备用挖掘机及四部备用自卸车,确保在机械故障时及时补充,不影响施工进度。
3、加强支护与降水施工管理,确保地下水位不影响施工且边坡支护人力物力投入满足要求,能够在下一层基坑开挖前完成当层支护施工。
八、质量管理计划
1、静态爆破剂的质量控制
对进场材料必须进行检验,不合格产品不得使用。
2、钻孔质量控制
根据调查情况,按实际情况的设计孔位布置图测量放线,严格控制孔深、角度等技术参数。
钻孔直径宜采用50mm,孔距与排距的大小与岩石的硬度直接相关。
岩石硬度越大,孔距与排距越小,反之则大。
根据此原则结合现场情况,孔距与排距均为20cm。
3、装药的质量控制
禁止边打孔边装药,打孔要一次完成,装药要一次完成。
禁止打完孔后立即装药,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。
4、药剂反应时间的控制
药剂反应时间一般控制在30至60分钟,控制参数可根据现场的施工条件测定相关的施工参数。
九、安全管理计划
9.1安全管理措施
1、无关人员不得进入施工现场。
2、采用具有腐蚀性的静态破碎剂时,灌浆人员必须戴防护手套和防护眼镜。
孔内注入破碎剂后,作业人员应保持安全距离,严禁在注孔区域行走。
3、在相邻两孔之间,严禁钻孔与注入破碎剂同步进行。
4、静力破碎时,发生异常情况时必须停止作业,待查明原因并采取相应措施确保安全后,方可继续施工。
5、在药剂灌入钻孔到岩石开裂前,不可将面部直接近距离面对已装药的钻孔。
药剂灌装完成后,盖上麻袋或棕垫,远离灌装点。
观察裂缝发展情况时应更加小心。
此外施工现场应专门备好清水和毛巾,冲孔时如药剂溅入眼内和皮肤上,应立即用清水冲洗。
情况严重者应立即送医院检查治疗。
6、在破碎工程施工过程中需要改变和控制反应时间时,必须依照规定加入抑制剂或触发剂,并按要求配制使用,严禁擅自加入其它任何化学物品。
7、严禁将破碎剂加入水后装入小口容器内。
8、刚钻完孔或刚冲孔的钻孔,孔壁温度较高。
应确保温度正常符合要求并清洗干净后才能继续装药。
9、破碎剂在运输和储存过程中应防潮,开封后应立即使用。
如一次未使用完,应立即扎紧袋口,需用时开封。
破碎剂严禁与其它材料混放。
10、使用破碎剂前确保操作人员对说明书已仔细阅读并理解。
11、电路故障必须由专业电工排除,严禁非电工接、拆、修电气设备
12、严禁使用220V电压照明和敞开式灯具。
13、要做到一机一闸一漏一箱。
9.2应急预案
应急组织机构按照《综合应急救援预案》布置,不再另行成立。
现场发生爆破事故时按此预案组织救援抢险工作。
郑志强带领施工队伍负责对伤员实施的现场救护工作。
使伤者尽快脱离危险区;如果伤员已被掩埋,要及时向其他在场人员了解情况,询问被掩埋人员数量、基本具体位置;抢救中注意保护伤员;不能盲目施救;抢救过程中不准违章指挥,以免造成更大的人员伤亡;抢救中发生困难的,要积极向其他单位进行求助,紧急调运机械设备,以使伤员尽快脱离危险;
胡健负责在事故发生时组织联系救护车辆;并负责将伤员送往指定医院。
抢救伤员时,要根据不同的伤情,采取止血、包扎等不同的抢救方法;对发生骨折的伤员要采取木板固定的方法,并小心谨慎搬运;抢救出伤员后,首先要查看伤员是否还有心跳、呼吸。
如果伤员的心跳、呼吸已经停止,应该先对其进行胸腔挤压按摩和人工呼吸;在救护车到来之前此项工作不能停止;发生轻伤时,先对受伤人员进行止血包扎;发生重伤或伤员被机械设备、构造筑件卡住时,本着先救人后减少经济损失的原则,尽快使伤员脱离危险处境,同时拨打120急救电话。
成连平平时负责救护器材的保管,在事故发生时协助郑志强实施对伤员的抢救工作。
护材料及器械配备:
担架、急救药箱、防毒面具、止血绷带、氧气袋等必备药品。
事故现场保护由李致刚、孙要成负责保护事故现场、设立警戒线,清理无关人员。
禁止非抢救人员围观现场;保护好事故现场,以免事故现场被破坏,影响事故调查。
十、环境管理计划
1、挖除石方车辆外运时需进行覆盖,避免土石洒落于道路之上。
2、夜间施工不得影响周边居民生活。
3、施工期间安排专人保持洒水降尘。
十一、成本管理计划
施工前应确定施工范围,施工深度,确定爆破方量。
十二、绿色施工管理计划
1、1#大门设置洗车池,三级沉淀,废水二次利用。
2、基坑降水所抽取地下水沉淀后用于洗车池洗车。
3、照明采用定型化可移动灯架。
4、基坑边采用可周转定型化防护栏和排水沟。
十三、成品保护管理计划
降水井需24小时不间断降水,保持地下水位位于基底标高0.5米以下。
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