爆破施工方案.docx
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爆破施工方案
(二)微震爆破技术
施工中,将充分考虑一些特殊区段(如洞口、Ⅱ类围岩段),
按微震爆破设计。
经验公式V=K(a1/2/R)
式中:
V——爆破振动对建筑及围岩质点产生的振动速度(cm/s);
K——介质系数;
Q——炸药量(kg),延期爆破时取最大一段装药量;
R——爆破地点药量颁的几何中心至观测点建筑物的直线距离(m);
a——衰减系数。
主要反映爆破地震波随装药量和距离的变化而变化。
根据在多座隧道的工程实践,其中a=1.6,K=70~90,施工中
再结合现场爆破试验选用具体参数。
其中V严格按对现有建筑物震动的最大质点速度小于2.5cm/s来控制。
(二)爆破设计
1、路堑土石方爆破为保证边坡稳定和建成后行车安全,施工中采用浅孔爆破和深孔预裂爆破相结合的方法,本工程与旧108国道相邻,最近距离仅为10米,并且108国道在施工期间交通不能中断,因此给爆破工作带来很大难度,施工中根据施工现场不同地质、地形情况分别进行爆破设计和施工,参见图7-6《爆破作业工艺流程图》。
(1)浅孔爆破:
钻孔深度一般不大于4米,钻孔孔径40—50毫米,主要用于路堑石方开挖、狭窄陡峻地段坡面少量石方爆破、深孔爆破钻孔平台的平整和清理、大块石的二次破碎及孤石爆破、沟渠及桥涵基础开挖中的石方、清刷石质边坡和处理危石等。
(2)深孔爆破:
钻孔深度一般在5米以上,钻孔直径75毫米以上。
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光面、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、施工主要机具和爆破器材
(1)施工主要机具:
浅孔爆破钻孔采用7655型凿岩机。
深孔爆破钻孔采用河北宣化产KQL-100B支架式轻型潜孔钻机。
(2)爆破器材:
导爆采用多段毫秒微差非电雷管起爆方式,另外采用导爆索与火雷管配合使用。
炸药采用2#岩石硝铵炸药和防水乳化炸药。
3、爆破参数确定
(1)浅孔爆破
①零星孤石的浅孔爆破
零星孤石一般有二个以上的临空面。
大石改小爆破,药包中心
图7-6爆破作业工艺流程图
方案报批
设置测震装置
监理
测试震速
成果分析
爆破
网络联接警戒
堵塞
钻孔
施工准备
技术培训
购置爆破器材
准备施工机具
平整场地
确定施工机械、劳力
制定安全防护措施
试爆、修正参数
确定爆破技术方案
确定爆破参数
现场调查
爆破设计
其它特殊要求
电力、通信线
地下设施
附近建筑物
应接近石体中心,装药深度宜为炮孔深度的1/2左右;单个炮孔的药包重量可按下式计算:
Q=VPnK'
式中:
Q——单个炮孔的药包装药量(kg);
V——大石体积(m3);
Pn——临空面的装药修正系数;当n=3、4、5、6时,Pn=0.4、0.24、0.2、0.17;
K'——正常松动药包单位炸药消耗量。
炮孔深度是按岩块厚度确定的:
L=(0.5-0.7)H
式中:
L——炮孔深度(米);
H——石块厚度(米)。
②沟槽浅孔爆破
A、最小抵抗线W0,宜按与炮孔直径d的比值确定:
对坚石,W0=20d;次坚石W0=25d;软石,W0=30d。
B、炮孔间距a=W0。
C、炮孔排距n根据沟槽的底宽B确定:
B〈0.7m时,取n=2;B=0.8—1.5m时,取n=3;B=0.8—1.5m时,取n=4。
D、炮孔超钻深度h=(0.2—0.3)W0;底部岩石松动破碎时,可减小或不超钻。
E、炮孔装药量:
Q=K1BHW0/n
式中:
Q——炮孔装药量(kg);
H——沟槽的爆破深度(m);
K1——沟槽爆破单位炸药消耗量(kg/m3)。
③台阶浅孔爆破
用浅孔爆破开挖路堑,应在台阶工作面上进行,台阶的高度:
一般2-4米,宽度以能满足操作需要;炮孔方向应大致与台阶壁面平行或取垂直孔,并以较大角度与岩层面或节理面相交。
A、炮孔超钻深度h应根据岩层石质情况决定。
h=μ'Wp
式中:
μ'——超钻系数,一般可取0.1-0.33,岩石较坚硬完整时取较高值;松软岩石不宜超钻,底板处为破碎岩石时,宜适当欠钻;
Wp——台阶浅孔爆破底板抵抗线(m)。
B、装药深度:
应不大于炮孔深度的2/3。
C、堵塞系数β'(堵塞长度与底板抵抗线之比):
当炮孔与台阶坡在大致平行时,取0.75;当炮孔垂直,台阶壁面倾角60-70度时,可取0.75-1.20。
D、Wp应根据岩石类别特征、台阶高度H及其壁面角α、炮孔直径d、装药密度参数及采用的堵塞、超钻系数等综合确定。
E、同排炮孔间距a:
可在a=(1.0-1.5)Wp间选取;岩石较坚硬完整时取较低值;反之,取较高值。
F、多排炮孔及排间距b:
布孔宜取梅花形。
当各排炮孔间距、深度及单孔装药量均相同时,b=(0.8-0.9)a(前后排同时起爆),或b=(0.9-1.0)a(延期起爆)。
G、单个炮孔装药量Q,可分别按下式计算:
前排炮孔Q=qWpaH
后各排炮孔Q=(1.15-1.3)qWpbH
式中:
——台阶浅孔爆破底板抵抗线(m);
a、b——分别为炮孔间距、排距(m);
H——台阶高度(m);
q——台阶浅孔爆破正常松动药包的单位用药量(kg/m3),q=0.33K(K为单位用药量)
当药包长度大于炮孔深度的2/3时,应加密炮孔,重新计算装药量。
(2)深孔爆破
①深孔爆破设计
A、钻孔直径:
根据工程数量、进度要求和机械设备情况,确定使用钻机的类型和孔径大小。
本工程采用KQL-100B型潜孔钻机,钻孔直径95毫米。
B、梯段高度H:
一般7-10米,路堑深度大于10米时,应分层,宽度以钻孔类型、钻孔要求、钻机安装和安全操作的需要而定。
C、底板抵抗线Wp:
Wp=Kdd(m)
式中d——钻孔直径(cm);
Kd——孔径系数,根据岩石的性质、梯段高度、炸药爆力等综合选定
D、孔距a:
a=0.7Wp-1.3Wp,梯段较高,石质较坚硬、节理裂隙较少、要求爆破岩石较小时,宜取较小值,反之,宜较大。
E、排距b(m),在多排孔交错布孔时,
多排齐发:
b=0.87a
多排微差b=0.8Wp-1.0Wp
F、超钻h:
h=(0.05-0.3)Wp
G、钻孔深L:
L=(H+h)sinβ,(β为钻孔倾角)
H、深孔单位炸药消耗量q:
2#岩石硝铵炸药,在保证堵塞长度大于2米的情况下,可从下表选取。
施工中,应通过爆破漏斗试验或试验爆破来调整q值,使其合乎工程施工要求。
I、每孔装药量Q0:
单排孔爆破时:
Q0=qWpHa(kg)
多排孔齐发爆破:
Q0=qbHa(kg)
多排孔微差爆破:
Q0=qbHa(kg)
J、装药长度L1和堵塞长度L2
连续装药:
适于梯段较低地段,L1=(L—32d)-(L—c)之间采用。
其中L—炮孔长度;b—炮孔直径;c—孔口至梯段台边距离。
间隔装药:
适于梯段较高、坡面较陡、炮孔上下岩层变化软硬不同且药包较短时采用。
上段药包至梯台顶间的距离不应小于该药包至坡面的水平距离。
各段药包均宜置于较完整、较厚的岩层中。
综合装药:
适于较高的坚石梯段。
下部药包应用威力较大、爆速较高的炸药;上部用威力较低的炸药。
堵塞长度:
深孔装药必须堵塞紧密。
堵塞长度L2可按下式确定。
L2=βWp≮c
式中β根据坡面陡缓确定,β=0.75-1.2,较陡时取较低值。
②微差爆破
采用微差爆破技术,一是可以提高爆破质量,降低爆破成本,反映在:
岩石破碎块度均匀,大块率降低,提高挖装机械工作效率;爆堆形状整齐,减少了后冲作用;增加每延米孔的爆落方量,减少了炸落岩石的单位耗药量。
二是减轻爆破地震应,降低爆破振动强度。
多排起爆网路联接:
A、顺序联接法(见图7-7《多排孔微差爆破顺序联接法图》)
B、顺序掏槽联接法(见图7-8《多排孔微差爆破顺序掏槽联接法图》)
③光面爆破和预裂爆破
光面爆破和预裂爆破在一般情况下配合深孔爆破进行,对每个具体工点具体选择爆破参数,并进行试验验证和调整。
A、钻孔直径:
在路堑边坡施工中,采用与主爆孔相同的钻孔直径。
B、孔距a:
a=(16-12)d
孔距系数n=a/d
光面爆破露天开挖n=10-16;预裂爆破n=8-12。
孔距密集系数m=a/Wp
露天开挖m=0.5-1.1;
C、线装药密度:
q'=0.034[σ压]0.68[a]0.67(kg/m)
[σ压]——极限抗压强度(Mpa)
a——预裂孔孔距
D、单位炸药消耗量q
露天光面爆破:
q=0.14-0.26kg/m3
预裂爆破:
q=0.1-0.9kg/m3
E、堵塞长度一般在1.5-2.0米。
4、爆破安全设计
(1)爆破地震的安全距离:
根据经验公式计算危险半径Rd=KdαdQ1/3(m)
式中Kd——在坚硬致密岩石中取3;在坚硬有裂隙的岩石中取5;在砾石碎石土中取7;在砂土中取8
αd——根据爆破作用指数n确定:
n<0.5时取1.2;n=1.0时取1.0;n=2.0时取0.8;n>3.0时取0.7。
Q——爆破炸药重量(公斤)。
(2)空气冲击波安全距离:
RK=KKQK1/2
式中KK——系数,按爆破作用指数选择。
QK——爆破炸药用量(公斤)
(3)飞石安全距离:
Rf=20KfnWf(m)
式中Rf——个别飞石安全距离(m);
Kf——安全系数,通常取1.0~1.5,根据地形与不同方向上可能产生的飞石条件而定;
n——爆破作用指数;
Wf——最大一个药包的最小抵抗线(m)。
5、爆破施工作业
(1)场地布置和台阶平整
爆破现场各种施工具设备的安放、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。
施工用炸药库应按照公安部“危险品管理使用办法”的规定办理。
钻机进入工地作业前,应做好台阶平整。
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。
平整台阶可采用手风钻凿眼,浅孔爆破,推土机整平。
(2)布孔操作和孔位选择
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。
孔位严格按设计测定,但要避免在岩石被震松、节理发育或岩性变化大的地方布孔。
(3)钻孔作业检查
钻孔作业中必须重视钻孔检查,做好堵孔处理工作,防止孔眼被堵而报废。
使用硝铵炸药时,要检查孔内是否有积水,并做好排水措施。
对有地下水的钻孔,装药时必须对炸药进行防水处理,水量大时,应使用防水乳化炸药。
(4)装药
采用弱性装药结构,炸药按设计装药密度沿孔长均匀分布。
为保证孔口段的光面或预裂爆破效果,在孔口0.8-1.5米段不装药,用炮泥堵塞,不装药段长度视岩质、风化程度而定。
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1-2米段的线装药密度为设计值的1-5倍。
装药采用标准药卷连续装药,其装药步骤为:
①根据孔深量出各孔所需的导爆索。
②在导爆索上作出装药标志,标出孔口不装药段、正常药段和孔底加强药段位置。
③按设计要求将炸药卷用细麻绳牢固绑在导爆索上。
④装药前仔细检查孔眼,作好堵孔、水孔的处理。
⑤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孔口不装药段用砂土堵塞,堵塞时要防止砸断导爆索。
⑦全部装药完毕后,进行爆破网路的联接和起爆。
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