1、江苏省灌云县高脚山崩塌地质灾害治理工程 控制爆破技术设计与组织实施设计方案江苏省灌云县高脚山崩塌地质灾害治理工程控制爆破技术设计与组织实施设计方案南京冶金建设工程有限责任公司2012年11月12日设 计：丁公宝 作业证号：32Y1Z0507审 核：吴培基 作业证号：32Y1G0502批准：周改明 作业证号：32Y1C05081工程概况1.1工程概述江苏省灌云县高脚山崩塌地质灾害治理工程位于灌云县老城区与大伊山旅游风景区的交汇处。距石佛寺的镇寺之宝-伊山大佛的北侧，最近点不5m，是多年前旧矿山关闭后留下的高陡边坡。边坡走向北西，坡向南西，边坡长度354m，平均高度50m，最大高差68m，整体表理
2、为中间较高，两端稍低。边坡坡度较陡，整体坡度约为65局部陡立。边坡占地面积8522m2。边坡基岩裸露，坡顶为薄层残坡积层覆盖，边坡岩石表面已风化，风化程度为中风化。山体上残留了松动的岩体，坡面处于不稳定状态，已发生局部发生小型地质滑波和山体崩塌现象，危及到山脚下大佛寺建筑、游客及附近居民生命财产的安全，周边树木茂盛、郁郁葱葱的自然景观不协调。对区县内投资环境、经济发展及生态环境都有一定的影响。为改善生态环境和自然景观，保证周边安全，提升灌云县的开发品味，县政府决定实施该废弃矿山地质环境治理工作。见照片1、2、3、矿区不规则宕口及高危边坡1.2工期工程计划于2012年11月2013年3月完成，后
3、期维护至2013年6月。总工期120天。1-11-21-3照片1、2、3、矿区不规则宕口及高危边坡1.3工程地质条件矿区属于剥蚀低山地貌，矿体均为变质岩，矿石以二长浅粒岩为主，岩石致密坚硬，饱和抗压强度平均160Mpa，F=1012，属坚硬岩组工程地质区。但其中夹薄层斜长黑云角闪片岩较软，F=46。岩层产状倾向南东，和坡面斜交，排除大型滑坡的可能性。矿体中有两条断裂通过，局部节理比较发育，在削坡施工过程中节理发育部位易造成岩石崩塌滑落，应注意防范。但岩石强度高，坡面高陡，局部岩体破碎等因素会给施工带来一定难度。2爆区周围环境本爆破工程位于灌云县大伊山风景区石佛寺内，边坡走向北西，坡向南西，边坡
4、长度354m，平均高度50m，最大高差68m，整体表理为中间较高，两端稍低。边坡坡度较陡，整体坡度约为65局部陡立。边坡占地面积8522m2。爆破作业点西南侧80米及以远是山前村民宅，多为砖混结构，少数为水泥大砖浆砌。北侧为自然山体，南侧是临空面，最近点15米为石佛寺大佛像，50到100米处为石佛寺建筑群。大佛寺大佛像基础为混凝土结构，墙基为大块花岗岩砌块及雕刻，上部佛像高度33米，莲台高6米，外面用锻铜工艺制造，内部部用钢架结构支撑，中夹石膏泥层充填。因此，爆破环境较复杂，必须采取控制爆破技术，减小爆破振动，防治飞石产生。爆破指向应为西北侧，即与现行塘口坡面方向平行。见图4 周围环境图片图4
5、 周围环境图片3控制爆破设计依据1、民用爆炸物品安全管理条例（2006.9）。2、爆破安全规程（GB6722-2003）；3、土方与爆破工程施工及验收标准（GBJ201-83）；4、江苏省灌云县高脚山崩塌地质灾害治理爆破工程施工协议（2012.11）；5、江苏省灌云县高脚山崩塌地质灾害治理工程设计方案及设计图纸（编写单位：江苏省山水生态环境建设工程有限公司2012.7）。4控制爆破技术设计41爆破类型及安全防范重点的确定由于爆区周围建筑物密集和人员稠密，且距离较近，爆破环境较复杂。距爆区15-60米的作业区中有大佛像及建筑群需保护，加之又距村民住宅只80m，重型钻机很难运至山顶部，只能使用轻型
6、钻机。因此本工程的爆破类型因此定为C级为城镇控制爆破，采用控制爆技术的爆破方法。对西侧，距村民住宅较远处，上部第一台阶（5米高）及第一台阶（5米高）可采用浅孔爆破，中上部，在第二台阶已形成后可采用中深孔爆破，爆破安全防范的重点是飞石、震动。对中间部高坡刷坡段采用梯段爆破方法。因重型钻机无法运至山顶部，且台阶平只有03m，只能使用轻型钻机，采取打浅孔，分多个台阶自上而下，一层层拔落。安全技术防范的重点主要是防飞石、震动、高空物体打击、高处坠落和保持边坡稳定。为了最大限度地维护边坡的稳定，必须尽可能地减少炮震动对岩体的危害，爆破应采用预裂爆破确保边坡的岩体强度。对于东侧，靠近大佛像较近，只能采用浅
7、孔松动爆破，最近段采静力破碎配合机械捣碎的办法刷坡。安全防范的重点是防震动、飞石。为了最大限度地维护边坡的稳定，必须尽可能地减少炮振隙对岩体的危害，爆破应采用预裂爆破减少边坡的岩体强度降低。42控制爆破设计基本原则1）选择最优开挖方案和施工顺序。爆破开挖与装运必须很好协调，爆破开挖必须为装运创造条件才能将工程化难为易。为此从爆破施工初期开始，就要创造条件使挖掘机和能接到达爆破工作面。2）开创好梯段临空面，避免最小抵抗线指向附近的建筑物。浅孔爆破，梯段高度定为4m左右。梯段的最小抵抗线指向西北侧，避免指向大佛及民宅，确保周围建筑物的安全。3）合理确定爆破规模。本工程的爆破规模主要是由爆破振动所决
8、定的。依据后述的一次允许最大齐爆药量来确定爆破规模。由于是城镇爆破，不但要满足爆破地振动波强度的要求，同时亦要满足爆破冲击波及噪声的环保要求。4）控制爆破，应遵守爆破安全规程中的各项要求。5）坚持安全第一，确保工期。43山体开挖顺序及方法1、开挖顺序垂直方向自上而下。即从山顶最高处分层分小台阶，自上而下，开掘到+45米安全平台，以下部份用爆碴压脚。水平方向，每个台阶由西向东，或由两头向中间（因中间滑坡没有平台宽度）的沿坡面走向推进工作面。2、开挖方法山顶上部第一台阶（4米高）及第二台阶（4米高）及东侧距大佛像50米内可采用浅孔松动爆破。中西侧下部台阶距大佛及民宅大于50米以外的爆破区域可采用中
9、深孔松动爆破。为了减少爆破振动对围岩稳定性的影响，在最终边坡打预裂孔，采预裂爆破。为了减小爆破地震对周围建筑物的影响，采取毫秒延期技术，控制一次最大齐爆药量。为了防治爆破冲击波，要控制一次启爆总药量。为了防治爆破飞石，采取松动爆破，调整爆破指向，预留岩帮当墙，在岩体挂炮被等近体防护措施。.主要爆破参数4.1浅孔爆破设计主要爆破参数1）爆破指向和坡面走向平行。2）炸药单耗：0.3/m3。3）最小抵抗线W W=0.8m。4）孔距a和排距b a=1.2m b=0.8m。5) 临空抵抗线B B=1.5m。5）炮孔深度e e=4.0m。6）单孔装药量Q 普通孔Q Q=1.20kg临空孔（靠近坡面侧的炮孔
10、）单孔装药量Q1 Q1=0.9kg预裂爆破孔Q2 Q2=0.3kg7）填塞长度不得小于1.5m，并且要保证填塞质量。正式起爆之前，一定要坚持试炮，以确定单孔装药量计算的合理性，并根据试炮的结果来确定最终单孔装药量。8）装药结构：采用集中装药结构，正向装药。预裂爆破的孔间距a1=0.4m,孔角度55.单孔装药量为300g，采用空气柱装药结构。9）最大一次齐爆药量：12kg。主要是减少爆破冲击波及地震波。在正式起爆之前，一定要坚持试炮，以确定单孔装药量计算的合理性，并根据试炮的结果来确定最终单孔装药量，但不能随意突破设计值。10）一次爆破规模：10排，100个孔（含预裂孔20个），总药量96kg。
11、11) 爆破网络及布孔示意图每排810个孔，一排一响，孔内使用13段毫秒雷管，排间采用4段雷管作为延时雷管。平均时差75mS。起爆网路及现场示意如下：4.4.2中深孔爆破设计为了减少爆破飞石，本工程西侧下部台阶距大佛及民宅大于80米以外的爆破区域可采用中深孔松动爆破技术，但爆中深孔爆破技术实施的关键是控制爆破地震波。1）炸药单耗：0.3/m3。爆破作用指数0.75，即松动爆破，以控制飞石；2）最小抵抗线W W=2.6m；3）孔距a和排距b a=3.2m b=2.6m；4）台阶高度H H=10m5）炮孔深度L L=11.0m；6）单孔装药量Q Q=20；7）炮孔直径 =76mm；8）填塞长度L2
12、 L2=3m并且要保证填塞质量；9）钻孔角度 =5510）装药结构：采用集中装药结构，正向装药；11）最大一次齐爆药量：21kg。主要是为了控制爆破地震波。在正式起爆之前，一定要坚持试炮，以确定单孔装药量计算的合理性，并根据试炮的结果来确定最终单孔装药量，但不能随意突破设计值。12）起爆网路使用非电导爆管毫秒雷管起爆网络技术孔内孔处分段分组延时。中深孔每孔安装2个起爆体，传爆雷管要做好防护措施。即孔内装9段毫秒雷管，孔外使用4段雷管进行孔间延期。起爆网路及现场示意图1如下： 4段雷管 9段毫秒雷管图1当爆孔不多时，也可采用起爆顺序分组示意图25爆破安全技术对于控制爆破，除了要对爆破飞石，爆破地
13、振波进行检算外，还要对爆破冲击波超压和爆破噪声进行验算，以确保爆破安全，做到尽量不扰民，同时还要保证保留岩体的强度和完整性。51爆破地振波验算1）距离爆区最近的建筑物是山前村民宅，房屋大都是两层砖混结构，距离爆破最近点80米，对照爆破安全规程，爆破安全规程抗振速度允许标准为2.3cm/s，依据下式计算一次最大齐爆药量Q=R3（v/k）3/式中k、与地形地质条件有关的震动系数和衰减指数依据爆破安全规程GB6722-2003，分别取K=100, =1.4；R爆点距测保护建筑物的距离60m；V规范规定质点最大允许速度 取2 cm/s。求得最大一段齐爆药量为49.2kg。就是说设计中选取最大一段齐爆药
14、量21kg时, 抗振速度只有1.37 cm/s。可确保山前村民房的爆破振动安全。2）对大佛像及其建筑群，依据爆破安全规程GB6722-2003，分别取K=100, =1.4，考虑到爆破山体临空，参照毛石房屋的抗振速度允许标准为1cm/s；依据Q=R3（v/k）3/计算单响最大一次齐爆药量不得超过下表对应的值：距离R（m）153040506080最大一次齐爆药量Qm（kg）0.1750.8663.36.411.226综上所述，对地震波控制要求较高的保护对象是大佛像及其仿古建筑群。在80米以内不能采取中深孔爆破，80米以内也必须按上表给定的数值进行控制，且要做好试爆工作。52爆破飞石验算1、深孔爆
15、破飞石验算本工程的炸药单耗为0.3kg/m3。根据较复杂环境岩土爆破技术的要求，为防止飞散物及其他危害，爆破作用指数通常采用n0.40.75的松动爆破。根据松动爆破个别飞石安全距离公式：Rf=20n2WKf式中：Rf个别飞石安全距离（m） n爆破作用指数通常采用n0.40.75，取0.7W最小抵抗线，取2.6mKf安全系数，一般取11.5,山坡下方取1.52,本设计取2计算：Rf =51m。由此计算行爆破飞石的飞散距离约为51m。当考虑沿山坡爆破时，下坡方向飞散物安全允许距离应增大50%，则最大飞散距离为77m。因此爆破飞石控制在80 m范围内，设计方案是可行的。2、浅孔爆破飞石验算本工程的炸
16、药单耗为0.3kg/m3。根据较复杂环境爆破，为防止飞散物及其他危害，爆破作用指数通常采用n0.40.75的松动爆破。1）根据一般爆破个别飞石安全距离公式：Rf=（40/2.54）d式中：Rf个别飞石安全距离（m） d炮孔直径，取38cm计算：Rf =59.8m高处边坡顺坡方向，再扩大50%，即为90m。但周围的环境只有1560m,不能满足飞石的安全要求，浅孔爆破应采取防护措施，加强警戒管理。2、爆破警戒爆破安全规程GB6722-2003要求，中深孔爆破分别飞散物对人员的安全允许距离为200m，因此安全警戒距离不小于200 m。对于浅孔爆破的安全警界距离为300m。53爆破冲击波安全距离及超压
17、RK=251/3式中为单响最大药量，22 kg计算RK为70m。本工程为爆破作用指数n1的钻孔控制爆破，爆破冲击波超压处于安全范围之内。4.3.4.4爆破噪声爆破噪声主要的影响对象是附近。当一段齐爆药量为22kg时，200m爆破噪声为110dB左右，该值低于爆破安全规程中规定的噪声允许值120dB。考虑到爆破噪声是一种间歇式脉冲噪声，作用时间很短，应当不会引起工作人员及周边人员的不良反应。55岩壁稳定性采用预裂爆破技术，确保保留岩体边坡的稳定性。6爆破安全措施6.1爆破飞石的防治由爆破安全验算可知，本工程的主要安全隐患之一是爆破飞散物。为了保证大佛像及其建筑群的绝对安全，本工程采取以下措施：1
18、、控制住最小抵抗线的方向。最小抵抗线的方向绝对不许指向大佛像及其建筑群、民房，以保证爆破飞散物不会飞向其建筑物，保证该区域的安全。2、控制边眼距坡面的距离。边眼距坡面（临空面）的距离，应大于1.2位的孔距，达到爆破后，在边面侧能留有合适的档樯，防止飞石指向建筑物。3、控制单位装药量。在任何情况下单位装药量不得超过0.3kg/ m3；爆破作用指数控制在0.50.75；采取松动爆破。4、保证填塞质量。要保证填塞长度，深孔爆破，长度不小于3m，对浅孔爆破不得小于1.5m，对于孔深少2米时，填塞长度小少于孔长的23，孔深小于1m不准装药放炮。而且要保证填塞密度，填塞物中要避免夹杂碎石。5严禁二次爆破解
19、小。6、注意弱面或节理的变化。施工中要注意避免药包位于岩石软弱夹层或节理面中，以免从这些弱面中冲击出飞散物。慎重对待断层、软弱带、张开裂隙组成的发育节理等地质构造。当遇到上述地质构造弱面时，应采用间隔装药，调整药量，避免过量装药调整推进方向等措施。7、采用小型挤压爆破技术。即在爆破工作面有意保留2m左右厚度的爆堆做为压碴，进一步降低爆破飞散物的数量和飞散距离。8、采取防护措施。对于处于爆区较近的民房，应采取脚手架加竹笆进行隔离防护，对处于爆破点较近的大佛像较近的处，采取近体护措施，侧面采用橡胶纺织物制作的炮被挂在边坡上，上平面即上部平台用爆被直接平放在爆体上进行近体防护9、定时放炮。每天实施定
20、时起爆作业（上午11：30,下午5：30），并加强与周围居民、石佛寺管理人员的沟通，做好游客及居民的疏散工作。10、加强警戒。起爆前对所有能进入爆区的道路实施警戒和封锁。警戒范围为300m。待爆破结束经确定安全后，方可解除警戒。11、成立爆破指挥组与警戒组，从组织上落实爆破安全责任。6.2爆破震动的防治1、采用微差爆破。相邻段差应大于50Ms。2、严格控制单响药量。严格按设计施工，确保一次齐爆药量不超过设计要求，根据计算公式Q=R3（v/k）3/进行校验，并经试爆后确定一次爆破最大用药量。3、加强施工现场管理。一是确保装药和封孔管理，严禁多装药少封孔。二是加强网络联接管理，避免混响或微差过小。
21、4.注意爆破宣传和定时放炮，对于敏感保护对象，应进行地震动监测，必要时应对保护体进行受力状态分析和安全检查和验算。6.3爆破冲击波的防治 1、精心设计，合理组织施工。2、控制一次爆破规模，采分次爆破。每次爆破药量不应超过500kg。3、加强封孔质量。7防止物体打击及高空作业。1、施工作业前，对所有作业人员进行进场安全培训，熟悉现场工作环境并在现场进行技术、质量和安全交底。2、钻孔爆破作业前，除注意常规钻孔安全措施外，应首先清理边坡及其上部浮石，等排险工作完成后，经现场安全员、技术员同意后，方可施工。3、在高边坡临空处应搭防护脚手架，并在作业点的上方打上锚杆，挂上缆绳。4、所有高空作业人员，身体
22、必须健康，并配戴安全带。5、高空作业的下方严禁有人，以防作业器具下落。6、放炮后，应先排险，后作业。排险顺序，自下而下。1）、严格执行登高作业安全技术操作规程。2）排险必须按照自上而下的原则进行，禁止由下而上排险，撬石的顺序应先撬顶部，后撬下部。 3）、排险人员必须站在险石上方或两侧的安全地点作业，不得站在险石下或险石可能涉及的范围内排险。要做到三看，看立脚(即站稳地势不得站在滑石上)，看退步，看出路：要先排除周围的活石。 4）、排险时，撬棍咀要插牢，撬棍头不得对准自己脸部，也不贴在腹部，以防止撬棍伤自己。下撬时应先清除周围的活石，事先轻轻试撬，不能猛撬。 5）、如需二人同时排除时，必须相互配
23、合，两人的位置必须站稳，并做好各自的准备工作后，方可排险。6）、排险时间应在工人休息或上班前进行。如果必须在工作时间内排险石，必须对险石可能涉及的范围做出明显的警示牌，禁止任何人进入危险区域，并在现场移交给下一班继续排险。 7）、有下列情况之一时不准排险： (1)防护用品穿戴不全或不符合要求。 (2)排险下方有人作业或设备、工具未撤出危险区。 (3)排险时，无人监护。 (4)存在瞎炮、盲炮或已装炸药的炮眼上方。 (5)对险石的情况不明或可能涉及的范围不明。 (6)工作场所光线不足或遇到大风、雷雨、雪的天气。(7)存在滑坡、坍塌的可能，又没有采取可靠的防范措施。8施工机械与设备81钻孔设备（1）
24、空压机WYL-6/7移动式空压机 1台（2）钻机YT-20 型凿岩机 2台CLQ-90型液压钻机 1台8.2装载与运输设备根据业主对石料的要求量和生产量组织相匹配的装运设备8.3通讯设备工地管理人员、爆破作业和警戒人员配备手机，便于及时指挥和联络。8 劳动力组织与安排 8.1人员配置（1）技术与管理人员2人；（2）爆破作业人员4人；（3）钻孔施工人员4人；（4）机械维修人员1人。8.2施工组织网络施工管理机构系统图项目负责人 丁公堂技术负责人：周改明安全负责人：吴培基钻孔、爆破作业队9确保文明施工的措施9.1道路粉尘 噪音污染等防护措施(1)施工作业的路面要经过适当的防砂化处理，及时洒水，使粉
25、尘降到最小程度。（2）穿孔机要具备配袋集尘袋，收集粉尘。（3）对机具要进行及时维护，降低噪音。（4）施工废水、废油、生活污水进入污水沉淀池或净化处理池净化处理，生产生活垃圾应集中处理。（5）施工机具冲洗物应引入污水池中，以防未经处理直接排放或淤积在场地内。（6）派专人将现场空罐、油桶、包装物等环境污染物定时清出。并对现场的积水及时清理，夏季每半月一次用药物清洁现场，灭杀蚊虫。9.2安全生产保证措施（1）爆破作业必须严格遵守国家和地方政府制定的各种安全法规。（2）爆破作业人员必须遵守前述的爆破作业安全措施，任何人不得麻痹大意。（3）设立专职安全员，全方位对现场爆破作业进行监控，在认为不安全时，安
26、全员有权停止爆破作业。（4）对各种运输，装载车辆要按时检修，严禁带病作业。（5）制定严格的奖惩制度，对不遵守安全纪律，野蛮施工的个人和单位，一经发现即对其进行经济处罚，并通报全体员工。（6）实施奖励制度，对安全施工，文明施工及发现重大隐患和提出合理化建议者实施奖励。9.3 文明施工保证措施文明施工是企业管理水平和职工精神面貌相结合的实际反映，也是杜绝安全事故发生的重要途径，更是生产优质、高效的保证。在施工期间要坚决执行部颁文明施工细则，争创文明施工样板工地。（1）抓好管理，地面材料、设备摆放整齐，场地经常保持干净、无积水。（2）加强工地治安综合治理，做到目标管理，制度落实，责任到人，施工现场治
27、安防范措施有力，重点部位防范设施有效到位。（3）搞好职工的多种形式的娱乐活动，职工日常培训工作，提高职工精神文明素质。（4）在项目部领导下开展“文明施工”竞赛活动，每月评比一次，促进“文明施工”的整体提高。10安全组织结构和安全管理制度101安全组织结构警 戒 组穿孔作业队爆破作业队技 术 组施 工 组安 全 组项目负责人102、安全管理制度（一）爆破器材购买的安全制度1、爆破器材必须持证购买；2、爆破器材购买前，必须向当地公安机关申请，经批准后方可到指定的民爆器材经营单位购买；3、本单位的爆破器材购买证件不得转借他人；4、经公安机关批准的各种购买证、运输证要妥善保管，不得遗失。若发现遗失应迅
28、速向单位领导和管理机关报告；5、爆破器材的购买一般应指定专人购买。（二）爆破器材运输安全制度1、一般规定本规定只涉及爆破器材生产企业外部运输爆破器材的运输规定；购买爆破器材时，应凭有效的爆破器材供销合同和申请表，向公安机关申领“爆炸物品运输证”。跨省、自治区、直辖市运输的向运达地区的市级人民政府公安机关申请，在本省、自治区、直辖市内运输的向运达地县级人民政府公安机关申请，凭证在有效期间内，按指定线路运输；爆破器材运达目的后，收货单位应指派专人领取，认真检查爆破器材的包装、数量和质量。如果包装破损，数量与质量不符，应立即报告有关部门和当地县（市）公安局，并在有关代表参加下编制报告书，分送有关部门
29、；不应用翻斗车、自卸汽车、拖车、自行车、摩托车和畜力车运输爆破器材；爆破器材运输车应符合以下技术要求：符合国家有关运输安全的技术要求；结构可靠，机械电器性能良好；具有防盗、防火、防热、防雨、防潮和防静电等安全性能。装卸爆破器材，应遵守下列规定：认真检查运输工具的完好状况，清楚运输工具内一切杂物；有专人在场监督；设置警卫，无关人员不允许在场；爆破器材和其他货物不应混装；雷管等起爆器材，不应与炸药在同时同地进行装卸；遇暴风雨或雷雨时，不应装卸爆破器材；装卸爆破器材的地点应远离人口稠密区，并设明显的标志，白天应悬挂红旗和警标，夜晚应有足够的照明并悬挂红灯；装卸搬运应轻拿轻放，装好、码好、卡牢、捆紧、
30、不得磨擦、撞击、抛掷、翻滚、侧置及倒置爆破器材；装卸爆破器材应做到不超高、不超宽、不超载；待运雷管箱未装满雷管时，其空隙部分应用不产生静电的柔软材料塞满；装卸和运输爆破器材时，不应携带烟火和发火物品；装运爆破器材的车，在行驶中应遵守下列规定：押运人员应熟悉所运爆破器材性能；非押运人员不应乘坐；按指定路线行驶；车用帆布覆盖，并设明显的标志；不准在人员聚集的地点、交叉口、桥梁上（下）及火源附近停留；中途停留时，应有专人看管，不准吸烟、用火，开车前应检查码放和捆绑有无异常；车辆完成运输后应打扫干净，清出的药粉、药渣应运至指定地点，定期进行销毁。2、道路运输用汽车运输爆破器材，应遵循下列规定：（1）车厢的黑色金属部分应用木板或胶皮衬垫（用木箱或纸箱包装者除外），汽车排气管宜设在车前下侧，并应配带有隔热和熄灭火星的装置；（2）出车前，应认真检查车辆状况，并在出车单上注明“该车检查合格，准许运输爆破器材”；（3）由熟悉爆破器材性能、具有安全驾驶经验的司机驾驶；（4）汽车行驶速度
