1、路基土石方开挖爆破专项方案鲁南高速铁路临沂至曲阜段LQTJ-3标段土石方开挖及爆破专项施工方案 编 制： 审 核： 审 批： 中国铁建大桥工程局集团有限公司鲁南高铁LQTJ-3标项目经理部二一七年二月目 录1、工程概况 11.1编制依据 11.2爆破地点及工程数量 11.3地质概况 12、施工计划 23、主要施工方案 24、施工方法及措施 34.1施工准备 34.2测量放样 34.3土方开挖 34.4石方开挖 45、主要施工机械设备配置 156、关键工序及质量 167、施工安全重点部位、环节的安全要求及措施 167.1哑炮的预防处理措施 167.2土石方爆破的警戒措施 187.3工地防火安全措
2、施 187.4安全目标 197.5安全生产保证体系和管理机构 207.6安全施工管理制度 208、爆炸事故应急与响应 248.1 目的 248.2 适用范围 248.3 应急策划 24土石方开挖及爆破专项方案1、工程概况1.1编制依据爆破安全规程（GB6722-2014）； 公安部爆破作业人员安全技术考核标准； 新建铁路鲁南高速铁路临沂至曲阜段LQTJ-3标路基设计图纸；铁路钻爆法施工工序及作业指南（TZ231-2007）； 新建铁路鲁南高速铁路临沂至曲阜段LQTJ-3标区间路基实施性施工组织设计； 我单位类似工程的施工经验。1.2爆破地点及工程数量本标段为LQTJ-3标段，起止里程为DK23
3、6+356.40DK252+405.54。全长16.049公里，其中：路基3954.997m。其中控制爆破挖石里程为DK238+439DK238+628.5左侧一级边坡、DK238+459DK238+628.5右侧一级边坡、DK238+714DK238+879左侧一级边坡、DK238+732DK238+879右侧一级边坡、DK238+750DK238+869右侧二级边坡、DK238+770DK238+852左侧二级边坡、DK250+757.5DK250+897.5左侧二级边坡、DK250+787.5DK250+837.5左侧三级边坡，最大挖方深度约24.93米，石方比例较大。本段属丘陵地貌，地
4、形起伏大。第四系上覆土层较薄，厚度一般01.0m，分布普遍，含较多砂砾及风化岩屑。基岩局部裸露。沿线多为树林及耕地，交通方便。1.3地质概况1.3.1地层岩性本段覆盖层较薄，为第四系全新统坡残积（Q4dl+el）粉质黏土（膨胀土），基岩局部裸露，为寒武系中统张夏组（2jz）泥灰岩和页岩交替互层。各地层特征分述如下：粉质黏土（膨胀土）（Q4dl+el）：黄褐色，硬塑，切面光滑，见铁锰氧化物及其结核，含少量中砂，含植物根系及少量砂砾，属中等膨胀土。泥灰岩（2jz）：灰白色，泥质结构，块状构造，主要成分为方解石、白云石，节理裂隙发育，岩溶轻微发育，仅部分地段见少量溶孔。页岩（2jz）棕褐色，泥质结构
5、，薄层状构造，节理裂隙发育，岩芯呈块状、短柱状。1.3.2水文地质特征地表水：本段无明显地表水，仅在雨季时沟渠内形成季节性水流。地下水：本段地下水类型主要为岩溶裂隙水，埋藏深，在勘查期间、勘查深度范内未揭露。根据铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB10005-2010）判定，地表水及地下水对混凝土结构无侵蚀性。1.3.3地震参数根据中国地震动参数区划图（GB18306-2015）划分，本段地震震动峰值加速度为0.1g，地震动反应谱周期0.4s。1.3.4不良地质DK246+240DK246+340段分布有危岩落石。DK246+196.05DK246+471.22段灰岩产状为N78/16NW，视倾
6、角9.8，线路左侧坡面存在岩层顺层，顺层地段层间综合25。本段属岩溶弱发育段落。2、施工计划开竣工日期：2017年2月10日2017年4月10日，工期2个月。3、主要施工方案主要包括开挖方案及爆破方案。(1)依据地形、地貌情况，先对开挖山体表皮植被进行清除。(2)山体开挖总体上采取浅孔松动爆破为主的台阶爆破取渣方法，同时依据不同的地形、地貌和地质状况，辅以浅孔光面爆破的方法；对大粒径石块采取二次炮解和机械法解小，对边坡采用预裂爆破的方法和机械法进行处理。(3)创造多个作业面，尽量缩短设备展开时间。实现多工作面立体作业，以加快施工进度，确保工期。(4)依据该工程的要求和爆破施工的特点，将施工程序
7、大致分为三个步骤，即植被清除、开山爆破、渣石清运，如此循环，实行多作业面、多台阶同时作业的总体施工方案。4、施工方法及措施4.1施工准备路堑工程开工前，首先熟悉核对设计文件，测设线路中线和开挖边线，复核横断面；调查自然状态下山体稳定状况，分析施工期间边坡稳定性；清表，做好堑顶截排水设施；组织劳动力、设备进场。4.2测量放样按图纸所示尺寸将开挖线用明显桩放出，现场将桩位交接给技术人员，然后白灰将开挖线标出，并标明开挖范围。4.3土方开挖土方集中地段采用推土机、挖掘机并配合自卸汽车施工，开挖深度低于10米的地段采用单层纵向全宽挖掘法，从开挖路堑的一端或两端按断面全宽一次性挖至设计标高，逐渐纵深挖掘
8、；开挖深度较大时，采用分层纵挖法。路堑土方开挖将至路基基底标高时，停止开挖。采用重型击实法和环刀法等进行现场干容重和压实度检验，若不符合设计要求，则翻挖重新压实。路堑土质边坡紧随开挖进尺，用人工自上而下进行清刷，保证边坡符合设计要求。路堑土方开挖施工工艺见图1 图1 路堑土方开挖施工工艺流程图4.4石方开挖石方开挖根据岩石类别、风化程度和节理发育程度，确定开挖方法。对于软石和强风化岩石能用机械开挖的采用机械开挖，不能用机械直接开挖的石方，采用爆破法开挖。石方开挖中，先利用推土机从上而下清除覆盖层土，采用松动爆破、小爆破和光面爆破方法施工。边坡路床面采用光面爆破，机械和人工配合清理。4.4.1爆
9、破方案在石方爆破作业前，根据地形地质，开挖断面及施工机械配备等情况，编制实施性爆破设计施工方案，报请监理工程师批准，并严格按照监理工程师的指令执行。路堑石方爆破前，应针对不同岩体进行爆破设计、试爆，选择合理的爆破参数。在施工过程中，还要根据地质变化情况及时调整和修改爆破设计。对于开挖深度大于6m，且石方量较大的工点，每57m为一层深孔爆破，采用潜孔钻机钻孔。开挖深度小于6m，且石方量较小的工点，每3m左右为一层浅孔爆破，采用风枪钻孔。边坡预裂或光面爆破，炮孔按挖方角度布置成斜孔，严格控制装药量及孔距，防止超挖或欠挖。中央路槽爆破开挖炮孔按梅花形布置。路基石方爆破，采用硝铵炸药和乳化炸药，以塑料
10、导爆管引爆。非电毫秒雷管实施逐排微差爆破。爆破后，采用推土机配合挖掘机或装载机清碴装车，自卸车运输。路堑边坡采用预裂或光面爆破，基床顶面采用光面爆破。爆破后根据测量基准点，拉线检查平整度。石质部分采用深孔多排微差爆破法开挖。路堑既长又深时,采用纵向分层分段开挖,每一层先挖出一通道,然后开挖两侧,使每一层有独立的出土道路和临时排水系统；对风化破碎岩体，为保证施工中边坡的稳定和边坡防护的施作，采用阶梯式进行开挖，按设计要求的高度设置平台，形成阶梯边坡。开挖时，边坡预留23m采用光面爆破或预裂爆破， 人工刷坡。深挖路堑的施工遵守“分级开挖、分级防护、及时防护”的原则，开挖一级防护一级，下一级开挖时，
11、应对上一级防护采取保护措施。4.4.2施工工艺（1）石方开挖及爆破施工工艺流程，如下图： 图2 石方开挖及爆破施工工艺流程图4.2.3爆破施工流程施爆区管线调查爆破设计与设计审批配备专业施爆人员爆区放样用机械或人工清除施爆区覆盖层和松散破损强风化岩面放样与布孔钻孔爆破器材检查与测验炮孔检查与废碴清除装药并安装引爆器材布置安全岗和撤出施爆区及飞石、强地震波影响区内的人、畜起爆清除瞎炮（盲炮）解除警戒测定爆破效果（包括飞石、地震波对施爆区内外构成损伤及损失）装、运石方与整修边坡落底至设计高程。开凿台阶作业面先清除地表杂物和覆盖土层，施作小爆破形成台阶作业面。布孔根据设计要求放出开挖轮廓线，各炮孔位
12、，予以编号并插木牌逐孔写明孔深、孔径、倾斜角方向及大小。此时，可同时施工防护用的直立式排架。钻孔钻孔是爆破质量好坏的重要一环，应严格按照爆破设计的位置、方向、角度进行钻孔，先慢后快。钻孔过程中，必须仔细操作，严防卡钻、超钻、漏钻和错钻；装药前必须检查孔位、深度、倾角是否符合设计要求，孔内有无堵塞、孔壁是否有掉块以及孔内有无积水。如发现孔位和深度不符合设计要求时，及时处理，进行补孔或透孔，严禁少打眼，多装药。孔口周围的碎石、杂物清除干净，对于孔口岩石破碎不稳固段，应进行维护，避免孔口形成喇叭状。钻孔结束后应封盖孔口或设立标志。装药应严格按设计的炸药品种、规格及数量进行装药，不得欠装、超装，而影响
13、爆破效果。并按设计安装起爆装置。预裂炮眼为空气柱间隔装药，主炮眼药卷集中装在底部。炮孔堵塞预裂炮孔堵塞长度一般为口部1m左右，主炮眼药卷上部孔眼全部填塞，堵塞材料采用粘土。爆破网路敷设网路敷设前应检验起爆器材的质量、数量、段别并编号、分类，严格按设计敷设网路。网路敷设严格遵守爆破安全规程中有关起爆方法的规定，网路经检查确认完好，具有安全起爆条件时方可起爆。起爆点设在安全地带。安全警戒从开始装药，即设置安全警戒，防止非作业人员进入现场。网路连接后，工作人员逐渐撤离，警戒员、防护人员在指定地点就位，实行区段临时封闭，防止人、车等进入施爆区。起爆在网路检测无误，防护工程检查无误，各方警戒正常情况下，
14、在规定时间，指挥员即可命令起爆。弃砟每次爆破后，间隔规定时间后经安全检查无误，即可撤除警戒，保证作业面安全的情况下，再进行装碴；工作人员进出应走预设道路，不得在运输范围内随意走动；非工作人员严禁进入、运输场地；较大坡度地段、施工作业地段以及有障碍物地段，必须设置明显的标志，汽车通过以上地段时，应减速鸣号。总结分析爆破后应对爆破效果进行全面检查，综合评定各项技术指标量是否合理，进一步确认已暴露岩石结构，产状、地质构造、判断岩石物理力学性质，综合分析岩石单位耗药量作好爆破记录。路基深挖段施工工艺流程同土质和石质路基开挖流程。4.2.4施工方法路基开挖采取纵向拉中槽、水平分层开挖进行爆破作业。分散石
15、方段开挖：采用人工风钻凿眼，小爆破开挖，装载机挖装自卸汽车运输到填方段或弃土堆。集中石方段开挖：采用深孔爆破，深孔采用潜孔钻钻眼，人工装药非电爆破。预留两侧边坡2-3m厚左右采用光面爆破刷坡，以确保边坡稳定。光面爆破采用风钻钻眼，小炮爆破。开挖时先起爆光面预裂孔，再起爆主炮孔，最后起爆缓冲孔。对强风化岩层段路堑，还应及时采取护坡措施以封闭暴露围岩。一般石方开挖对软石和强风化岩石，采用挖掘机直接采挖；次坚石、坚石采用深孔微差梯段式爆破技术，潜孔钻、风钻钻孔施工。本工程采用垂直钻孔梯段式（台阶式）深孔爆破，布眼形式为梅花型，深孔爆破台阶高度H与12级台阶高度一致约510m。其它设计参数见下表。表1
16、 深孔爆破参数表爆破参数名称计算公式单位备注最小抵抗线W=（3050）dmd为钻孔直径孔距a=（1.01.3）Wm排距b=Wm超钻H=（0.080.12）Wm孔深L=H+bm堵塞长度Ld=（0.91.2）Wm装药长度Le=L-Ldm装药密度q=*d2/4Kg/m为炸药密度每孔装药量Q1=q*Lem总装药量Q=n*Q1mn为钻孔数量松动爆破在临近既有公路处和靠近民房地段以及挖深在6m以内的，采用炮眼法进行松动爆破，打眼时尽量避免炮眼方向与临空面垂直，且不要与最小抵抗线重合，避免发生冲炮，残留较长的炮眼，浪费炸药。并要对炮口进行有效地覆盖。根据现场实际采用纵向或横向分层分段台阶式开挖，台阶高度35
17、m，为加快进度，挖方地段中间可加设马口，最好不长于20m，以增加工作面。爆破作业指数n（n=漏斗半径r/最小抵抗线W）应小于或等于0.75；坚石中装药长度为眼深的1/22/3；在次坚石中装药长度为眼深的1/31/2；软石中装药长度为眼深的1/3或稍多，通过试验确定最佳的装药量。光面爆破a.在路堑每层开挖后，沿坡度线预留2m的光爆层，进行光面爆破。在进行光面爆破钻孔时，使用托架对钻杆倾斜角及眼位进行限位处理，使眼位误差小于20mm，倾斜误差小于2。一般眼距a取（1216）d（d为钻孔直径，现为38mm），即a=4660cm，取a=50cm，光爆预留层W取2.0m，眼深L取2.5m。炸药及雷管用量
18、初步计算：（毫秒雷管引线按4m计）炸药用量（每孔）Q=（q1A+q2v）f其中：q1=5080g/m2，取q1=70g/m2（q1为单位面积用药量）q2=150250g/m3，取q2=200g/m3（q2为单位体积用药量）A切割面积A=WL=2.02.5=5.0m2V爆破体积V=WLa=2.02.50.5=2.5m3f临空面系数，当有两个临空面时，取f=1.0每孔用药量Q=（705.0+2002.5）1.0=850g/每孔.根据公式可求得每孔可爆破岩石（炮眼利用率85计）：85WLa=0.852.02.50.5=2.125m3光面爆破时，每16孔一联，用一发电雷管引爆，用非电毫秒雷管20发。折
19、合每孔用料为：电雷管1/16=0.0625发，非电毫秒雷管20/16=1.25发。b.周边眼施工要求：()沿轮廓线的眼距误差宜小于50mm；()炮眼外偏斜率不大于50mm/m；()眼深误差不大于100mm。c.光面爆破采用毫秒起爆方式，雷管段位跳段使用。d.开挖工作面的岩石爆破时，从上至下分层进行。周边眼采用低密度、低爆速、低猛底、高爆力的炸药，并采用毫秒雷管或导爆索同时起爆。当炸药用量较多，对围岩影响较大时，可分段起爆。e.周边眼采用小药卷连续装药结构或间隔装药结构；眼深小于2m时，可采用空气柱反向装药结构；在岩石较软时，可采用导爆索束装药结构。f.爆破效果符合下列规定：()眼痕率：硬岩不应
20、小于85%，中硬岩不小于60%且分布均匀； ()边坡成型符合设计图纸要求；()两炮的衔接台阶尺寸：眼深小于3m时，不得大于150mm，眼深为5m时，不得大于250mm；()岩面不应有明显的爆震裂缝，坡面局部凸凹差不大于15cm（用2.5m直尺检测）。预裂爆破a.在需减弱爆破震动或要求较高坡面平整度的地段以及需减少开挖数量时采用预裂爆破。b.边坡预裂要求()裂开宽度12cm。()预裂面平顺整齐。坡面局部凸凹差不大于15cm（用2.5m直尺检测）。()在岩层完整均一的过坡上留有半个炮孔痕迹，总长度不小于钻孔总长度的70%，且孔周围岩无明显裂碎。c.预裂炮孔深度以钻孔能达到精度要求为限，不宜大于7m
21、。边坡较高时从上至下分层进行，分层处可留置3050cm宽的过坡平台。预裂炮孔直径与所用炸药卷直径的比值（不偶合系数）以在23之间为宜，不小于2。d.预裂爆破的线装药密度（装药集中度）及孔距等参数在符合上条条件下通过试验选定。试验地段地质条件应具有代表性。每排试验至少有5个预裂炮孔。e.预裂炮孔选用高威力炸药连续或间隔装药。炮孔底部适当加强或加密装药，炮孔上部适当减少装药。f.钻孔作业与精度要求：()施钻前沿边坡线将孔口周围松散覆盖层清除，并辟好钻机运转工作面。()准确施放孔位桩。在横断面方向，孔口中心距路基中线水平距离的复测误差以及与计算值比较的误差均不得大于30mm。()施钻方向应与边坡走向
22、垂直：横向角度应与边坡角一致。孔底中心偏离设计坡面不应大于孔深的2%（垂直边坡方向）。()预裂孔底均应在同一底板平面上。g.预裂炮孔孔底必须同时起爆并尽量缩短各炮孔爆炸的瞬间时差。预裂孔在主体爆破之前施爆时，完成预裂的地段在主体爆破前方应保持有不小于15m的长度。预裂炮孔与主体炮孔在同一起爆网中起爆时，预裂炮孔应提前起爆，其时差在试爆中选定，一般取50ms；石质较坚硬时适当增大时差。所有主体爆破炮孔与预裂面的距离均不得小于1m。控制爆破的人员组成本爆破工程由各路基施工作业队专业爆破作业组进行施工。设有施工负责人、技术负责人、钻孔负责人、测量员、爆破工、安全员等，分工负责完成工程任务。起爆顺序起
23、爆顺序为：先起爆光面预裂孔，再起爆主爆孔，最后起爆缓冲孔。施工注意事项a.施工前，准确测定出设计边坡线和预裂孔的位置；施工中，要切实掌握好钻的方向、角度和深度，各预裂应相互平行，孔底应落在同一水平面；预裂孔的角度应与设计边坡坡度一致。b.预裂孔的装药量一般应根据计算装药量先做试验，以求得合理的装药量及装药集中度。c.预裂孔要同时起爆，以保证其良好的光面效果。d.施工中，严格执行国家有关爆破安全规程，并注意控制同段起爆炸药用量，以确保安全施工及爆破安全。e.石方开挖应随时做好观测，特别是边坡高度较大时或地质不良地段，应采取适宜的爆破方式或爆破参数，实行控制爆破。f.本标段挖方将多数用作路基填筑，
24、爆破作业时，要特别注意控制爆块的块径大小，对于直径大于25cm的爆破石块采用炮解或大功率轧石机进行二次解小处理。4.3路堑高边坡观测4.3.1 当挖方边坡高度大于15m时进行观测。4.3.2 土质边坡段深埋混凝土桩作观测桩，石质边坡段可在稳固石块中作观测标记代替观测桩。4.3.3 观测桩测量采用全站仪仪和高精度水平仪进行，测量结果满足下表规定。表2 边坡观测表调查范围调查内容基本要求坡顶面调查边坡开挖过程中对坡顶外大于50m范围内进行定期调绘，主要调查地表土有无裂纹，有裂纹发生时记录裂纹产生时间、深度、通透性、充水状况等发展变化情况。及时排除裂缝中的水并封堵裂缝，防止地表水下渗，并根据实际情况
25、研究边坡的稳定性。边坡坡面调查边坡开挖过程中记录开挖断面，观测坡面岩层产状，节理发育情况及地下水出露情况，若遇有结构面组合不利边坡稳定，地下水涌出等情况应及时现场讨论研究边坡稳定性。每段边坡中均观测，每2550m设一个观测点，特殊位置加密观测点并取样试验。观测桩测量利用已有固定点对各段边坡平台中设置的观测桩进行位移、高程的测量，以了解边坡变形的发展，设置时可先两级边坡设置一个观测桩，发现变形连续增加后立即加密至每层平台或视具体情况再加密。观测精度均应达到L（mm）；所利用的固定点应稳固。观测到变形连续增加且速率加大时，应认真研究边坡稳定性。4.3.4 每段边坡开挖中及时进行坡面、坡顶观测，判断
26、无需变更设计后设置防护工程，再进行下一步开挖。4.3.5 观测中发现问题及时报监理工程师和设计部门，并采取措施加以解决，确保工程安全。监测频率应与施工和降雨量相适应，在雨季、变坡开挖放炮期间和已经出现变形时加密监测，连续3日降雨量大于50mm/日,应连续观测3次,间隔时间不大于2天。表3 监测时间和频率序号监测项目测试原件监测周期1地表位移位移桩每周一次1深层位移测斜管每周一次5、主要施工机械设备配置 主要机械、人员配置见下表：表4 机械设备一览表序号机械名称型号台套状态进场日期使用部位备注1挖掘机DH225LC-91良好2017.1.6路基、桥隧2挖掘机SK200-81良好2017.1.5路
27、基、桥隧3潜孔钻机GC208-81良好2017.1.9路基、桥涵4自卸车解放J64良好2017.2.21路基、桥涵6装载机ZL50GV1良好2017.1.24路基、隧道表5 人员配备情况序号工种数量备注1司机162爆破班长23安全员24凿岩工45爆破工56爆破器材现场保管员17警戒人员66、关键工序及质量为保证开挖及爆破施工工程质量，综合考虑施工特点及工程实际情况后制定以下保证措施：(1)依据工程特点，建立健全和严格执行本工程质量保证体系。(2)严格落实施工组织管理措施。(3)严格服从业主、监理人员的质量监督。(4)严查影响质量的关键工序和特殊工序，确保对其控制，从而保证施工质量。(5)严格按
28、“爆破施工技术方案设计”要求进行施工，同时依据不同的地形条件采取合理的爆破方法。(6)施工过程中，做好测量工作。严格控制爆破线，防止超爆现象的发生。(7)经常检查爆破器材现场使用情况和剩余爆破器材及时退库情况。(8)配备具有丰富经验的技术人员进行技术保障，确保工程质量。(9)严格控制渣石粒径，确保满足装运要求，从而提高施工效率。7、施工安全重点部位、环节的安全要求及措施7.1哑炮的预防处理措施7.1.1盲炮的预防措施对于爆破器材要严格检验，妥善保管，防止使用技术性能不符合要求的和已过期变质的爆破材料；严格按设计施工，检查炮孔布置、起爆方式、网路敷设、网路联接是否合理可行；在有水工作面或炮孔有水
29、时，应采取可靠的防水措施，避免爆破器材受潮失效。提高装药的连续性；提高操作技术性，以防导爆管漏接、折断、划破。7.1.2 盲炮残药的处理在出现哑炮后，立即对爆破区进行现场封锁；组织成立由爆破工程师和为首的技术组，进入爆破现场查看和分析出现哑炮的原因(比如：炸药和爆破器材的质量问题、起爆网络被破坏等)，并严格按照有关的国家规范和行业的有关规定严密制定哑炮处理方案；在报爆破总指挥批准后进行处理。发现盲炮残药要及时处理，不能及时处理的要立即设置明显警示标志，并采取相应措施。在盲炮区域内不得进行与处理盲炮无关作业。应有当班原装药的爆破员会同技术人员处理，如本班不能处理或未处理完毕，必须做好交接班，将盲炮数目、炮孔方向、装药数量、起爆药包位置、处理方法和处理意见在现场交接清楚，由下一班继续处理。可采用以下几种方法处理：当线路完好时可重新联线起爆。重新起爆时要检查最小抵抗线是否改变，若有改变应采取其他措施，并在危险边界设置警戒和采取相应的安全措施；诱爆法。利用木制、竹制或其它有色金属制成小勺，小心地将堵塞物掏出。重新装起爆药包爆破；打平行眼装药爆破法。可在距盲炮口不少
