静态爆破排危工程设计方案.docx
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静态爆破排危工程设计方案
XXX
危岩排险工程
破施工方案
编制:
审核:
批准:
XXX公司
年月日
一设计主要依据规范及参考资料
1《爆破安全规程》(GB6722-2014);
2《中华人民共和国安全生产法》;
3《中华人民共和国民用爆炸物品安全管理条例》;
4《爆破手册》(冶金工业出版社)汪旭光主编;
5《城市控制爆破》冯叔瑜等著;
6其它必须遵守的国家和地方法律法规及条例;
7爆破现场和周围环境勘察情况及我公司类似爆破工程实践经验。
二、工程概况
XX县位于贵州省西部边缘,隶属XX市区域。
地处云贵高原乌蒙
山脉腹地,县境中部为开阔平缓的高原面,四周低矮,是贵州省面积
最大、海拔最高的县。
境内地质构造发育、地层岩性及其组合多样、
地质环境条件复杂,以及近年来气候多变、降雨量大等,是导致该县
地质灾害发生频繁的重要因素之一。
产生较多环境地质问题,直接或
间接诱发各种地质灾害的频繁发生,造成了巨大经济损失。
严重威胁
地质灾害区域内人民群众的生命财产安全,影响和制约该县国民经济
快速、健康发展和长远规划。
在进入雨季以来,贵州省各地相继突发强降雨,局部地区突发短
时特大暴雨,持续的降雨导致了XX县鸡场镇大坝古村安云组马家山
区域内的岩边坡相继发生了危岩体崩塌地质灾害,而且在崩塌区域内
仍然有一部分岩体在脱离母体后,仍然矗立在山腰;由于外营力的作
用层理、节理都十分的发育;直接严重威胁到山体下方几户村民的生
命、财产安全。
灾情及险情发生后,贵州省XX县人民政府、县国土资源局、县交
通局等部门高度重视,为确保村民生命、财产安全,保障人民群众的
安居乐业;决定对居民上方山腰已经脱离母岩的风化十分严重的危
岩体实施排除、清理作业。
在村委会领导同志的带领下,我公司技术人员对危岩体现场的实
地观察:
拟排危岩石块体位于XX县鸡场镇大坝古村安云组马家山坡
上,场地崩塌即位于该通组公路的上方约120m处:
长约30m、高6--7m、
纵深为4--5m的范围内,共有四个灾害点;约110m3左右。
受当地村
民委员会的委托,我XX久翔爆破工程有限责任公司对该项目的危岩
排除实施爆破排除作业。
三、拟排危区域内的自然地理
1、交通位置
本次治理的灾害点位于XX县鸡场镇大坝沽村安云组马家小山
有大坝沽至箐口的通组公路从山腰经过,距鸡场镇政府约8Km,距XX
县约75Km,交通较为方便。
高原性季风气候区。
据XX县气象站近几年气象资料:
年平均气温
15.2oC,日最高气温34.6oC,最低气温-7.8oC。
最热为7月,月均
气温22oC;最冷为1月,月平均气温6.4oC。
年平均降雨量1327.9mm,
最多年达1887.6mm;最少年仅960.4mm;5~9月为丰水期,占年降
雨量的80%以上,年平均蒸发量1368.1mm,年平均相对湿度81%。
风向以东北风为主,亦常见西南风,历年最大风速为23m/s,最大风
速多为西南风,一般出现在每年的春季。
(2)、水文
场区位于坡顶,地形陡峻,利于大气降雨排泄与流通,区域内汇
水面积很小,而区内的第四系覆盖层、厚度小、孔隙大,透水性很好,
不利于地表水体的储存,因此,区域内地表水极其匮乏。
3、地质环境
(1)、地形地貌
XX县鸡场镇崩塌地质灾害点位于鸡场镇大坝沽村安云组,原始
地形受断裂构造切割以及长期的剥蚀、侵蚀作用,形成现有陡坡、陡
崖地形。
该区域内植被主要以灌木为主,主要分布在公路以上部分的山腰
部,场区内居民点主要集中分布在公路坎下方地形相对较为平缓的斜
坡带,斜坡坡体上也零星分布有居民。
(2)、地层岩性
根据详细调查和区域地质资料显示,测区内出露的地层主要有第
四系崩塌堆积层(Q4col)、崩坡积层Q4c+dl、坡残积层Q4dl+el、二叠系上
统宣威组地层(P3x)。
(3)地质构造与地震
a、地质构造
XX县鸡场镇危岩崩塌场区主要构造为断裂,走向NW、倾向NE
的幺站断裂从测区东侧穿过,延伸长度约36km,为一顺扭层,工程
区位于二叠系盘段,破碎带宽度50~1000m,断裂的构造切割和后期
的构造剥蚀直接形成陡峻的地形地貌,但其属于非全新活动断裂,因
此,场区区域地壳稳定性较好。
b、地震
据XX县地震台资料,XX县地处滇东巧家—东川地震带边缘,地
震活动频繁,每年均发生强感地震2次以上,国家地震局XX县确定
为IV度烈度区,是贵州省防震的主要地区。
4、崩塌山体基本特征
(1)、崩塌山体边界、规模
鸡场镇大坝沽村安云组马家小山崩塌灾害点位于大坝沽至箐口
通组公路的上方约120m处,在平面上呈条带状分布;该类危岩体本
身节理裂隙发育,加上层理面张开,同时切割母岩,使之破碎呈块状,
形成不稳定的块体。
(2)、崩塌山体变形成灾的类型
这类危岩主要受与坡面平行或大致平行的卸荷裂隙控制,厚度
较小,仅局部附于母体上,形状各异,这类危岩体体积较小,数量小,
一般分布在陡崖上部。
(3)、崩塌山体可能造成的危害
通过本次对崩塌变形区的工程地质调绘及走访调查,区内崩塌山
体局部变形拉裂形成小型崩塌、坠石,其成灾破坏的主要类型为损坏
公路、房屋、破坏耕地,威胁村庄(居民点)等。
(4)危岩带崩塌诱发因素
危岩的存在必须有高、陡斜坡作为其载体,大坝沽村安云组马家
小山坡面危岩体主要分布于高陡边坡地带,危岩体在内外地质营力作
用下形成。
4、应急治理目的
由于灾害体分布于大坝沽村安云组马家小山坡面,有大坝沽
至箐口通组公路的上方约120m处;山体北西侧下方25m处就有两户
单独的村民民宅,公路下方为当地村民集中区域,可以从卫星云图上
清晰的反应出来。
鸡场镇大坝沽村安云组马家小山崩塌灾害点卫星云图
本次应急治理的目的在于通过应急治理工程的实施,起到减缓灾情,减轻地质灾害的发生对受威胁对象的危害程度。
山体顶部发育的危岩体稳定性差,持续降雨可能导致危岩体整体
崩落,沿北侧坡面崩落岩体可能汇通坡面原有崩塌堆积体滑落至斜坡
下部,从而对马家山坡以及下侧西北公路下方村民生命财产安全构成
威胁,对斜坡顶部危岩体以及分布于北侧坡面崩塌堆积体实施工程处
理为本次应急治理重点。
7、爆破排危区域内的周边环境
我公司技术人员在对坍塌点进行了实地观察:
(1)、灾害点位于贵州省XX县鸡场镇大坝沽村安云组马家小山崩
塌灾害点,区内山势高耸、谷坡陡峻,地形狭窄,其地形地貌、地层
岩性、气象水文等因素有利于崩塌、落石地质灾害的孕育和发育,为
贵州省地质灾害易发区。
(2)、崩塌灾害点危险性和危害性大,目前直接威胁到北西侧下
方25m处的两户村民、大坝沽至箐口通组公路交通安全和公路下方
大量村民集中区域的生命和财产安全。
(3)、灾害点内存在危险较大的危岩体(4)处,其危险性和危害
性较大。
XX县鸡场镇大坝沽村安云组马家山灾害点现场
(1)
XX县鸡场镇大坝沽村安云组马家山灾害点现场
(2)
XX县鸡场镇大坝沽村安云组马家山灾害点现场(3)
XX县鸡场镇大坝沽村安云组马家山灾害点现场(4)
1、应急治理总体方案
本着减缓灾情,减轻地质灾害的发生对受威胁对象的危害程度的
目的,根据现场调查,危岩体主要沿南西、北西两个方向产生较大规
模崩塌破坏,沿西南侧崩塌规模较小,南西、北西两个主要崩落方向
无直接威胁对象,沿西南侧崩落岩体对山体下方村民民宅造成直接威
胁;本次应急治理建议对分布于斜坡顶部的部分危岩体由西南向东北
方向实施清除外运。
根据我公司对类似排危的经验结合本次排危的特点决定:
采用:
“危岩体主动防护网+崩塌体破碎清方+滚石沟防护+人工清运的综合
治理方案”
(1)、采用爆破实施实施破解清除:
首先爆破作业的安全防护较
为复杂,而且爆破作业产生的飞石控制,也给爆破作业带来较高的施
工成本。
爆破作业本身的备案流程十分的繁琐:
需要进行爆破作业实
施方案+安全评估+安全监理,这样的作业流程不但费用大、时间长,
而且还具有很大的安全作业风险,只能适应于大规模的土石方开挖作
业。
所以不采用爆破排除方式作业。
(2)、由于本次排危的危岩体崩塌规模较小,可以采用静态爆破
的方式实施破解作业。
只要将需要排除的破碎体整体的用钢网罩住,
在钢网内实施破解成可以人工搬运的小块,然后采用人工搬运的方式,
将破碎体搬运到附近的凹处区域;就达到了清除破碎危岩体、消除坍
塌的清危目的。
采用这样的处理方式,对于山体下方的民宅没有任何的安全隐患,
所以该本次排危作业采用:
静态爆破实施实施排危作业。
2、分项工程设计
(1)清除对象
危岩体分布于东北侧山脊位置,受前期崩塌影响,发育的危岩体
呈锯齿状展布,节理发育,稳定性差,长15m、高6--7m,纵深5--6m
区域内的脱离母岩的危石表体。
(2)清除和转运方式
清危方式:
由于危岩体所处地势不高,而且清除部分的放量较小;
因此本次清除危岩以人工清除为主,现场根据块体大小确定采用风钻
切割方法、人工冷凿或相互结合等方法使用。
危岩体的转运:
由于危岩体位于山脊位置,西侧坡面已经产生滑
动破坏,为减小落石加载作用对坡体稳定性的破坏,杜绝在清除危岩
过程中诱发危岩崩落灾害,造成对其下方人员伤害和建筑物的毁损。
(3)、落石槽
根据现场调查,危岩体下沿北东侧以小规模崩塌及掉块为主,坡
面分散堆积有单块块体。
且危岩体下方植被发育较好,以乔木为主,
于危岩体下方缓坡区修建落石槽,从而保证下方民宅、公路及公路下
方村民生命财产安全。
根据排排危体的具体位置:
落石槽沿原灾害区域与民宅之间的距
离民宅10处位置展布,山体下方25m,坡度约为35°处就有零星的
民宅;为确保本次排危对下方村民民宅没有任何的安全隐患,在排危
体与民宅之间的靠近民宅10m处开挖一条落石槽,同时将槽内的土石
堆放在下方砌磊成一道长15m、宽1.2m、深1.0m的安全防护墙,开
挖落石槽弃土直接堆放于落石槽外侧作为返冲土堤,返冲土堤顶部宽
度为1.0m,土堤表面做相面处理。
确保民宅的安全无事故。
五、施工总布置
(4)施工现场实际情况,合理布置,利于施工和现场管理,
遵循施工方案和满足施工进度计划的要求。
2、尽可能减少临时工程工作量,方便运输,节约费用,降低工
程成本。
3、临时设施及施工点的布置应便于工人的生产和生活。
并符合
劳动保护、安全技术、防洪及防火的规定。
4、对环境保护和文明施工的要求。
5、符合国家政策及地方法规和条例。
六、排危施工组织及施工机械基本要求
1、入场准备
山体排危工程是高危作业,主要是安全管理的问题,首先现场
的施工人员必须按照规范要求:
(1)、必须穿戴好合格的劳保服装,劳保鞋和安全帽等;
(2)、本工程的危险性较高;安全带的使用必须为合格产品;
必须系好安全绳、安全带,确保钻爆作业、涉爆作业人员的安全无事
故。
(3)、所有的现场施工人员必须是“五险一金”+“意外伤害
险”具备后,持证上岗。
2、危岩表体破碎层清除:
对崩塌边坡上分布的孤石、悬石和脱离母体的危岩体等进行爆破
清除;在整个崩塌(危岩带)区域段上还分布有体积大小不等的危岩
体或松动或破碎的岩块,该类岩石在外力作用下,其发生崩塌后危险
性很大,实施爆破作业前,还需要对该类危岩体、松动和破碎岩块等
应将其清除。
3、爆破残留边坡的坍塌失稳
一般的爆破都会对保留边坡的内部岩体产生破坏,受破坏的程度
主要与如下因素有关。
1)、爆破药量。
一次起爆药量愈大,坡内的应力波愈强,边
坡破坏愈严重。
(2)、最小抵抗线。
最小抵抗线愈大,向坡后的反冲力愈强,
边坡破坏愈重。
(3)、岩体地质条件。
地质条件不良,岩性较软,岩体破碎,
施工时清方刷坡不够彻底,边坡塌方失稳的可能性越强。
此外新成边
坡改变了坡内原有应力场,暴露的新鲜岩石,在风化作用下强度逐渐
降低,使得新边坡不断变形,稳定性渐渐衰失。
(4)难点:
爆破产生的边坡失稳灾害分为两类:
一类为爆破振动引起的自
然高边坡失稳;另一类为爆破开挖后残留边坡遭受破坏,日后风化作
用引发不断的塌方失稳。
从岩体结构面产状与开挖边坡的方位关系,爆破振动产生的惯性
力及对原结构面力学强度的影响来进行分析。
对边坡的影响主要从降
振的措施来考虑。
爆破对边坡的影响程度与影响范围主要与爆破规模、爆源距离,
起爆顺序和地质条件有关。
保持边坡稳定的治理原则是减少下滑力,
增加阻滑力,爆破残留边坡的坍塌失稳。
七、施工技术措施
本次灾害治理工程包括:
清危工程、堆积体外运工程、落石槽工
程。
清除危岩采用人工清除、转运。
1、静态爆破法:
静态爆破法也叫“膨胀剂法”或“无声爆破法”其实是在岩体
上钻孔,在钻孔中灌装膨胀剂,依靠膨胀剂的膨胀力使岩体产生裂隙
或裂缝从而达到破碎岩石的目的。
此方法的最大优势就是不产生爆破
声响、爆破振动、爆破飞石、爆破粉尘、爆破振动、以及爆破作业产
生的有毒、有害气体;此方法能确保施工安全,故本设计采用静态爆
破法,它的缺点是投入的机械设备较多、投入的人工较多,而且施工
进度较为缓慢。
2、静态爆破法的施工
首先确定当地气温、药剂温度、拌合水温度、岩石温度、容器温
度是否与要求符合;检测药剂包装是否破损,操作前无比确定已准备
以下材料物品:
药剂、清洁拌和水、盛水桶、拌和盆和水瓢、桶棍(水
平灌装),防护眼镜、橡胶手套、备用清洁水和毛巾等必备品。
(1)、设计布孔
布孔前首先要确定至少有一个以上的临空面,钻孔方向尽可能做到
与临空面平行;横向分布孔距20--30cm,纵向间距20--30cm布置成
平排炮孔,排距以20--30cm为宜,必须采取逐排作业,不得多排同
时作业,钻孔深度根据现场石方状态确定一般以1.2--2.0m为宜。
钻孔:
钻孔的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;钻孔太多易冲孔,根据我公司对类似工程的经验本
工程采取直径为38--40mm钻孔作业。
钻孔内的余水和余渣采用高压
风吹洗干净,孔口旁应干净无土石渣。
(2)、钻孔深度和装药深度
孤石的岩体钻孔深度为破碎体的80--90%,钻孔深度可以根据施
工要求选择,一般是在1.5--2.0m为宜装药深度为孔深的100%;
2、装药
(1)、向下和横向的眼孔,可在药剂中加入22--23%(质量比)
左右的水(具体加水量由颗粒大小决定)拌成流质状态(湖状)用药
卷装填钻孔时,应逐条桶实,;粗颗粒状药剂水灰比调节到.22--0.25
时静态破碎剂的流动性较好,细粉末药剂水灰比在32%作业时流动
性较好,也可以不通过通实过程,向下灌装捣产比较方便,根据本工
地的具体情况,该工地拟采用“由上而下、分层破碎”的施工方式,
方便人工操作。
水平方向和向下方向的钻孔,可用地钻直径较小的高强长纤维纸
袋装入洁净水完全浸泡,30--50秒后药卷充分湿润、完全不冒气泡时,
取出药卷从孔底开始逐条装入并捅装实,密实地装填到孔口,即“集
中浸泡、充分浸透、逐条装入、分条捣实”。
也可以将药剂拌和后用
灰浆泵压入,孔口留5cm用黄泥封堵保证水分药剂不流出。
(2)、岩石刚开裂后,可向裂缝加水后支持药剂持续完全反应,可获得更好的效果。
(3)、本工程进行岩石破碎施工,操作人员的协调配合很重要,应
采用多分灌装小组的方式,每小组由主副两名灌装手组成,取药搅拌
时,主灌装手负责取药分量和搅拌,副灌装手负责确保药剂捣实,完
成后旧麻袋覆盖孔口,各小组采用:
“同步操作,小拌勤装;的循环
操作,即:
每组施工工人在操作前必须穿戴好劳保用品,每次操作过
程中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
能完成的工作量。
个灌装小组在取药、加水、拌药、灌装过程中应基
本保持同步和保持相对距离进行(以免相互影响和冲孔安全事故),
可以每孔内药剂的最大膨胀基本保持同期出现,有利于岩石的破碎。
每次装填过程中,已经开始发生化学反应的药剂(表现开始冒气和温
度快速上升)不允许装孔内,从药剂加入拌和水到灌装结束,整个过
程不超过5分钟。
3、药剂反应的时间控制
(1)、药剂反应的速度与温度有直接关系,温度越高、反应的时间
越快,反之温度越低、反应的时间较长;实际操作中时间反应很快的
原因有两种:
一种是在拌和水中加入抑制剂,另一种是控制拌和水、
干粉剂和岩石的温度等;夏季温度较高,破碎前应对破碎体进行安全
防护,药剂存放在低温处避免爆晒,将拌和水温度控制在15°以下。
(2)、药剂(卷)反应时间过快易发生冲孔伤人事故,可用延缓
反应时间的抑制剂,抑制剂放入浸泡药剂(卷)的拌和水中,加入量
为拌和水的5%--6%,冬季加入促发剂和提高拌和水温度,拌和水温
度不超过50°,反应时间一般控制在30--60分钟较好。
3)、条件较好的施工现场可以根据实际情况缩短反应时间,以
利于施工。
八、安全措施和注意事项
1、无关人员不得进入施工现场;
(1)、必须戴好安全帽、防护眼镜、穿好劳保工作服,工作鞋和橡
胶手套,施工人员未戴好劳保用品属于安全违章,发生冲孔是正常现
象,也是不可预见和不可完全控制的现象,冲孔产生的原有较多,大
致有以下几种:
操作人员操作不当,操作时间太长,包括药剂已经发
热冒气仍在灌装等,装填不密实有空气隔层等;温度控制不当,气温
高时,拌和药剂,钻孔壁温度控制不当,抑制剂药量不够,致使药剂
反应速度过快等;布孔设计不当:
孔距及底盘抵抗线过大;钻头选择
不当,钻孔直径过大;孔壁光滑等。
冲孔时药剂温度较高而且腐蚀性
较强,冲入眼内可能会对眼角膜造成严重伤害,为防止伤人事故,操
作人员必须佩戴符合国家安全标准的防冲防尘PVC劳保眼镜等劳保
用品进行操作。
(2)、在药剂灌入钻孔到岩石开裂前,不可将面部直接面对已经装
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
隙发展状况时应更加小心,此外施工现场应专门准备好清水、毛巾等,
冲孔时入药剂贱入眼内或皮肤上,应立即用清水冲洗,严重者立即送
医院清洁治疗。
(3)、在破碎工程施工中需要改变和控制反应时间,必须依照规定
加入抑制剂或促发剂,并按要求配置使用,严禁擅自加入其它任何化
学物品。
(4)、严禁将破碎剂加入后装入孔容器内(入直口玻璃、啤酒瓶
等),否则非常危险。
(5)、刚钻完的孔和刚冲洗的钻孔,孔壁温度较高,就确定温度
正常符合要求并清洗干净后才能继续装药;
(6)、膨胀剂在允许和存放过程中应防潮、防爆嗮。
开封后应立
即使用,如依次未使用完,应立即扎紧口袋,需要时再开封。
(7)、使用膨胀剂前请确认操作人员对说明书已经仔细阅读并理
解。
2、施工机械基本要求
该危岩治理工程包括清危工程、堆积体外运工程、落石槽工程。
施工选用的主要机械设备见表6-1。
表6-1主要施工机械及其数量
机械设备名称
风钻
型号
阿特拉斯7655
容量或效率
单位
台
数量
2
钻头空压机
20开山
3.0m3
个台
20
1
钻杆
20
米
1
静态爆破剂
冬季
Kg
800
水
吨
6
安全防护网
20*20
2.0*2.4
张
10
该危岩治理工程包括清危工程、堆积体外运工程、落石槽工程。
3、施工顺序及进度计划
(1)、施工顺序
根据工程特点,其施工总顺序为:
首先采用人工对坡顶危岩体进
行安全防护网的主动防护,同时在民宅后侧开挖滚石沟,然后对坍塌
点的危岩体实施:
“自上而下”的破解清除,最后危石的块体进行外
运堆积。
(2)、施工安全要求
a严格控制非施工人员进入现场。
施工人员进入现场必须戴安全
帽及其他必要的安全防护用品。
每日开工前必须对施工机具做好检查,
维修及安全防护。
b施工区必须设防止地表水、雨水流入的安全设施。
严禁向施工
区抛掷物品。
c电气设备必须接零接地,并装设漏电保护装置,防止漏电触电
事故。
d施工过程中,应做好各种施工和检验记录。
对于发生的安全故
障及其处理.
4、进度计划
预计施工工期25日历天,施工进度计划见表6-2。
表6-2工程施工进度计划表
序
号
分项工
程名称
施工进度计划
3天
20天
2天
1
施工准备+落石
槽+安全防护
2
危岩清理
3
块体堆放
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