人工挖孔桩爆破施工方案.docx
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人工挖孔桩爆破施工方案.docx
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人工挖孔桩爆破施工方案
挖孔桩爆破施工设计
一、工程概况
1、自然条件
项目地处陕西省铜川市印台区金锁关镇镇烈桥村,沿漆水河而建,区内地貌起伏强烈,地表破碎。
表层为粉质粘土,以下为强风化泥岩、强风化砂岩、中风化泥岩和中风化砂岩间隔分布。
2、工程简介
本合同段路线起点K112+220,终点K115+800,全长3.58公里,双向六车道高速公路设计标准,全段设大桥8座,中桥1座,小桥3座,共有桩基础644根,设计为嵌岩桩,孔径有1.2米、1.4米、1.6米、1.8米、2.0米、2.2米多个类型。
桩长10~25米。
2、编制依据
1、《两阶段施工图设计》
2、《爆破安全规程》(国标6722-2003)
3、国家现行公路工程施工技术规范
4、施工现场实际勘察
5、已批复的《实施性施工组织设计》
三、危险源辨识及监控
1、爆破用火工品管理
2、挖孔作业锁口、护壁材料质量及施做质量
3、爆破施工用药量控制及其对护壁的震动控制
4、孔外防排水措施因素
5、孔内通风及空气流通控制
6、锁口盖板及防落物措施
7、吊装材料性能及施工程序
8、安全用电因素
针对以上危险源存在较大可能的因素,发挥项目质量、安全保证体系效能,从材料进场质量控制、机械使用进场验收、操作规程、施工程序等方面入手,严格遵循各项制度及办法,以安质部为主责部门,执行安全、质量保证体系中各项检查制度及《火工品管理制度》等相关措施。
四、爆破方案的选择
由于开挖爆破只有一个狭小的自由面,开挖直径只有1.2~2.2米,工作面位于地下2-25米,井壁支护为砼浇筑,抗震能力小,本项目桩基开挖爆破采用小孔径浅眼分段微差爆破法。
微差爆破
桩基底面为坚硬岩石,桩孔周围有现浇砼护壁,采用毫秒爆破。
即两相邻药包或前后排药包以毫秒的时间间隔(一般为15~75ms)依次起爆,称为微差爆破,亦称毫秒爆破。
多发一次爆破最好采用毫秒雷管。
当装药量相等时其优点是:
可减振1/3~2/3左右;前发药包为后发药包开创了临空面,从而加强了岩石的破碎效果;降低多排孔一次爆破的堆积高度,有利于挖掘作业;由于逐发或逐排依次爆破,减少了岩石夹制力,可节省炸药20%,并可增大孔距,提高每米钻孔的炸落方量。
炮孔排列和起爆顺序,根据断面形状和岩性。
光面爆破
桩基为圆孔断面,为确保挖孔质量,采用光面爆破。
在桩孔底面周边适当排列一定间隔的炮孔,用控制抵抗线和药量的方法进行爆破,使之形成一个较圆顺的桩孔光滑周边。
光面爆破时,应严格保持炮孔在同一平面内,炮孔间距和抵抗线之比应小于0.8。
装药量控制适当,并采用合理的药包结构,根据岩面的坚硬程度计算出装药量。
采用光面爆破法,即按照爆炸的深度和范围,在井底岩面上布置好孔眼,填入适量的炸药,(如有地下水,可用防水炸药,地下水较大时,可任水位上升到适当高度,利用水压力封孔;地下水小时可在每个电离板上压一袋砂土。
再利用各孔眼起爆的时间差,控制爆炸的扇幅和方位,确保工程质量和施工安全。
根据工程特点和周围环境,拟采用如下总体设计原则:
1、由于桩基岩石夹制力特别大,所以采用掏槽爆破。
2、采用微差爆破和严格控制装药量,确保爆破不损坏桩基护壁和降低爆破振动。
3、为防止有水时使用导爆管雷管进水而产生的拒爆,爆破雷管选用导爆管雷管。
4、采用严密的防护措施,如在爆破孔桩口用钢筋网及藤条网覆盖,并加压砂袋,以防止爆破飞石飞出地面,将爆破飞石及噪音等危害的强度控制在安全范围内。
5、加强警戒,非作业人员禁止进入爆破作业区,放炮前应在设计要求的安全距离处设立警戒线。
五、钻爆设计
桩井开挖爆破参数,应根据桩井开挖直径大小、所爆破岩石性质和分化程度、裂隙发育情况及所用炸药性能而变化。
1、单位用药量系数
桩井开挖爆破的岩石多为强风化岩和中风化岩,开挖直径通常只有1-2m,周边约束力大,根据几个工程归纳类比,在桩井直径为1-2m的情况下,单位用药量系数(q)为:
岩石强风化或坚固系数f=2~4时,q=800~1200g/m³;
岩石强-中风化或坚固系数f=4~6时,q=1200~1600g/m³;
岩石中风化或坚固系数f=6~7时,q=1600~2000g/m³;
若开挖直径达2~3m,则在同样岩石条件下,单位用药量系数q值可减小20%~30%。
2、确定周边眼间距E:
桩井开挖爆破采用手持式气动凿岩机,炮眼直径d=33-42mm,则
E=(15~20)d,即E=50-80cm。
取E=50cm,结合工程经验数据,可得:
1.2米桩基周边眼个数为5个;1.4米桩基周边眼个数为7个;1.6米桩基周边眼个数为9个;1.8米桩基周边眼个数为11个;2.0米桩基周边眼个数为13个,2.2米桩基周边眼个数为15个。
表1周边眼个数表
桩基直径(米)
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
周边眼个数
5
7
9
11
13
15
3、炮眼深度与循环进尺:
在小直径桩井开挖爆破中,岩石夹制力大,炮眼利用率低,一般炮眼深度L取开挖桩直径的0.7~0.8倍,即L=(0.7~0.8)D,其中掏槽眼可超深10~20cm。
据此可得:
周边眼钻孔深度为:
1.2米桩基L=0.8米;1.4米桩基L=1.0米;1.6米桩基L=1.15米;1.8米桩基L=1.3米;2.0米桩基L=1.45米;2.2米桩基L=1.6米;
表2周边眼钻孔深度表
桩基直径(米)
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
钻孔深度(米)
0.8
1.0
1.15
1.3
1.45
1.6
桩井开挖爆破炮眼利用率η一般可达0.8~0.95,则循环进尺L’=(0.85~0.95)L。
4、炸药及雷管的选择:
炸药:
乳化炸药(每节长20cm、重200g)
雷管:
采用延时分段导爆管雷管与电雷管
5、炮眼装药及装药结构布置:
通常按装药量体积公式,先求出每循环进尺所需用药量Q,即Q=q·S·L·η,在按工作面炮眼数N分配调整,一般情况下掏槽孔装药量q1多装20%~25%,即q1=(1.20~1.25)Q/N,周边孔装药q0少装5%~10%,即q0=(0.9~0.95)Q/N。
①周边眼:
松动爆破采用浅孔,钻孔设计深度0.8~1.7米,爆破要求低猛度炸药。
原装药管:
Φ=32mm,L=200mm,q=200克。
施工时,可人工将其改装成直径为Φ=32mm,长L=100mm,重100克的小药码,间隔地绑扎在传爆线上,炮口用炮泥填塞。
②掏槽眼:
采用楔型掏槽,钻孔深度为1.0~1.9米,装药量仍采用32mm直径的大药管,但在药量上进行控制,在一般情况下,炮眼的装药量控制在0.5kg以内为宜。
③起爆过程中采用电雷管与导爆管雷管起爆。
禁止使用导爆索火雷管起爆。
6、炮眼布置:
在桩井开挖爆破中,工作面通常布置6~20个炮眼,其中掏槽眼1~5个,布置于桩井开挖中心,而周边眼则沿离井壁约10-50cm处均匀分布,为不损伤砼护壁,周边眼也多用垂直孔。
挖孔桩进入微风化层以后,拟采用预留松动爆破法施工。
1.2米桩基周边眼个数为5个;1.4米桩基周边眼个数为7个;1.6米桩基周边眼个数为9个;1.8米桩基周边眼个数为11个;2.0米桩基周边眼个数为13个,2.2米桩基周边眼个数为15个,见布眼图。
装药时首先用风管将炮眼里残碴冲洗干净,然后用木制式或竹制工具将装有雷管的药码轻轻送至炮眼底后,炮口用炮泥填好。
在爆破中如果遇有瞎炮,应用木制或竹制工具将填塞物、雷管、药码小心掏出,再用低压水浸泡或用压缩空气和水的混合物把炸药冲出来后,再重新装药起爆。
炮孔布置图
7、爆破器材与起爆网络
桩井开挖爆破工作面如有裂隙水或渗水,最好选用防水强的炸药,岩石乳化炸药抗水性强,药卷成型,易于切割分裂且威力适中。
桩井开挖爆破应采用电雷管网络或非电导爆管雷管起爆网络,严禁使用导火索、火雷管起爆网络。
电爆网络的接头一定要绝缘良好,尽可能离开泥水表面,连接塑料导爆管网络时要注意导爆管内不得进水或泥浆杂物。
为提高爆破效果,保护砼护壁的稳定性,桩井开挖爆破宜用孔间微差间隔起爆,如开挖直径达2~3m,应采用孔内分层微差起爆技术,周边眼与挖槽眼起爆时差应小于100ms。
六、药量计算
单位炸药量,1.2m以上桩基,q取值1.8kg/m3。
2.0m以上桩基,q取值减少20%~30%,取值1.5kg/m3。
1、桩径1.2m以上桩基计算:
掘进每循环所需炸药量:
Q=q·S·L·η;
Q—掘进每循环所需炸药量,kg;
q—炸药单耗,kg/m3,q取1.8;
S—掘进断面积,m2;
L—平均炮眼深度,m;
η—炮孔利用率,一般为0.8~0.95。
单孔炮眼的装药量:
周边眼Q0=0.9×Q/N
掏槽眼Q1=1.2×Q/N
N—炮眼数量;
Q0—周边眼炮眼的装药量,kg;
Q1—掏槽眼装药量,kg。
表31.2米以上桩基掘进每循环所需炸药量
桩基直径(米)
1.2
1.4
1.6
1.8
每循环所需药量(kg)
0.87
2.22
3.33
4.75
表41.2米以上桩基掘进每循环单孔炮眼药量
桩基直径(米)
1.2
1.4
1.6
1.8
周边眼药量
0.13
0.22
0.25
0.29
掏槽眼药量
0.17
0.3
0.33
0.38
2、桩径2.0m以上桩基计算:
掘进每循环所需炸药量:
Q=q·S·L·η;
Q—掘进每循环所需炸药量,kg;
q—炸药单耗,kg/m3,q取1.5;
S—掘进断面积,m2;
L—平均炮眼深度,m;
η—炮孔利用率,一般为0.8~0.95。
单孔炮眼的装药量:
周边眼Q0=0.9×Q/N;
掏槽眼Q1=1.2×Q/N;
N—炮眼数量;
Q0—周边眼装药量,kg;
Q1—掏槽眼装药量,kg。
表52.0米以上桩基掘进每循环所需炸药量
桩基直径(米)
2.0
2.2
每循环所需药量(kg)
5.5
7.3
表62.0米以上桩基掘进每循环单孔炮眼药量
桩基直径(米)
2.0
2.2
周边眼药量
0.275
0.31
掏槽眼药量
0.37
0.42
5、安全距离检算
采用如下公式计算:
R=(K/V)1/a×Q1/3
(1)
式中:
K—— 爆破振动安全允许距离,单位为米(m);
Q —— 炸药量,齐发爆破为总药量,延时爆破为最大一段药量,单位为千克(kg);
V—— 保护对象所在地质点振动安全允许速度,单位为厘米每秒(cm/s),本工程周围房屋为砖房结构,V值取2~2.5cm/s;
K、a —— 与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数,k=200,a=1.7。
R=(200/2)1/1.7*91/3=31m
居民房屋到墩台的距离小于31m的挖孔桩应控制钻孔深度控制装药量。
本项目孔桩施工距最近的民房距离50米,大于安全距离。
6、现场管理
桩井开挖爆破工作面多,作业人员繁杂,所以工地现场必须有严格的施工组织和管理,工地要设立现场指挥部,专职爆破技术人员,爆破器材管理人员。
现场总指挥全面负责工地施工组织。
人员调度和爆破时间的安排,爆破技术人员负责爆破施工技术并监督安全和质量,如发现隐患,有权立即停止爆破作业工作并及时组织人员进行排除,爆破器材管理员要严格爆破器材发放和回收手续,做到定井定量,安全员协调爆破技术员具体检查、监督爆破作业安全,布置并检查爆破禁戒,起爆工作由爆破员专人进行,即负责炮眼验收、装药、连线和起爆。
凡从事爆破作业的人员均要经过公安部门培训合格,取得合格证且从事爆破作业经历在一年以上,并持证上岗。
七、注意事项
1、爆破地震
爆破地震对本井和临近桩井支护可能产生影响,桩井临时支护的抗震能力随其构筑材料、支护厚度、施工质量、养护时间、围岩条件和桩井的不同而变化很大,目前尚无借鉴的标准,在桩井开挖直径为1.2~2.2m时,护壁砼为速凝混凝土,养护12小时的情况下,一般不会震坏井壁,但是以防万一,临爆前与爆破井相邻或距离在31m内的其他桩井中的作用人员必须全部撤离到地面,爆破清渣前必须仔细检查砼护壁情况,一旦发现井壁变形或坍塌,要首先排除险情,加固支护。
2、爆破飞石
桩井开挖爆破工作一般位于地表下,为防止爆破飞石冲到地表,临爆井井口采用钢筋网片及藤条网覆盖。
3、炮烟
放炮后,施工人员下井前,应事先测定孔底有无毒气,如有毒气,应迅速排除。
为排除桩井开挖爆破炮烟,必须进行强制性通风排烟,采用空压机高压风管井底通风,通风排烟时间应不小于20min。
4、提运
桩井开挖中的提升设备为简易式电动动卷扬,卷扬缆绳抗拉能力应该大于拟提重量的5倍,施工中要常检查,一旦发现磨损、断股等问题,要及时更换。
提放物料和器械时一定要注意挂钩是否牢靠,物料、渣岩装载高度不得超过吊桶高度、钎杆和凿岩机要分开捆绑结实、雷管和炸药必须分次用塑料桶吊放。
八、安全要求
1、火工品的运输必须专车运输,车上不许装载其它物品,应由专职人员押送,在运行中必须按照公安机关提供的路线行驶。
2、火工品领取于炸药库,按指定路线运至施工现场,在运输与存放过程中炸药与雷管必须分开,不许混合运输或存放。
3、严格按照设计孔位钻孔,孔深、方向必须符合设计要求,不合格的炮孔要重新打。
钻孔时,钻工不得脱离凿岩机,防止断钎伤人,风管不能缠绕和打结,不得用折弯风管的方法制止通气,开钻固定孔位以后,掌钎人员应立即退出,钻机操作者方可由慢至快全速钻进,打完炮孔后应进行深度检查,装药前应用有压气吹洗炮孔。
4、在施工中如有剩余火工品,必须及时退回,实行回收签字制度。
5、必须严格执行火工品的发放制度,由技术部门提出每个孔的装药数量,按物资消耗定额发放,建立健全火工品发放台帐和火工品的严格检查制度。
现场爆破器材应该分明别类,分别用木箱盛装,专人上锁保管,严禁混装。
使用、运输时应轻拿轻放,严禁碰撞;雷管在连母线前应短接,避免接触带电体。
6、火工品贮存地必须配备足够的泡沫灭火器及防火砂。
7、操作人员必须按钻爆设计所规定的装药量进行装药起爆,严禁超量装药。
8、爆破时,必须做好警戒防护工作,规范要求,在深孔中爆破的最小安全距离为50米。
9、孔桩爆破工作面均在地表以下10m以外,在爆破孔桩口用钢筋网片及藤条网覆盖,并加压砂袋,以防止爆破飞石飞出地面。
确保爆破过程中的安全。
10、孔桩入岩爆破在装药时,应特别注意防漏电,在装药前孔桩内所有的电器设备应提升至地面。
在装药时,雷管的脚线应短接,连接爆破母线时应保证接头良好的绝缘性,严禁拖地接触泥水,雷雨天气应停止爆破作业。
11、在孔桩爆破作业完成、清除孔桩内炮烟后,检查人员应下到工作面检查瞎炮情况,并及时按爆破规程进行处理。
另外在清渣时发现瞎炮,应及时报告项目部安排专业人员处理,禁止非专业人员私下处理。
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