路基爆破施工方案讲解.docx
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路基爆破施工方案讲解
云南省嵩明至昆明高速公路第四合同甸头段
石方爆破施工技术方案
中交路桥北方工程有限公司
云南省嵩明至昆明高速公路第一施工区段项目经理部(四标段)
2014年12月
云南省嵩明至昆明高速公路第四合同甸头段
石方爆破施工技术方案
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中交路桥北方工程有限公司
云南省嵩明至昆明高速公路第一施工区段项目经理部(四标段)
2014年12月
石方爆破施工技术方案
1、工程概况
1.1、自然条件
1.1.1、地理位置及地形、地貌
本项目位于滇中高原金沙江、红河、南盘江三水系之分水岭地带,为滇中高原的一部分,沿线主要乡镇有嵩明县小街镇、杨林镇、空港经济区。
路线区域内山体以北东向为主,由古生代地层构成。
地貌主要受构造、侵蚀、剥蚀、岩溶作用等控制。
1.1.2、工程地质、水文地质
(1)、K17+200~K17+470路线属溶蚀低中山地貌。
覆盖层以残破积黏土为主,褐红、棕红色,硬塑,一般厚0~10m,局部最厚大于20m,分布较广泛,局部石芽出露,为红黏土,具高液限。
下伏二叠系、石炭系及泥盆系灰岩、白云岩夹铝土质页岩,中厚层状,中风化,碎块状~大块状,局部夹泥灰岩,地下水位埋藏较深,工程地质条件较复杂。
(2)、K17+470~K21+260段由寒武系构成的低中山地形,
1、K17+470~K18+850路线位于大东山村~老沙龙村一线,地形起伏较大,总体坡向西,地面坡度5~25°,局部岸坡较陡,属侵蚀溶蚀低中山地貌。
由寒武系∈1l薄~中层状灰岩、灰质白云岩夹页岩组成,基岩埋深0~9.7m,局部于陡坎处出露。
段内路堑较多,最深挖方约35m,岩层产状与路线走向小角度相交,倾向左侧,右侧边坡开挖存在顺层危害。
段内岩溶弱~中等发育。
2、K18+850~K21+260段,由寒武系∈1q、∈1c,岩性为页岩、粉至细粒砂岩相间组成。
斜坡上部覆盖0~9.7m硬塑粉质黏土;低洼沟槽内厚4.5~27.6m,常夹透镜状软弱土。
下伏基岩裂隙发育,强风化层厚度2.2~25.3m,局部大于30m。
泥岩、页岩岩石中富含水云母及高岭石矿物,遇水或温湿剧变时易于崩解和脱落。
岩石透水性弱,亲水性强,在岩体风化结构面上形软弱面,易产生塌滑,特别是在动荷载不断震动作用下,表面慢慢软化,强度急剧降低,对边坡稳定影响较大。
砂岩多呈薄~中层状,裂隙及层理发育,相对于页岩抗风化能力较强。
(3)、K21+260~K22+020路线布设于杨林断陷盆地内,第四系冲湖积层发育,厚度大。
上部为可塑状黏土夹软塑黏土,厚2~19.3m,局部含腐殖质、有机质。
具土工试验资料ω=42%~44.7%,e=1.12~1.19,IL=0.38~0.61,ωL=50.0%~58.4%,a1-2=0.46~0.58MPa-1。
下部为硬塑黏土,夹圆砾、粉质黏土。
段内工程地质条件较差,水文地质条件较复杂。
(4)、K22+020~K24+630段内属山前侵蚀缓坡台地地貌,地形呈波状起伏。
路线布设于缓坡地带,下伏地层为上第三系茨营组N2黏土,硬塑~坚硬,为中等至强膨胀土,局部含圆砾夹薄层有机质土。
膨胀土遇水易软化、崩解,失水收缩开裂,地表常发育滑坡、溜坍,常造成路堑开挖边坡失稳,特别是在动荷载作用下,容易引起坍塌。
(5)、K24+630~K27+475路线布设于南冲大闸水库西侧山坡一带,横坡较陡,单面山地形,坡体倾向南东,坡度15~25°,属岩溶低中山地形。
基岩浅埋,上部覆盖褐红、褐黄色黏土,硬塑,厚0~3.2m。
基岩为C1d、C2w灰岩、白云质灰岩、白云岩组成。
岩溶发育程度不均匀,地表呈石芽、溶沟溶槽、岩溶漏斗及岩溶洼地等形态。
岩溶发育以垂直方向为主,常以石芽、落水洞、溶蚀洼地地貌出现。
(6)、K27+475~K30+200地形起伏不大,地表溶蚀洼地、岩溶漏斗发育,凹凸不平,属溶蚀低中山地貌,局部为岩溶洼地。
地表水体少见,地下水埋藏较深,冲沟多为季节性水沟,流量受季节控制。
覆盖层为褐红、褐黄色黏土,硬塑,属红黏土,含少量碎石、角砾,厚度与地形地貌相关,变化较大,斜坡地段一般0~20m,低洼处大于25m。
表层土体裂隙网状发育,遇水易软化,局部受上层滞水影响,呈可塑状,一般厚0~15.9m。
下伏D2-3、C1d、C2w、P1q+m灰岩、白云质灰岩、白云岩,岩溶发育程度不均匀,地表呈石芽、溶沟溶槽、岩溶漏斗及岩溶洼地等岩溶地貌。
受新构造运动影响,路线段位于相对上升地区,发育以岩溶丘陵、低山为基础的石芽坡地,岩溶发育以垂直方向为主,常以石芽、落水洞、串珠状漏斗、溶蚀洼地组合类型出现。
地表水不发育,地下水埋藏较深。
1.1.3、气象、水文
本项目地处云贵高原西缘,受印度洋季风影响,属低纬度高海拔亚热带高原季风型气候,境内坝区和丘陵半山区处于昆明盆地腹心,四周山脉环绕,四季分明,为昆明少雨中心区,年降雨时空分布不均,形成夏秋多雨,冬春干旱的气候特点。
年平均降雨量1000~1400mm,雨季集中在6~10月,为地下水补给的旺盛期。
主要风向为西南,冬季为干燥的大陆季风,以西南风为主,夏季多受南东向海洋季风影响,但风力极弱。
本项目沿线区域水系较发育,属金沙江水系滇池流域和牛栏江流域。
项目涉及地表水体主要有:
牛栏江、肠子河、果马河、杨林河、四清大沟、东河、宝象河、东干渠、南冲水库和冲子箐水库。
除宝象河、属滇池水系外,其它水体均属牛栏江水系。
路线测区地下水有松散岩类孔隙水、岩溶水。
地表水不丰富,主要接受大气降水的补给,部分渗入土体,沿孔隙渗入岩溶裂隙中,局部低洼平缓处形成上层滞水,富水性受季节性雨水影响控制。
部分沿岩溶裂隙渗入汇集,形成管道径流岩溶水。
受地形侵蚀切割的控制,路线沿线地下水埋藏较深,对工程影响不大。
1.2、工程简介
本施工路段为K17+200~K30+200,全长13Km,主线按6车道高速公路修建,一般路段采用整体式路基,路基宽度为33.5米,其中行车道宽6×3.75米,中间带宽为3.5米,硬路肩宽3.0米,土路肩宽0.75米。
分离式路基当作宽中央分隔带处理。
1.2.1、路基挖方主要工程量
表1.2-1路基挖方工程数量表
项次
桩号
单位
挖方数量
备注
总量
挖土方
挖石方
1
K17+200~K18+000
m3
338663
179840
158823
2
K18+000~K19+000
m3
570722
204893
365829
3
K19+000~K20+000
m3
436907
416665
20242
4
K20+000~K21+000
m3
478953
478953
0
5
K21+000~K22+000
m3
0
0
0
6
K22+000~K23+000
m3
0
0
0
7
K23+000~K24+000
m3
40274
4027
36247
8
K24+000~K25+000
m3
291790
29179
262611
9
K25+000~K26+300
m3
222041
31888
190153
10
K26+300~K27+000
m3
46396
3093
43303
11
K27+000~K28+000
m3
738078
333162
404916
12
K28+000~K29+000
m3
424310
64952
359358
13
K29+000~K30+000
m3
654611
514897
139714
14
K30+000~K30+200
m3
44267
44267
0
15
合计
m3
4287012
2305816
1981196
2、主要施工方法
2.1、石方开挖爆破总体规划
2.1.1、石方开挖爆破规划
全施工段共分三个施工区,开挖安排为较长山脊两端对挖,较短山脊从一端挖起。
爆破临空面,一般为路基纵向;少数半路堑,为避开民居,可将爆破临空面调整为无边坡方向。
施工段内计划采用全断面分层开挖,分层界线为边坡马道高程,坡面预留2m-3m宽度采用光面爆破对边坡进行休整。
开挖顺序为,先爆破开挖上层断面,再爆破下层断面(只挖1m厚渣,作为马道水平光面爆破作业平台),最后爆破马道,然后将下层断面和马道石渣一起运走。
上层断面开挖超前下层断面开挖一个循环,形成一个台阶,作为反铲作业通道。
深挖路堑高程超过5m者按深孔爆破设计,其他路堑高程在5m以下者按浅孔爆破设计。
路堑纵向边沟,由爆破起槽,然后通过人工用风镐修边。
考虑到爆破出的部分石块粒径过大,不能直接作为路基填料,可通过爆破来二次破碎。
由于梯段高度达到8m~10m,整个爆破网络由2支瞬发电雷管起爆后,由导爆索将爆轰传至各孔非毫秒雷管。
2.1.2、其他技术安排
(1)、爆破法开挖石方按以下程序进行:
施爆区管线调查→炮位设计与设计审批→配备专业施爆人员→用机械或人工清除施爆区覆盖层和强风化岩石→钻孔→爆破器材检查与试验→炮孔检查与废碴清除→装药并安装引爆器材→布置安全岗和施爆区安全员→炮孔堵塞→撤离施爆区和飞石、强地震波影响区内的人、畜→起爆→清除瞎炮→解除警戒→测定爆破效果(包括飞石、地震波对施爆区内外构造物造成的损伤及造成的损失)。
(2)、爆破开挖的路段,如空中有缆线,应查明其平面位置和高度;还应调查地下有无管线,如果有管线,应查明其平面位置和埋设深度;同时应调查开挖边界线外的建筑物结构类型、完好程度、距开挖界距离,然后制定爆破方案。
任何爆破方案的制定,必须确保空中缆线、地下管线和施工区边界处建筑物的安全。
(3)、公路石方开挖,应充分重视挖方边坡稳定,宜选用中小炮爆破;开挖风化较严重、节理发育或岩层产状对边坡稳定不利的石方,宜用小型排炮微差爆破,小型排炮药室距设计边坡线的水平距离,不应小于炮孔间距的1/2。
(4)、炮眼位置选择应注意以下几点:
1、炮位设计应充分考虑岩石的产状、类别、节理发育程度、溶蚀情况等,炮孔药室直避开溶洞和大的裂隙。
2、避免在两种岩石硬度相差很大的交界面处设置炮孔药室。
3、非群炮的单炮或数炮施爆,炮孔宜选在抵抗线最小、临空面较多,且与各临空面大致距离相等的位置,同时应为下次布设炮孔创造更多的临空面。
4、群炮炮眼间距宜根据地形、岩石类别、炮型等确定,并根据炮眼间距、岩石类别、地形、炮眼深度计算确定每个炮眼的装药量和炸药种类。
对于群炮,宜分排或分段采用微差爆破。
5、非群炮的单炮或数炮施爆,炮眼方向宜与岩石临空面大致平行,一般按岩石外形、节理、裂隙等情况,分别选择正炮眼、斜炮眼、平炮眼或吊眼等。
(5)、挖方边坡应从开挖面往下分级清刷边坡,下挖2~3m时,应对新开挖边坡刷坡,对于软质岩石边坡可用人工或机械清刷,对于坚石和次坚石,可使用炮眼法、裸露药包法爆破清刷边坡,同时清除危石、松石。
清刷后的石质路堑边坡不应陡于设计规定。
(6)、石质路堑路床顶面宜使用密集小型排炮施工,炮眼底标高宜低于设计标高10~15cm,装药时宜在孔底留5~10cm空眼,装药量按松动爆破计算。
(7)、石质路床超挖大于10cm的坑洼当有裂隙水时,应采用渗沟连通,渗沟宽不宜小于10cm,渗沟底略低于坑洼底,坡度不宜小于6%。
使可能出现的裂隙水或地表渗水由浅坑洼渗入深坑洼,并与进沟连接。
如渗沟底低于边沟底则应在路肩下设纵向渗沟,沟底应低于深坑洼底至少10cm,宽不宜小于60cm;纵向渗沟由填方路段引出。
渗沟应填碎石,并与路床同时碾压到规定的要求。
(8)、当岩层走向与路线走向基本一致,倾角大于15°,且倾向公路或者开挖边界线外有建筑物,施爆可能对建筑物地基造成影响时,应在开挖层边界,沿设计坡面打领裂孔,孔深同炮孔深度,孔内不装炸药和其他爆破材料,孔的距离不宜大于炮孔纵向间距的1/2。
(9)、开挖层靠边坡的两列炮孔,特别是靠顺层边坡的一列炮孔,宜采用减弱松动爆破。
(10)、开挖边坡外有必须保证安全的重要建筑物,即使采用减弱松动爆破都无法保证建筑物安全时,可采用人工开凿、化学爆破或控制爆破。
(11)、在石方开挖区应注意施工排水,在纵向和横向形成坡面开挖面,其坡度应满足排水要求,以确保爆破出的石料不受积水浸泡。
(12)、开挖石方的清运与二次爆破:
1、开挖石方如横向调运或小于100m的纵向调运用作填方时,可用推土机推运,但调运的石块必须符合填料粒径要求;对大块石料,可集中于挖方区进行二次爆破。
2、开挖石方如为弃方,如装运受装载运输机械的限制,可对个别大石块进行二次爆破。
2.2、施工测量
2.2.1、首级导线点的复测
先根据设计文件,按相同的导线形式和同等精度进行外业实地测量(如原有导线点被破坏,则相应增设),经微机内业平差计算后,提交相关资料报监理工程师审核,确定首级导线点的三维坐标数据,作为施工测量依据。
2.2.2、地形的复测
使用全站仪和高速公路施工放样软件,依据首级导线点和设计里程中桩坐标,用极坐标法恢复各里程桩位,用三角高程法实测地面高程,用水准仪测横断面,提交纵横断面等相关资料报监理工程师审核,确定工作量。
2.2.3、建立施工测量控制网
线路测量以首级导线点控制,遇特殊地段或施工要求,则布设次级导线加密,以满足放样区域100m内能有效控制。
2.2.4、测量标志保护及测量数据复验
所有测量标志设置牢固可靠,且不受施工影响,在施工期间加强对测量控制点的保护,并定期复验各控制点,发现问题及时补测补设。
2.2.5、线路施工放样
放样原则为根据施工顺序逐层控制;放样方法为里程桩位采用全站仪极坐标法放样与校核,直线路段用穿线法,曲线地段用切线支距法或偏角法;高程用水准仪测设。
路基开口线放样:
根据设计图纸各桩号横断面中,路肩的设计标高与设计边坡坡度,算出各断面开口在实际地面的位置,用全站仪极坐标法,测放出开口线。
2.2.6、炮孔施工放样
用全站仪极坐标法,按爆破设计,将各孔位施放到岩面上,然后根据各孔位实际高程确定各孔钻孔深度。
2.3、松动爆破参数设计
2.3.1、深孔松动爆破
(1)、梯段高H=8m,钻孔角度β=750,孔径D=90mm;
(2)、保护层厚度h=20D,取2m;
(3)、实际倾斜孔深L=(H-h)/Sinβ=6.2m
(4)、底盘抵抗线W1=(H-h)comβ+B=3m
(5)、孔距a=mW1=7m,
(6)、排距b=a/1.25=5.6m,
(7)、根据地质资料,基岩岩性为泥岩和砂岩,根据经验,取岩石坚固性系数fk=6,取单位耗药量q=0.5kg/m3,实际取0.83q=0.42kg/m3。
(8)、单孔装药量Q=0.33eqabH=34.8kg
(9)、使用Ф70mm药卷,堵塞长度L2=2.5m
2.3.2、浅孔松动爆破
(1)、梯段高H=5m,钻孔角度β=750,孔径D=42mm
(2)、抵抗线W=(0.6~0.8)H,取2.3m
(3)、孔距a=(0.8~2)W=2.3m
(4)、排距b=a/1.25=1.8m
(5)、单孔装药量Q=0.33eqabH=3kg
(6)、超深h=(0.15~0.35)W=0.6m
(7)、实际倾斜孔深L=H/Sinβ=5.8m
(8)、使用Ф32mm药卷,堵塞长度L2=1m
2.4、光面爆破参数设计
2.4.1、坡面光面爆破
(1)、梯段高H=8m,钻孔角度β=450,孔径D=90mm;
(2)、最小抵抗线W=(7~20)D=1.5m
(3)、孔距a=(0.6~0.8)W=1m
(4)、线装药量q=kaW=630g/m
(5)、单孔装药量Q=0.5kg
(6)、使用Ф32mm药卷,不耦合系数2.8
(7)、堵塞长度=2m
2.4.2、马道光面爆破参数
(1)、孔深L=2m,钻孔角度β=900,孔径D=42mm;
(2)、抵抗线W=2m
(3)、孔距a,取a=0.8m
(4)、线装药量q,取q=200g/m
(5)、单孔装药量Q=0.4kg
(6)、使用Ф25mm药卷,不耦合系数1.7
(7)、堵塞长度=1.2m
2.5、边沟爆破设计
本施工段路堑纵向排水主要为埋入式边沟,深147cm,宽100cm;下部为30×100cm矩形盲沟。
采用孔径42mm,1.8m,纵向孔距0.5m,每孔药量0.5kg的钢钎炮配合机械破碎头开挖。
2.6、孤石解炮和二次破碎爆破设计
(1)、设计取四面临空的单位耗量为0.07kg/m3,单孔时装药尽可能位于大块的几何中心。
(2)、孔网参数:
1、钻孔直径D=42mm
2、大块体体积V=0.5~3.0m3
3、最小抵抗线W=B/2
4、钻孔深度L=(0.5~0.7)H
5、炮孔数目:
1~2个
6、需要布多孔时则
7、孔距a=(1.0~1.5)W
(3)、装药参数:
1、单位耗药量q=0.07kg/m3
2、总药量Q=q×V
3、装药结构采用孔底连续装药,电力起爆。
(4)、二次破碎及孤石爆破参数表:
表2.6-1二次破碎及孤石爆破参数表
厚度
B(m)
体积
V(m3)
孔深
L(m)
孔距
a(m)
孔数
n(个)
总药量
Q(Kg)
0.8
0.5
0.45
1
0.035
1.0
1.0
0.55
1
0.070
1.0
2.0
0.70
0.70
2
0.140
1.0
3.0
0.95
0.70
2
0.210
2.7、爆破飞石安全距离
Rf=20Kfn2W
取松动药包爆破作用指数n=0.75,取与地形、地质及药包埋深有关的安全系数Kf=1.2;Rf=20×1.2×0.752×5=67.5m<[Rf]=200m
3、施工进度计划
3.1、施工进度安排
爆破开挖施工时间,从2015年4月1日到2017年3月31日,计24个月。
其中各施工段爆破开挖施工时间如下表:
表3.1-1各施工段爆破开挖施工时间计划表
项次
桩号
数量
(m3)
开工、完工时间
持续时间(月)
平均月产量
(m3)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
3.2、施工强度分析
整个施工段5个作业面同时作业(见表4.1)。
从均衡生产考虑,计划各施工段平均月开挖强度7854m3;其中月开挖最大强度为2010年9月至2010年10月K57+075~K57+150段施工开挖,月开挖强度达到9202m3。
其机械设备需用量如下:
QZJ-100B潜孔钻用量=
;
SA132A型(24m3)空气压缩机用量=
;
1m3反铲用量=
;
8t自卸汽车用量=
;
4、资源配置
4.1、人力计划(人)
表4.1-1爆破开挖主要劳动力计划表
项次
工种
2010年
2011年
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
1
风钻工
40
40
40
40
40
40
40
40
40
40
40
32
8
8
8
炮工
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
3
3
3
2
机械工
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
8
2
2
2
3
司机
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
12
3
3
3
合计
71
71
71
71
71
71
71
71
71
71
71
58
16
16
16
4.2、机械设备计划(台、套)
表4.2-1爆破开挖主要机械设备计划表
项次
名称
型号
2010年
2011年
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
1
潜孔钻
QZJ-100B
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
16
4
4
4
2
手风钻
YT28
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
8
2
2
2
3
空气压缩机
SA132A型(24m3)
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
8
2
2
2
4
空气压缩机
VF-12/7-A柴移式
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
4
1
1
1
5
反铲
1m3
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
4
1
1
1
6
自卸汽车
8t
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
8
2
2
2
合计
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
48
12
12
12
5、施工组织机构
图5.1-1组织机构框图
6、雨季施工措施
工程所在地位于云贵高原西缘,受印度洋季风影响,属低纬度高海拔亚热带高原季风型气候,境内坝区和丘陵半山区处于昆明盆地腹心,四周山脉环绕,四季分明,为昆明少雨中心区,年降雨时空分布不均,形成夏秋多雨,冬春干旱的气候特点。
年平均降雨量1000~1400mm,雨季集中在6~10月,为地下水补给的旺盛期。
主要风向为西南,冬季为干燥的大陆季风,以西南风为主,冰雪少见。
雨季施工安排
(1)、成立雨季防洪防汛领导小组,设立专职值班人员,并随时与当地水文气象部门取得联系,预知预防。
(2)、在雨季来临前,随时保持现场排水设施的畅通,加强对便道的检查和养护,保证雨季道路畅通。
(3)、增加施工材料的储备数量,防止因雨水过大而停工待料的情况发生。
(4)、备齐各种防雨、防洪设施,对材料采取重点防护措施,随时检查材料库,对漏雨破损之处及时修补。
(5)、经常对用电设备(包括总配电箱、配电分箱和开关插座等)及线路进行检查,并做好防雨护罩,防止漏电事故发生。
(6)、降雨时停止爆破作业和运输作业,雨后行车做好防滑准备。
7、工程工期保证措施
在本工程中项目部将严格遵守合同工期,为此在进行施工组织时,充分考虑了工期的重要性,确定了保证工期的关键线路,认真制定了生产要素的配置和工序安排方案。
在实施过程中,我们将积极组织并动态管理,确保进度计划目标的实现。
7.1、控制进度的方法
(1)、确定施工项目总进度控制目标和分进度控制目标,并编制其进度计划。
(2)、在施工项目实施的过程中,全程动态管理,进行施工实际进度
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