福建铁路大型货场工程石方开挖膨胀剂预裂施工方案.doc
《福建铁路大型货场工程石方开挖膨胀剂预裂施工方案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《福建铁路大型货场工程石方开挖膨胀剂预裂施工方案.doc（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
新建厦门前场铁路大型货场工程
JXK2+930～JXK3+060石方开挖
膨胀剂预裂施工方案
编制：
审核：
审批：
中铁十七局集团
新建厦门前场铁路大型货场工程QCSG标段项目经理部
二○一四年七月
目录
一、编制依据及原则 2
（一）编制依据 2
（二）编制原则 2
二、工程概况 2
三、施工总体安排 6
四、施工组织安排 6
（一）、人员安排 6
（二）、物资、设备安排表 6
（三）、工期计划安排 7
五、膨胀剂法石方开挖施工方案 8
（一）、膨胀剂预裂的工艺原理 8
（二）、工艺流程 9
（三）、膨胀剂选择 9
（四）、施工方法 9
六、质量控制措施 14
（一）、膨胀剂的质量控制 14
（二）、钻孔质量控制 14
（三）、装药的质量控制 14
（四）、药剂反应时间的控制 14
七、安全保证措施 15
（一）、建立安全组织机构 15
（二）、制定安全管理制度 15
（三）、膨胀剂预裂施工过程安全措施 16
（四）、用电安全措施 17
（五）、施工机具安全措施 17
（六）雨季施工防洪安全措施 18
（七）、临近既有线石方开挖安全措施 19
（八）、临近营业线施工注意事项：
20
（九）、安全应急预案 21
八、环保措施 22
JXK2+930～JXK3+060石方
膨胀剂预裂施工方案
一、编制依据及原则
（一）编制依据
1、国家、铁道部和地方政府的有关政策、法规和条例、规定;
2、《铁路安全管理条例》（2013年9月第一版）；
3、《铁路营业线施工安全管理办法》（铁运[2012]280号）；
4、《南昌铁路局营业线施工及安全管理细则》（南铁运发[2012]
610号）；
5、《前场铁路大型货场站场施工图》（第二册）（图号：
前场货场施站-01）;
6、《中华人民共和国建材行业标准》（膨胀剂）JC506-2008；
7、现场调查资料。
8、站变【2014】001号、站变【2014】002号会议纪要。
（二）编制原则
1、坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的安全方针，施工时必须确保营业线运行安全。
2、制定切合施工现场石方挖除方案。
3、合理配置生产要素，优化施工平面布置，减少工程消耗，降低生产成本。
4、有效合理的施工方法，减少环境污染。
二、工程概况
本工程石方膨胀剂预裂货场里程位于JXK2+930～JXK3+060临近既有线2～105米范围内，长约130m,宽度约105米。
厦深铁路线里程为：
K1122+035～K1122+165。
该区域石方为（17-2）W2黑云母花岗岩微风化层。
石方开挖高度最高约9.8米，石方较完整，颜色呈深青色，石质较硬，开挖的难度大。
原设计采用控制爆破方式进行石方开挖施工，根据站变【2014】001号、站变【2014】002号会议纪要，石方开挖变更为膨胀剂预裂施工方式开挖。
施工现场平面图及地貌现状见图1、图2、图3、图4、图5、
图1施工现场平面示意图
第23页共24页
图2施工现场照片一
图3施工现场照片二
图4石方开挖施工现场照片三
图5施工现场照片四
三、施工总体安排
经项目部对周边类似工程考察，结合现场实际情况，并经具备相关工程施工经验的专业队伍现场实际勘察后。
根据站变【2014】001号、站变【2014】002号会议纪要，石方开挖采用膨胀剂预裂施工方式开挖，即石方开挖施工时先采用膨胀剂预裂石方，再采用破碎机或人工对石方进行分解，最后使用挖掘机配合运输车辆将分解石方装车外运。
施工工期为90天。
四、施工组织安排
（一）、人员安排
表1施工人员安排表
序号
工种
人数
备注
1
防护员、驻站联络员
2
满足施工需要
2
施工负责人
1
3
工人
10
4
机械操作手
4
（二）、物资、设备安排表
表2静态爆破物资用表
序号
名称
单位
数量
备注
1
膨胀剂
Kg
若干
膨胀剂型号SCA-Ⅱ
2
常温自来水
L
若干
表3静态爆破石方开挖设备表
序号
名称
规格
单位
数量
1
空压机（潜孔钻机用）
3m3
台
2
2
凿岩机（炮头机）
SKQ20-Y28
台
根据现场作业面情况定
3
全站仪
套
1
4
水准仪
套
1
5
盛水桶
个
4
6
拌和盆
个
6
7
捅棍
根
6
8
防护眼镜
个
若干
9
防护手套
副
若干
10
电子秤
台
2
11
量筒
个
4
（三）、工期计划安排
现场具体开工日期以现场能实际施工的日期为准。
表4施工计划安排表
序号
名称
时间（天）
备注
1
施工准备
5
2
石方开挖
70
3
清渣
15
4
合计
90
五、膨胀剂法石方开挖施工方案
膨胀剂预裂是利用膨胀剂加适量水调成流动状浆体，直接装入炮孔中，经水化后，产生巨大膨胀压力将岩石胀裂，施工破碎时无震动、声响、烟尘、飞石，安全性较高。
膨胀剂是一种含有铝、镁等元素的无机盐粉末剂，不属于危险品，无公害，可按普通货物进行运输和储存，在购买、运输和保管中无任何限制。
适用于不方便利用炸药爆破拆除的工程以及岩石破碎工程，它是控制爆破的发展与补充，是可控的破碎施工。
（一）、膨胀剂预裂的工艺原理
人工造孔后，在膨胀剂的作用下使岩石涨裂、产生裂缝，再使用冲击锤或风镐解小、破除，从而达到开挖的目的。
膨胀剂的破碎机理：
膨胀剂是以特殊硅酸盐、氧化钙为主要原料，配合其他有机、无机添加剂而制成的粉末状物质，典型的化学反应式为：
CaO+H2O→Ca（OH）2+6.5×104J
当氧化钙变成氢氧化钙时，其晶体结构发生变化，会引起晶体体积的膨胀。
根据测定，在自由膨胀的前提下，反应后的体积可增长3至4倍，其表面积也增大近100倍，同时每摩尔还释放出6.5×104J的热量。
如果将它注入炮孔内，这种膨胀受到孔壁的约束，压力可上升到50Mpa，介质在这种压力作用下会产生径向压缩应力和切向的拉伸应力。
（二）、工艺流程
膨胀剂预裂施工工艺流程图如下：
施工前准备
设计布孔
测量定位
钻孔
装药
药剂反应、清渣
进入下一循环
图6膨胀剂预裂施工工艺流程图
（三）、膨胀剂选择
根据无声膨胀剂建材行业标准，膨胀剂的选用与当地的气温有关，厦门秋季目前的气温为25℃～40℃，故选用SCA-I膨胀剂，详见下表-膨胀剂使用温度表。
表5膨胀剂使用温度表
膨胀剂型号
使用温度
SCA-I
25℃～40℃
SCA-Ⅱ
10℃～30℃
SCA-Ⅲ
-5℃～15℃
（四）、施工方法
1、施工准备
对于岩石破碎在施工前需要了解岩石性质、节理、走向及地下水情况。
膨胀剂等的原材料应具有质量合格证，潜孔钻机等机械及设备状态良好。
施工现场测设出实施膨胀剂预裂的的准确范围，石方开挖标高至既有铁路线路基标高。
施工前，用风镐、挖掘机清除边坡上松散的孤石、破碎岩石及土方，防止在石方破碎时边坡不稳定，防护不到，松散石块滑落滚入既有线铁路，破坏铁路设备。
施工时，先开挖上部，再逐级开挖至底部。
2、设计布眼
布眼前首先要确定至少有一个以上临空面，钻孔方向应尽可能做到与临空面平行，临空面（自由面）越多，单位破石量越大，效果也更好。
预裂岩石时同一排钻孔应尽可能保持在一个平面上。
孔距与排距的大小根据岩石的硬度程度调整，硬度越大时，孔距与排距越小，反之则大。
孔距与排距布置参照下表。
表6孔距与排距简易布置表
岩石硬度
F=4
F=6
F=8
F=12
备注
孔距（cm）
50～100
40
30
20
排距（cm）
80
50
40
30
孔距暂定为20～40cm。
实际的孔距与排距，可根据实际施工情况进行调整。
图7布孔简图1
图8布孔简图2
3、测量定位
施工前，孔距与排距进行现场布眼，并用红漆做好标记，实际孔距与排拒已现场实际施工情况调整为准。
4、钻孔
钻孔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；钻孔太大，易冲孔。
孔径一般在32-50mm之间，因目前φ42mm钻头常用，本项目拟采用采用φ42mm钻头钻孔。
钻孔深度为目标破碎体的85%至105%。
经现场勘查，施工段为大体积需要分步破碎的岩石，钻孔深度可根据施工要求选择，临空面（自由面）高度选择，一般在1.0至2.0米较好，装药深度为孔深的100%，本项目拟选择钻孔深度为2.0米，具体钻孔深度示膨胀剂破碎效果调整。
5、装药
表7膨胀剂布孔设计参考表
破碎
目标
孔深：
L
相邻孔距a（cm）
排距：
b（cm）
孔径：
d（mm）
使用量（kg/m3）
低硬度岩石
1.0H
40～100
（0.6～0.9）a
40～50
8～10
中硬度岩石
1.05H
30～40
（0.6～0.9）a
40～65
10～15
坚硬花岗岩石
1.05H
20～40
30～80
40～65
10～15
备注：
Ｈ为被破碎物计划高度。
SCA膨胀剂，一般水灰比为0.30～0.35，即每袋（重5kg）膨胀剂，加水1.5～1.7kg。
拌制时，先将定量膨胀剂倒入塑料容器内，然后缓缓加入定量水，用机械或手工拌成具有流动性的均匀浆体备用。
要求拌匀，拌和时间最多不超过3min。
采用分三小组同时灌装的方式，每小组由主副两名灌装手组成。
取药搅拌时，主灌装手负责灌装进孔，副灌装手负责捅紧捣实。
各小组采用“同步操作，少拌勤装”的方式，即：
每组施工工人在每次操作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够完成的工作量。
工人们在取药、加水、拌和、灌装过程中应基本保持同步。
这样，可以让每个钻孔内的最大膨胀压能够基本保持同期出现，有利于岩石的破碎。
装药堵塞1h后，岩石刚裂缝后，可向裂缝中加水，以支持药剂持续反应，加水后效果明显，裂缝加大。
春、夏、秋季浇冷水；冬季宜采取保温措施并浇温水，以加速水化反应，增大裂缝。
一般经24h后，方可清渣，但也可为岩石涨裂后无药效反应时也可开始清渣。
每次装填药剂，都要观察确定岩石孔壁、药剂、拌和水、搅拌桶的温度是不是符合要求。
灌装过程中，已经发烫和开始冒气的药剂不允许装入孔内。
从药剂加入拌和水到灌装结束，这个过程的时间不应该超过10分钟，时间过长，将明显降低流动度和破碎效果。
如流动度丧失，不可继续加水拌和使用。
不在冬季，切勿用热水拌合。
所有钻孔的装料时间最好不超过30分钟，为了降低膨胀剂装满孔后“冲孔或喷孔”的机率，夏天时尽量避开高温时装孔，尽量避开“被破碎物自身温度高”时装孔（建议最好在早晨时装孔）。
操作时应注意观察装填孔，发现有气体冒出有“嘶嘶”声时，喷孔可能立刻就要发生，要立即停止装药。
位于地下水以下的钻孔装药需先将套筒插入钻孔内，然后往套筒内装药，从而使药剂发挥最大的效力。
6、药剂反应、清渣
药剂反应的快慢与温度有直接的关系，温度越高，反应时间越快，反之则慢。
气温较低，药剂反应时间会延长，反应时间太长会给施工带来不便。
拌和水温可根据实际适当提高，但最高不可超过40℃，否则可能冲孔。
初始反应时间一般控制在30分钟内为较好，条件较好的施工现场可根据实际缩短反应时间，以利于施工。
药剂反应时间过快易发生冲孔
升级会员 