爆破方案最终版.docx
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爆破方案最终版
一、工程概况
黄韩侯铁路新黄河特大桥位于陕西省韩城市和山西省河津市交界处的禹门口，桥梁中心里程为DK78+481，孔跨布置为1孔32m+1孔24m+1孔32m+1孔24mT梁+1孔156m简支钢桁梁+1孔32mT梁+（40+4×64+40）m预应力混凝土连续梁+3孔32m+2孔24mT梁。
桥梁全长803.15m，桥高18m，共设18个墩台，铺设无缝线路，为新建单线桥，与既有侯西线相距约22m。
0～2号墩台、主墩5号及6号墩设计为明挖满灌基础；主墩4号墩设计为桩基承台基础，其顶部岩石需清除。
除0号表层1-4m为风化岩外，其余地层均为石灰岩，基坑爆破开挖属铁路二线控制爆破。
各墩台平面设计尺寸见表1。
表10～6号墩台基础平面尺寸一览表
基坑编号
基坑开挖平面尺寸（m）
基底高程
地面高程
挖深
（m）
基坑边缘与既有线距离（m）
地质情况
长
宽
高
0号
7.85
4.4
10
384.01
393.7～400
10～16
20.5
石灰岩
1号
圆形,直径5.2
5
385.84
390.6
5
20
石灰岩
2号
圆形,直径5.6
4
384.74
390.4
6.5
19.5
石灰岩
4号
13.2
9.2
4
375.24
390.3～396.6
15～21
15.4
石灰岩
5号
11
7
9
370.24
393.3
23
16.6
石灰岩
6号
圆形,直径6.2
11
371.8
381.8
11
19
石灰岩
二、爆破方法及施工工艺
1、基坑爆破开挖种类的选择
本工程0#～6#基坑开挖，由于受地理位置、地形及基坑尺寸等条件的限制，全部采用浅孔爆破法。
2、施工工艺流程图
基坑爆破开挖施工工艺流程见图2。
图2爆破开挖施工工艺框图
三、施工方案
（一）爆破设计
由具有相应资格的专业爆破技术人员进行爆破设计，并上报建设管理单位及当地公安部门进行审核批复。
爆破关键技术参数确定如下：
1、基坑分层开挖深度H
开挖深度H越深，相对炮眼利用率越高，爆破器材用量越少。
但要考虑打眼的效率和基坑对爆破夹制作用，综合分析实际爆破效果，开挖深度H选取2m为宜。
六个基坑分别开挖层数列于表3中。
表3基坑开挖层数
基坑编号
基坑开挖平面尺寸
开挖深度
（m）
开挖层数
每层炮眼个数
（个）
合计炮眼
（个）
长（m）
宽（m）
0#台
7.85
4.4
13
7
66
461
1#墩
圆形直径5.2
5
3
32
88
2#墩
圆形直径5.6
6
4
32
120
4#墩
13.2
9.2
13
7
228
1521
5#墩
11
7
23
12
144
1918
6#墩
圆形直径6.2
11
6
54
302
合计
4410
2、炮眼布置
炮眼布置实指炮眼的排距b和炮眼的间距a。
炮眼排距b与开挖深度H的关系为b<1/2H，当H为2m时，则b应小于1m，为人工清渣方便，故取b为0.7m。
炮眼分布分两种，一是矩形布眼，二是梅花等边三角形布眼。
本工程采取梅花形布眼，即a=1.1b，当b为0.7m时，故a为0.77m，实际a取0.8m。
对于圆形基坑采取同心圆布孔形式，圆与圆距离为排距b，同一个圆上的炮眼距离为间距a。
按上述参数布眼，各基坑每层炮眼数量见表3，总炮眼数量约4410个。
3、炮眼深度L
为保障每层爆破达到2m深，炮眼深度L与H的关系式为L=1.1H，根据该关系式，计算每层炮眼深度L为2.2m。
4、炮眼装药量Q
每个炮眼的装药量Q与单位用药量q、炮眼排距b与间距a和开挖深度H的关系式为Q=q×a×b×H。
q值与地质及爆破的岩石破碎程度有关。
鉴于上述基坑地质，以及考虑人工清方，根据实际经验暂取q为0.8kg/m3，待试爆后适当调整。
则Q=0.8×0.8×0.7×2=0.9kg。
各基坑分别装药见表3，总计用药量约0.9×4410=3969kg。
5、爆破器材
采用硝铵炸药或乳化炸药，以塑料导爆管非电起爆系统作为起爆器材。
（1）炸药
采用硝铵炸药或乳化炸药，硝铵炸药药卷直径32mm，长度150mm，重量150g/卷。
乳化炸药药卷直径也为32mm，长度200mm，重量200g/卷。
0#～4#墩基坑爆破用炸药从管理归属地山西省河津市公安部门领取。
5#、6#墩基坑爆破用炸药从陕西省韩城市公安部门领取。
（2）雷管
雷管选择非电毫秒雷管，其段别分别为3段、5段、7段、8段、9段、10段、11段。
0#～4#墩基坑爆破用雷管从管理归属地山西省河津市公安部门领取。
5#、6#墩基坑爆破用雷管从陕西省韩城市公安部门领取。
6、起爆网路
起爆器材使用导爆管非电起爆系统，起爆网路为单式网路。
矩形水平面的基坑，其起爆网路设计为“同列同段孔外等间隔控制微差起爆网路”，即同一列炮眼（沿基坑长）均装同一段别的毫秒雷管，同一排的炮眼（沿基坑宽度方向）均用同一段别的毫秒雷管并联，然后排与排串联在一起。
5#基坑起爆网路共布眼9列、16排，中间一列炮眼装5段毫秒雷管，中间一列炮眼外侧各一列炮眼装第7段，以此类推，往下装8、9、10段别的毫秒雷管。
炮眼外每一排均用第3段毫秒雷管并联，最后把16排串联在一起，如图4所示。
图45#墩基坑起爆网路示意图
4#基坑起爆网路共布眼12列、19排，中间两列炮眼装5段毫秒雷管，中间两列炮眼外侧各一列炮眼装第7段，以此类推，往下装8、9、10和第11段别的毫秒雷管。
炮眼外每一排均用第3段毫秒雷管并联，最后把19排串联在一起，如图5所示。
若现场实际开挖面积变小时，按照排距70cm、间距80cm布置炮眼并联接网路即可。
图54#墩基坑起爆网路示意图
0#基坑起爆网路共布眼6列、11排，中间两列炮眼装5段毫秒雷管，中间两列炮眼外侧各一列炮眼装第7段，以此类推，往下装8、9、10和第11段别的毫秒雷管。
炮眼外每一排均用第3段毫秒雷管并联，最后把11排串联在一起，如图6所示。
图60#台基坑起爆网路示意图
圆形基坑的起爆网路布置敷设与矩形基坑类似。
沿半径为列，每一圆为一排，圆与圆之间距离为排距。
6#墩设计为圆形基坑，其炮眼按照沿半径为列，圆与圆之间为排布置，即每排为同心圆，圆半径分别为35cm、70cm、140cm、210cm和280cm，其中35cm半径圆3个眼采用机械钻孔，为爆破创造临空面。
起爆网路共布眼4排，每一排中相邻3个炮眼装同段别雷管，依次为5、7、8和第9段别的毫秒雷管。
炮眼外每一排均用第3段毫秒雷管并联，最后把4排串联在一起，如图7所示。
图76#墩基坑起爆网路示意图
1#墩设计为圆形基坑，其炮眼按照沿半径为列，圆与圆之间为排布置，即每排为同心圆，圆半径分别为35cm、70cm、140cm和210cm，其中35cm半径圆3个眼采用机械钻孔，为爆破创造临空面。
起爆网路共布眼3排，每一排中相邻3个炮眼装同段别雷管，依次为5、7和第8段别的毫秒雷管。
炮眼外每一排均用第3段毫秒雷管并联，最后把3排串联在一起，如图8所示。
图81#墩基坑起爆网路示意图
2#墩设计为圆形基坑，其炮眼按照沿半径为列，圆与圆之间为排布置，即每排为同心圆，圆半径分别为35cm、70cm、140cm和210cm，其中35cm半径圆3个眼采用机械钻孔，为爆破创造临空面。
起爆网路共布眼3排，每一排中相邻3个炮眼装同段别雷管，依次为5、7和第8段别的毫秒雷管。
炮眼外每一排均用第3段毫秒雷管并联，最后把3排串联在一起，如图9所示。
图92#墩基坑起爆网路示意图
六个基坑，总计需要毫秒雷管约4500发。
7、爆破地震效应的检算
在0#～6#墩基坑控制爆破开挖中，只有5#墩基坑距离老黄河大桥韩城台最近。
因此，只检算5#墩基坑开挖对老黄河大桥基础振动的影响。
（1）计算公式
以爆破振动速度作为爆破地震效应的指标，采用下式计算：
V=K（Q1/3/R）α式中：
V——质点垂直振动速度（㎝/s）
K——与岩土性质爆破方法爆破条件有关的系数，取值在20～800间。
Q——最大一段装药或齐发爆破总药量（㎏）
R——爆源至测点距离（m）
α——衰减系数，实际变化在0.8～2.8之间
（2）计算参数
5#基坑边缘与桥台边缘相距约8m，为确保桥台的安全，同一段别（2个孔眼，一个孔眼药量0.9kg）起爆药量Q=1.8kg以内。
5#墩基坑开挖其爆破振动速度V=140×（1.81/3÷8）1.4=10cm/s，符合国家安全规定小于20cm/s。
施工之前，可以进行模拟爆破试验，测定公式中的各项系数。
（二）爆破施工
爆破施工包括钻、爆、挖、运等四个主要环节。
具体施工方法如下：
1、清表
人工配合机械清除基坑开挖范围内的杂物、表层土，并做好排水系统。
2、测量布孔
用全站仪先放出基础设计边线，然后根据基坑平面尺寸、钻爆设计（炮眼间距为0.8m，排距为0.7m）及试爆结果确定的参数，用灰点或油漆定出炮眼位置，并参照爆破方案进行复核。
炮孔的布孔误差不大于5cm。
3、钻孔
炮孔布点完成后，安排空压机、风枪、发电机等机械进场，按爆破设计的深度钻孔。
成孔使用钻头Φ38～Φ42mm的风枪，人工打眼。
所有炮眼均为垂直打眼。
打眼时必须按照设计要求即炮眼的间距为0.8m，排距为0.7m，炮眼深度为2.2m的设计参数进行施工。
每个炮眼打完后，应在炮眼口处用木楔子或其它方法塞上，保护好炮眼，防止岩屑或其它东西掉入炮眼中影响装药。
4、装药
装药前将炮孔内的石粉等杂物清除干净。
若选用硝铵炸药时，每个炮眼安放6卷炸药，装药量为6卷×150g/卷=0.9kg。
装药时先用炮棍将第一个药卷送入炮孔，然后安放第二个药卷（起爆药卷，有雷管），接着安放第三至第六个药卷，并轻轻压紧。
装药应严格控制装药量，绝不能多装，起爆药卷在孔内的位置要适中。
每个炮眼安放起爆雷管的段别应与设计一致。
5、回填堵塞
装好药后，选取一定湿度的粘土或砂土，分次堵塞炮孔，边回填边用木棍捣固坚实。
堵塞长度1.3m。
6、网路联接
装好药后，专业人员严格按设计进行起爆网路敷设及检查，多个或多排炮孔起爆采用微差爆破，确保万无一失。
起爆网路连接应从最后起爆的炮眼开始，逐渐达到起爆点，连接网路时，绝不能踩到并联的雷管。
7、爆破作业防护及安全警戒
炮眼防护：
在起爆网路联接之前，用编织袋装土成“井”字形压在炮眼口处。
第一层（底层）编织袋顺基坑长度方向满铺放置，第二层（顶层）编织袋顺基坑宽度方向满铺放置，放置两层编织袋、形成“井”字形炮被覆盖压在炮眼口处。
地面防护：
在“井”字形炮被上（第一层）或基坑顶部（第一层以下层数）封压双层钢丝网（5cm×5cm网格），在双层钢丝网上面压一层钢管支架（50cm×50cm间距），双层钢丝网绑扎固定在钢管支架上；基坑四周用电钻或风枪钻眼，每边3个眼，里面插锚固钢筋；钢管网格支架与锚固钢筋牢固连接。
隔离防护：
在所有基坑试爆及爆破之前，在临近既有线侧基坑外缘2～5m处，根据各墩位处的地形地貌实际情况设置钢管竹排架防护，沿墩中心向前向后布置搭设，钢管竹排架长度为在基坑顺桥向开挖长度的基础上每侧各加3～5m，高度为3m。
0～1号墩台，在临近G108国道侧基坑外缘2～5m处，设置钢管竹排架防护并涂刷反光漆，沿墩中心向左向右布置（G108国道方向），长度为在基坑横桥向开挖长度的基础上每侧各加3～5m，高度为3m。
起爆前，将安全警戒范围内的人员、机械设备全部撤离，做好既有线、G108国道及其他建筑物或构筑物的安全防护措施，布置好安全警戒线和明显的爆破警戒信号及标识牌，并派专职安全管理人员看护。
8、起爆
（1）起爆工作必须在规定的封锁点内进行，不得提前。
起爆前各部门人员要到作业现场，检查各项准备工作全部就绪后方可开始。
（2）起爆后及时进行检查，清除瞎炮、处理危石等，检查无误后方可撤除警戒，然后安排清渣工作。
（3）清渣后，用专门的仪器来检测爆破效果，必要时补爆或调整爆破参数。
9、挖运
（1）爆破后，人工清渣，小型卷扬机吊运，人力车运渣。
（2）爆破后的清渣要形成制度，施工单位向阎良工务段汇报。
10、爆破控制要点
（1）每个炮孔的实际装药量由现场验收的炮孔位置、深度等实际量测结果经再检算确定；药量调整必须由爆破技术人员同意，或指定的技术负责人同意后方可进行，不能擅自增减装药量。
（2）每次爆破应进行炮孔编号，各炮孔所用毫秒雷管段别，装药量要能明确区分。
爆破后的效果，必须加以统计分析，不断优化钻爆参数。
并做好装药记录，严禁混装、错装、漏装雷管段别和炸药。
（3）布线要避免传爆雷管爆炸时对不相关导爆管造成损伤，在爆体覆盖过程中随时检查起爆网路的安全，爆体覆盖时不得损坏起爆网路。
（4）爆破前必须设置明显的爆破警戒信号和划定警戒区域并设立标志和专人防护。
（5）起爆前由工点负责人指派专人检查符合要求后，并待防护和警戒工作一切就绪，方可发出起爆信号。
（三）试爆
控制爆破计划试爆墩位：
4号、5号墩。
选择两个墩位各试爆一次，共两次。
5号墩基坑爆破开挖平面尺寸为11×7m，挖深23m，距离既有线边缘12.5m，为所有爆破开挖基坑中尺寸和挖深最大，距离既有线最近的一个墩台。
选择5号墩试爆比较有代表性。
4号墩爆破有自然临空面，选择4号墩试爆比较有代表性。
选取操作熟练有经验的爆破工人打眼、装药、联接网路等，现场技术人员全程监控并做好各项记录，根据试爆的效果，统计分析差异的原因，合理调整和优化爆破参数，最终完善爆破设计方案。
1、地面爆破方法
地面爆破（第一层）时，宁欠爆勿超爆，开挖深度H选取为1.0m,炮眼排距b取为0.5m,列距a取为0.55m,炮眼深L取为1.1m，炮眼装药量QQ=q×a×b×H=0.8×0.55×0.5×1=0.22kg。
为控制爆破开挖基坑平面尺寸和开挖好的基坑上口边线整齐美观，第一次爆破时基坑四周均匀预留80cm宽度岩石不爆破，在第一次爆破完后再进行第一层第二次光面爆破。
5号、4号、0号和6号、1号、2号墩台基坑地面爆破起爆网路分别见图10所示。
图10各墩台基坑地面爆破起爆网路图
四、施工组织及作业时间规划
1、施工顺序
根据黄河特大桥施工总体安排，结合基坑开挖工作量，并确保控制总工期的项目尽早开始，6个基坑拟定分两个阶段进行施工。
首先安排4#、5#、6#墩基坑开挖。
这样可以保证不影响主桥钢桁梁在8月份开始拼装，以及在枯水季节里完成6#墩基础，减少工作难度。
在抓紧完成上述3个墩后再进行0#台、1#墩、2#墩的施工。
2、施工安全监督计划
0#台、4#、5#、6#墩基坑岩石爆破开挖作业纳入临近既有线B类安全监督计划。
0#台、4#、5#、6#墩基坑岩石爆破后清渣及其他常规作业、其他墩台施工纳入临近既有线施工安全监督计划。
施工单位安排专人负责计划编制上报。
爆破作业纳入施工计划的时间拟为：
4月10日—5月31日。
第一次试爆要天窗点2小时。
爆破作业计划每天要二次天窗点，天窗点均要在同一时段，每次要天窗点30~45分钟。
点内爆破作业包括的主要工作内容：
起爆（从引爆开始）、检查爆破效果、清除瞎炮、爆破完毕后的桥梁墩台（0、4、5墩台）观测等。
点内爆破作业前的主要工作内容：
测量布孔、钻孔、装药、回填堵塞、网路联接、爆破作业防护及安全警戒等。
点内爆破作业后的工作内容：
挖运清渣、检查清渣效果等。
五、基坑爆破开挖安全技术措施
1、危险源辨识
基坑爆破开挖施工过程中，可能存在以下安全风险：
（1）人员、机械和料具“侵限”
在作业过程中，要防止施工人员进入既有线，特别是在轨道上行走，或者施工机具和料具侵入列车限界内，影响行车。
另外，爆破时可能出现飞石侵入轨道，威胁行车安全。
（2）爆破损坏既有线路及行车设备
爆破可能出现的飞石会击坏钢轨、轨枕、通信线路等，威胁行车安全。
（3）既有线老黄河桥桥台移动
基坑爆破开挖时，会出现振动，由于5#基坑距离老桥桥台最近，过大的振动将造成老桥桥台基础失稳或台身出现破裂，从而威胁行车安全。
2、安全技术措施
基坑控制爆破开挖除按照铁道部有关二线爆破施工的规定和要求外，针对基坑爆破施工的特点和施工环境，特制定以下6项安全技术措施：
（1）要点
基坑每次爆破必须要点，给点后方可起爆。
为此，由驻站联络员与车站联络，现场防护员及安全员把控。
驻站联络员经过路局培训，考试合格后方可开展工作。
（2）检查
每次爆破后，安全员要及时对既有侯西线路和桥梁、隧道洞口进行检查，发现异常及时报告车站。
（3）持证作业
施工负责人、爆破指挥或现场技术负责人必须持有公安部颁发的中华人民共和国爆破工程技术“安全作业证”；工班长和爆破工必须持有当地公安部门颁发的作业证。
施工负责人、技术负责人、爆破员、安全员、防护员、带班员、驻站联络员等接受西安铁路局营业线施工安全培训，并考试合格。
劳务工不能担任爆破工、施工安全防护员及带班人员等工作，不准单独使用各类作业车辆。
（4）有效控制爆破飞石和振动
为杜绝飞石的出现，除严格控制炮眼的装药量、注重炮眼的回填堵塞长度和质量。
设置物理隔离防护
按照西安铁路局建设工程临近营业线施工物理隔离管理及考核办法的要求，拟在0～2#墩台、4#～6#墩临近既有线侧采用搭设钢管竹排架防护，沿墩中心向前后侧布置，基坑外缘1.5m处搭设，长度为20～40m。
防护排架由建设单位组织施工、监理和设备管理单位结合现场实际情况进行设计。
0#～1#墩台施工时国道两边采用搭设钢管竹排架隔离设施并用反光漆处理隔离钢管。
基坑顶部覆盖防护
在基坑顶部设置铁丝网进行防护，铁丝网固定牢靠。
（5）基坑支护
5#墩基坑开挖深达23m，为保障作业人员的安全，如发现围岩不稳定，要及时支护。
在每爆破完一个台阶后跟进打锚杆、挂钢筋网、喷射混凝土进行防护。
锚杆间距为1.5m，长12m，呈梅花状布置；挂网采用Φ8盘条，网格间距为15cm。
其它墩可参考5#墩的办法进行护壁，确保人员作业安全。
（6）观测
在0号台临近既有线路基砼路肩处设置1个观测点，在4号、5号墩临近既有线桥梁桥台侧墙顶面上各设置1个观测点，观测点用油漆做标记。
0#台、4#、5#墩基坑爆破时，对既有线及老黄河桥桥台、隧道洞口等设点观测，主要在开挖岩石爆破后观测，每爆破一次就观察一次。
如有异常情况，及时通知建设、设计、监理单位，协商保证临近既有线正常施工的措施。
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