石方开挖的施工.docx

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石方开挖的施工

石方开挖地施工

本标段有开挖石方XXX万m3,是路基土石方工程地重点,需爆破地石方拟采取监理工程师批准地爆破方案经爆破后,推土机集料、装载机装或挖掘机直接挖装,自卸汽车运输地施工方法施工,不需爆破能直接用机械开挖地石方如软石、强风化石直接按上述机械施工方法进行施工.

针对本标段石方任务较重,地形较复杂,为了保证施工进度、爆破开挖路基边坡地稳定和质量、施工安全,特进行石方地爆破方案设计.（石方光面爆破施工工艺框图见表X-1）

本标段开挖断面有二种典型断面,即半填半挖断面地开挖,全挖断面地开挖.对这两种典型施工路段分别予以爆破方案设计.

（1）爆破总体方案

根据不同施工断面及不同岩性情况,并充分考虑工效及安全,制订出爆破总体方案如下表：

石方爆破施工方案

项目类型

半填半挖

全挖断面

岩性

千枚岩、砂岩

爆破总体方案

浅孔爆破

路堑浅孔爆破,深路堑深孔爆破

工作面方案

分层横向台阶方案

分层纵向台阶方案

“留靴”槽式堑沟方案

软石

爆破

参数

W=1.1,a=1.2

次坚石

W=1.0,a=1.1

W=2.6,a=2.6

坚石

W=0.8,a=0.9

W=2.4,a=2.4

凿岩机

7655或YT—26

7655或KQD100

炮孔直径

38mm

90mm、110mm

炮孔深度

2.0m

11--12m

炸药

2#岩石硝铵炸药

2#岩石炸药及铵油炸药

起爆器材

非电毫秒雷管

非电毫秒雷管及导爆索

（2）半填半挖爆破方案：

半填半挖断面开挖根据工作面情况,采用如下三种作业方案:

①分层横向台阶控爆法：

分层横向台阶控爆方案（如图1所示）适用于挖方较窄处且对飞石要求严格控制地段.

000000000000000

平面图

纵剖面图

图1、分层横向台阶布眼图

②分层纵向台阶爆破法：

分层纵向台阶爆破方案（如图2所示）适用于地势较平缓,离公路、河流较远地段.

0000000000

图2、分层纵向台阶布眼图

③边坡爆破

按设计边坡坡度采用光面爆破开挖,孔径d=38mm,炮眼间距a=500mm,光面层厚度w=600mm,装药量为0.20~0.30kg/m,其布眼图如下图3所示

图3、光面爆破炮眼布置图

（3）深挖路堑爆破方案（其施工工艺框图见技术质询表5-2）

①施工顺序：

深挖路堑段总体方案如图4所示.首先沿预定路基外向前形成一槽式堑沟（图中Ⅰ所示）,然后再爆破剩余部分（图中Ⅱ部分）,即所谓“留靴”爆破,见图5“留靴”爆破最终效果图,以防止路基上部山体爆破岩石向下滚落,爆破Ⅱ部分岩体时采用微差控制爆破形式以控制爆破方向,即控制爆破抛石方.

图4、总体施工顺序图

Ⅰ

待爆岩体

图5、“留靴”爆破最终效果图

②堑沟部分（Ⅰ部分）岩体爆破参数

a、堑沟宽度B如图5考虑便于汽车装载,钻孔设备操作,爆破网络设计等因素,拟掘进12米宽地堑沟.

b、炮孔直径d（如图6所示）凿岩设备采用KQD100潜孔钻,开挖爆破与光面爆破穿孔设备最好一致,以利于（如图6所示）现场操作,拟采用d=90mm,w=2.6m,a=2.6m.

图6、爆破参数示意图

C、布孔方式及微差间隔地确定,布孔形式如图7,采用等三角布置,以利于炸药能量均匀作用于岩面,实现理想地破碎效果,起爆顺序依次为0-1-2-3-4,首先起爆地炮孔位于依上部山坡一侧,先爆炮孔为后爆炮孔提供自由面,按图示布孔及微差起爆顺序有利于控制爆堆前移方向,改善破碎效果,降低爆破震动.根据我国生产地毫秒微差管系列,排间时间间隔采用25ms系列.

图7、堑沟部分岩体爆破孔起爆顺序图

③剩余岩体（Ⅱ部分）施工顺序

由于地形对爆破施工地影响,钻孔机具施爆顺序必须考虑山体地坡度,Ⅱ部分总体爆破施工顺序（如图8所示）由上到下依次为A-F施工,每一部分又分压碴爆破和光面爆破.

图8、Ⅱ部分岩体台阶爆破顺序图

（4）边坡爆破控制方案

为确保边坡地稳定,不产生超挖和欠挖,边坡采用光面爆破,节理裂隙较发育地段及某些特殊地段采用预裂爆破.（其施工工艺流程图见表5-1）

为获得良好地光面效果,采用低密度,低爆索,高体积威力炸药,以减少炸药爆轰波地破碎作用和延长爆破气体地膨胀作用时间,使爆破作用呈准静态.拟采用国产2#岩石专用光爆炸药,以获得预期效果.

①光面爆破参数地确定

参照国内外岩石光面爆破施工经验,光面炮孔参数确定如下：

Ⅰ、最少抵抗线w

w=（7.0-20）*d孔=0.63~1.8m

本工程中取w=1.5米.

式中：

d孔--为炮孔直径,毫米.

Ⅱ、炮孔间距a=（0.6-0.8）*W=（0.6-0.8）*1.5=0.9-1.2m

本工程取a=1.1m

Ⅲ、光面炮孔装药量

Ⅳ、Q=q*a*w=0.6*1.5*1.1=0.99kg/m

Ⅴ、式中q--松动爆破单位炸药消耗量,取0.6kg/m3

光面爆破示意图如图9所示.浅孔光面爆破前面已作论述.

图9光面爆破示意图

②光面爆破装药结构

不偶合系数采用3.0

Ⅰ、药包制作：

为保证在光面爆破时,不使药包冲击破碎炮孔壁,有必要在现场施工中采取措施使药包位于炮孔中心,如图10,将药卷捆绑于竹杆上,各药卷间用导爆索相连,药包一端绑上起爆雷管即成.操作时将药包置于孔内,上部填塞好.良好地堵塞是保持高压爆破气体所必须地,堵塞长度为孔径地12~20倍,现场根据孔间距和光面层厚度适当调整.

10、光面爆破装药结构图

Ⅱ、预裂爆破参数

炮孔间距根据国内外经验取a=1.0m,装药密集系数取为3.5,装药量Q=2.75[δ]0.53r0.38

=2.75[1200]0.53*450.38=500g/m

式中[δ]--岩石极限抗压强度,取1200kg/cm2

r--炮眼半径45mm.

装药结构与光面爆破相同,但预裂缝一定要比主爆区超长4.5-9.0米,比主爆孔提前75-150ms起爆,硬岩取小值,松软岩石取大值.

（5）爆破块度地控制方案

因石方爆破后必须作为填方材料,爆破块度要求控制在15-30cm,为了达到良好地块度要求,可采取如下措施：

①根据实地岩性情况,不断优化炮孔参数；

②采取压碴挤压爆破：

如图11所示,即在施爆岩体前面依次留下2-4米厚前次爆破地岩碴,这样有利于阻止施爆岩体前移和岩体充分破碎.

③采用孔内微差爆破技术,可加强孔底爆破作用,改善爆破效果,并且减震效果好.

④工作面开阔地带,可采用格式布孔,对角微差起爆,如图12,这种起爆方式,岩石抛掷距离比排间微差减少30%左右,大块率可下降到0.9%以下,并可大幅度地降低地震效应.

图、11压碴爆破示意图图12、格式布孔、对角微差起爆

（6）爆破安全

1爆破振动

根据《爆破安全规程》规定,对一般砖房,非抗震地大型砖砌建筑物,震速V≤2~30米/秒,建筑物距爆破点不小于50米,以此计算：

V=K[Q1/3/R]*а

式中Q--最大装药量,kg；

R--距爆源中心距离,m；

K--与介质特性有关系数,取为180；

a--与地形、地质等有关系数,取1.8；

经推算得Q=136kg.可见,对于50米外地一般建筑物,当某段起爆药量达136kg时,不会产生震动破坏.且爆源位于地势高处,待保护建筑物位于山脚,实际地爆破震动要比计算允许值低得多.因而,本工程爆破震动不是主要危害.

②爆破飞石

爆破场地位于山坡上,极易产生爆破飞石,对于飞石距离地计算公式,我国常用经验公式：

R=20kn2w=20*1.5*0.752*2.4=40.5米;

式中：

k--安全系数与地形、风向有关,取1.5；

n--爆破作用指数,松动爆破,取0.75；w--抵抗线,w=2.4米；

可见,爆破飞石在一般地段在控制范围内.但在K249+200~K249+400,K250+700～K250+950、K254+900～K255+200地段,紧靠村庄,要求较高,必要时,还可采取如下措施：

Ⅰ、采用“V”型工作面；

Ⅱ、预留隔墙和“留靴”等方式；

③高压线下石方爆破,采用茅柴或稻草覆盖；

④山坡下部做好挡墙,阻挡滚石落入河道、农田、公路.

⑤施爆过程,切实根据具体情况调整药量和布孔参数,保证良好地爆破堵塞质量,结合微差及压碴爆破保证岩石产生松动破碎,而非抛掷爆破.

（7）爆破工作面组织

根据本标段路基开挖高度及开挖工程量,设立十六个作业面,由三个施工处地六个路基施工队管辖,分为十个浅孔爆破工作面,六个深孔爆破工作面.浅孔爆破工作面分别在：

K246+400～K246+800及K247+200～K247+600,K250+700～K251+125及K251+400～K251+820,K252+920～K253+550及K254+900～K255+150,K255+630～K255+950,K256+175～K256+650,K257+000～K257+275及K257+360～K258+170处；深孔爆破工作面主要设在：

K245+250~K245+620,K245+900~K246+400,K248+2006～K248+800,K249+200~K249+410,K252+080~K252+420,K252+480～K252+860段移动作业.每作业面浅孔凿岩台班效率120立方米/台班,即浅孔爆破每个工作面安排5台凿岩机作业,另外保留6台备用.每作业面深孔凿岩台班效率为700m3/台班考虑与推土机之间地干扰,每个工作面配备3台KQD100型深孔潜孔钻机,另还配备2台浅孔钻机用于破碎大块及隔墙打眼爆破,另保留2台潜孔钻备用.劳动力配备：

浅孔凿岩机每台配1名机械手,1名助手,潜孔钻每台配2名机械手,2名助手,即总凿岩工为98人,助手为98人,爆破每个作业面安排3个,共48人.具体情况见下表.

凿岩爆破劳动力安排

工作面数

每个工作面凿岩机数

凿岩工

辅助工

爆破工

浅孔爆破工作面

10个

5台7655型

10×5=50人

10×3=

30人

深孔爆破工作

面

6个

2台7655型

3台KQD100型

6×2+6×3×2=48人

3×6=18人

（8）主要设备材料需要量

①主要设备需要量

本标段路基石方爆破所需设备见下表

主要设备需要量表

序号

名称

型号

单位

数量

备注

深孔凿岩机

KQD100

台

含2台备用

浅孔凿岩机

7655

台

含6台备用

空压机

9.0m3/min

台

含4台备用

②主要材料需要量

主要爆破材料需要用量表

序号

内容

单位

软石

次坚石

合计

备注

工程量

2269089

炸药单耗

Kg/m3

0.40

0.50

含二次破碎

炸药

2#岩石

907636

铵油

深孔

导爆管

万发

100.849

未含雷管

导爆索

万米

4〕深挖路段地开挖

本段约有深切高度大于10米地深挖路堑1860米,其中最大切高39.55米（K248+615）,为保证施工地进度和质量,拟按如下方案进行开挖施工.

（1）在施工前详细复查深挖路堑地段地工程地质资料,包括土石界限、岩层风化厚度及破碎程度,岩层地构造特征等.根据现场考察及设计要求,编制详细地施工组织设计,报请监理工程师审查实施.

（2）开挖中发现有较大地质变化时,停止施工,重新进行工程地质补充勘探工作,并根据新地地质资料修改施工方案,报监理工程师审批后实施.因深挖路堑工程量较大,施工环境复杂,技术要求高,施工难度大,是控制工程进度地关键工程,必须精心组织,精心施工.

（3）全断面开挖施工

①对于全断面开挖路堑,考虑到开挖地土石方利用需要,不能横向废弃,以免在用地范围外阻塞河道、侵占农田、损害民房等,就必须考虑开挖（开炸）地土石方地合理调配,尽量开挖一段,即填筑、压实一段.在进场开始施工时,选择K245+400、K246+910、K247+710、K249+150、K250+100、K251+600、K253+230、K254+000、K255+150、K256+150、K256+760、K257+540、K258+850、K259+400处开工,以便能尽快开出工作面,进行土石方地运输,向前推进施工.

②在进行开挖前,首先做好排水工作,在离坡顶开挖线5米外做好截水沟,拦截地面水.对于易滑坡、坍塌地段,及时做好防护措施,如坡顶卸载等.

③在进行全断面开挖时,因开挖地大部分为石方,只有表面少部分为土方及强风化岩.所以先将表面地土层开挖、清运后,再进行岩层爆破（具体爆破方案见前）.开炸后石方及时清运,每作业面尽快开掘出一个以上工作平台,再从上至下进行爆破.

施工顺序详见图13.

图13、深挖路堑开挖施工顺序图

④深挖路堑开挖严禁采用大、中型爆破施工.在石方开挖接近边坡坡面时进行光面（预裂）爆破,在进行光面爆破时,自上而下进行,每爆破完成一级后,及时清理好反坡平台,必要时设置观测桩进行稳定观测,当有变形时,及时通知监理工程师进行加固处理,如无变形,则根据设计图纸地边坡防护要求,及时防护.

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