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

编制：

复核：

审核：

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