金迪世纪大厦项目静态爆破专项施工方案Word下载.docx
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本工程施工根据设计基坑平面位置及开挖深度，将基坑分为南北两个区域，南北区基坑中间存在地铁2号线隧道延东西向经过，南区基坑坑底标高位于地铁隧道结构顶标高以下，南区基坑开挖除土方开挖以外，还存在大量岩石需进行爆破施工，为确保地铁隧道结构安全，本工程石方爆破全部采用静态爆破方法进行施工。
本工程基坑石方开挖的高度约为2～4m，石方量约有9968m3。
静态爆破平面位置及剖面示意图如下图所示：
图1-1静态爆破平面位置图
图1-2静态爆破剖面示意图
二、编制依据
1、设计图纸：
《金迪世纪大厦基坑支护设计施工图》（深圳市勘察研究院有限公司，KYY-JS-2013-014-01）。
2、场地岩土工程勘察报告：
《金迪世纪大厦场地岩土工程详细勘察报告》（深圳市勘察研究院有限公司，KYY-KC-2013-68）。
3、《金迪大厦地形测量及地下管线探测工程测绘报告》（深圳市勘察研究院有限公司，13XX05Z158）。
4、国家现行建筑工程施工和验收的标准、规范、规程、图集：
《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》；
《爆破工程手册》；
《爆破安全规程》GB6722-2003；
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001；
《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012；
《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009；
《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005；
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011。
三、地质及水文条件
3.1地质条件
根据钻探揭露，场地范围内地基土主要有：
人工填土层（Q4ml）、第四系坡积土层（Qdl）、第四系残积土层（Qel）、燕山期花岗岩层（γ53）。
（下述的“地层编号”系根据深圳地区地层成因、时代、岩性分层的层序统一编号）
1、人工填土层（Q4ml）
素填土①：
灰褐色、褐黄色、杂色，湿，松散，主要由砾质粘性土组成，含约25%石英砂砾及少量碎石砖块等,堆填时间3～10年不等。
层底高程13.84～30.75m，层底埋深0.50～16.90m，层厚0.50～16.90m，平均厚度6.64m。
2、坡积土层（Qdl）
含砂粉质粘土②：
褐红色、褐黄色，湿，可塑，粘性差，石英颗粒含量约35%，粒径2～4mm，棱角状。
层底高程9.14～26.30m，层底埋深4.00～20.90m，层厚0.60～8.00m，平均厚度3.98m。
3、残积土层（Qel）
砾质粘性土③：
褐黄色、灰褐色，湿，可塑～硬塑，为花岗岩残积土，除石英外，其他矿物均已风化成土状，石英颗粒含量约35%，粒径2～5mm，棱角状。
层底高程6.54～23.88m，层底埋深7.30～22.00m，层厚1.30～10.00m，平均厚度3.86m。
4、燕山期花岗岩层（γ53）
钻探深度内揭露基岩从上至下分别为全风化、强风化、中风化、微风化岩带。
全风化花岗岩④1：
灰褐色、褐黄色，岩芯呈坚硬土柱状，遇水软化崩解，原岩结构已破坏，除石英外，其他矿物基本已风化成土状，遇水软化崩解，干钻可钻。
层底高程6.96～25.66m，层底埋深5.80～23.50m，层厚1.10～7.30m，平均厚度3.11m。
强风化花岗岩④2：
褐黄色、灰褐色，岩芯呈砂土状～坚硬土柱状，局部偶夹碎块，岩块手掰可折断，风化裂隙发育，原岩结构尚可辨析，除石英外，其他矿物已风化，长石晶型仍可见，遇水软化崩解，干钻较难。
层底高程2.29～27.75m，层底埋深3.50～25.90m，层厚1.50～15.50m，平均厚度5.81m，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
中风化花岗岩④3：
灰褐色、褐红色、褐黄色，粗粒花岗结构，块状构造，矿物成分以石英、长石、云母为主，岩芯呈碎块～短柱状，裂隙较发育，裂隙面铁质浸染，较破碎，敲击声哑，敲击易碎。
层底高程为-3.86～23.08m，层底埋深8.00～29.00m，层厚0.20～7.10m，平均厚度1.42m。
本层取岩样11块。
根据标准值按岩石坚硬程度分类属较硬岩类，岩体基本质量等级为Ⅳ级。
微风化花岗岩④4：
麻灰色、肉红色，粗粒花岗结构，块状构造，矿物成分以石英、长石、云母为主，岩芯呈长柱状，较完整，岩质新鲜，敲击声脆，岩石坚硬，局部偶见陡倾裂隙，呈闭合状。
揭露厚度1.80～12.20m，平均揭露厚度6.07m。
根据标准值按岩石坚硬程度分类属坚硬岩类，岩体基本质量等级为Ⅲ级。
上述地层在场地的分布、埋藏深度及厚度变化特征详见《金迪世纪大厦场地岩土工程详细勘察报告》中勘探点平面图、基岩岩层等高线图、工程地质剖面图及勘探孔柱状图。
3.2水文条件
根据《金迪世纪大厦场地岩土工程详细勘察报告》可知，场地地形开阔，排泄通畅，无积水现象，场地内地下水根据其赋存介质和埋藏条件不同可分为两类：
1、存在于第四系地层中的孔隙水，其透水性较差，为相对隔水层或弱含水层、弱透水层。
2、存在于基岩强、中风化层中的裂隙水，其含水量及透水性主要受地层裂隙发育程度控制，整体上属弱～中等含水、弱～中等透水性地层，埋藏较深，具微承压性。
场地内地下水主要接受大气降水补给，渗流方向受到地形的影响，由北向南排泄。
钻探期间测得钻孔综合水位埋深4.10～17.00m，标高11.71～27.80m。
地下水年变化幅度约为2.0～10.0m。
四、施工资源配置
4.1施工进度计划
结合地质勘查资料分析，并根据基坑支护设计施工蓝图及施工承包合同可知，本工程需要爆破石方量约为9968m3。
根据石方工程数量及结合本工程总体施工进度计划要求，本工程静态爆破开工日期按现场实际开挖出岩面日期起开始施工，计划至2015年3月1日全部施工完成。
4.2人员配置
1、项目部管理人员
本工程工期紧，任务重，成立相应的项目管理小组是保证施工质量和进度的关键，工程实行项目管理，管理人员应履行各自职责。
项目部管理人员组成计划表如下：
表4-1项目部管理人员一览表
序号
姓名
性别
职务
备注
1
郭桂喜
男
项目经理
2
林立峰
常务副经理
3
夏坤
总工程师
4
沈连登
生产副经理
5
蒋生珠
安全主任
6
罗颂
质量主任
8
王波
施工员
9
陈建华
测量主管
10
贺泽刚
试验主任
11
黄秀兰
女
资料员
12
薛清鹏
材料员
2、作业队伍人员安排
施工班组由具有相应资质的劳务队组成，劳动力合理调整，确保各工序施工人员及时到位。
静爆开始施工时，先安排两小组作业人员进场施工，再根据现场作业面情况相应增加作业人员，作业层施工人员组成情况见下表：
表4-2施工人员组成情况表
序号
工序
工种
数量
备注
钻孔、凿岩
机械操作工
装药、洒水
装药工
石渣运输
司机
辅助施工
普工
负责静爆施工管理
管理人员
4.3材料计划
用于本工程静态的材料主要为无声破碎剂，材料计划如下表所示：
表4-3支护桩材料计划表
材料名称
数量
静态爆破剂
充足
根据作业面配备
洁净水
由市政水供给
拌合盆
4个
捅棍
4根
防护眼镜
若干
防护手套
4.4施工机械设备计划
根据施工计划组织好施工机械设备进场，合理选择施工设备是保证施工顺利的重要环节。
设备型号数量选择的原则是：
能满足设计对工程的技术和质量标准；
适应地层特点和施工方法的要求；
适应施工现场的场地大小、场地内搬迁、工期要求、供水、供电条件等；
较好地根据主机设备型号数量进行辅助设备和工程器具的选型和配套。
根据本工程工期要求及地质条件，拟进场的静态爆破机械设备详见下表：
表4-4静态爆破施工主要机械设备表
机械、设备名称
单位
使用部位
挖掘机
台
挖装石渣
泥头车
辆
装运石渣
空压机
钻孔
风镐
把
凿岩机
凿岩
根据现场破碎岩石量调整
电子称
7
量筒
个
五、静态爆破施工
5.1静态爆破原理及特点
1、静态爆破的工艺原理
人工造孔后，在静态爆破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。
为赶工期的需要，项目部计划使用质量好的静爆剂，从而达到较好的开挖效果，以缩短工期。
静态爆破剂的破碎机理：
静态爆破剂是以特殊硅酸盐、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。
2、静态爆破特点
静态爆破剂属于非燃、非爆、无毒物品，是一种含铝、镁、钙、铁、氧、硅、磷、钛等元素的无机盐粉末状破碎剂，使用时按配合比要求用水搅拌后灌入钻孔内，经水化后，产生巨大膨胀压力，并施加给孔壁，将混凝土或岩石悄悄地破碎。
静态爆破在破碎过程中无震动、无飞石、无噪声、无毒、无污染。
静态爆破剂不属于危险品，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。
5.2静态爆破工艺流程
本工程静态爆破施工工艺流程如下图所示：
图5-1静态爆破工艺流程图
5.3静态爆破施工方法
静态爆破施工前先设置临空面，采用油炮或风镐开挖。
根据地质详勘报告及结合现场实际开挖岩面情况，本工程南区基坑岩石静态爆破计划由东向西施工，在南区基坑东北角采用风镐或凿岩机设置静爆临空面，临空面设置完成后再分层静爆施工。
对于岩石破碎需要了解岩石性质、节理、走向及地下水情况。
钻孔参数、钻孔分布和破碎顺序则需要根据破碎对象的实际情况确定。
另外静态破碎剂的效力和初始开裂时间，除了与原料配合比有关外，还与施工当时气温、水温、水灰比、孔径、孔距、钻孔布置、灌浆时间、操作人员的经验等因素有很大关系。
1、设计布孔
布孔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。
切割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，孔距与排距越小，反之则大。
2、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。
本工程静态爆破计划采用钻孔孔径为φ40mm。
3、钻孔深度和装药深度
孤立的岩石钻孔深度为目标破碎体的80%至90%；
大体积需要分步分层破碎岩石，钻孔深度可根据施工要求选择，一般在1.5m至2.0m较好。
装药深度为孔深的100%。
图5-2爆破孔间距、排距平面布置图
图5-3爆破分层台阶示意图
静态爆破剂布孔设计参数见下表：
表5-1静态爆破剂布孔设计参数表
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
（2.0-3.0）a
38-50
5-10
中硬度岩石
1.05H
30-40
12-22
坚硬花岗岩石
25-40
30-80
18-25
根据本工程岩石分布特点，选择静态爆破剂布孔设计参数为：
孔深L=1.5～2.0m，相邻孔距a=30cm，排拒b=100～150cm，孔径d=40mm，使用量20kg/m3。
具体施工过程中，还应根据现场实际条件（包括温度高低、膨胀程度、岩石破碎情况等）调整相应的布孔参数，以确保满足施工要求。
4、装药
先将药剂加30%的水（重量比）拌成流质状（充分搅拌后略有余水）后，迅速倒入孔内并用略小于钻孔的捅杆捣实捅紧，特别长的钻孔，可多分几段，逐段捅实。
岩石发现裂缝后，立即向裂缝中加水，以支持药剂持续反应，加水后效果明显，裂缝加大。
采用分两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。
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5分钟；
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。
5、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。
一般解决办法是加入保温剂和提高拌和水温度。
保温剂加入过多，也会降低药剂膨胀力。
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。
本工程静态爆破施工药剂反应时间一般控制在12～24h，条件较好时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伤人事故，可使用延缓反应时间的抑制剂，可根据现场实际情况确定。
静态爆破后的胀裂岩石，需要进行再次破解，对于大块体积的岩石体，需要用凿岩机进行二次钻孔加药进行静爆，对于一般已破解胀裂的岩石，均采用凿岩机破碎，而后用挖机挖掘破碎的石方装车外运。
清理出施工作业面后，及时安排进入下一层循环操作施工。
5.4静态爆破施工保证措施
1、采用具有腐蚀性的静态破碎剂时，灌浆人员必须戴防护手套和防护眼镜。
孔内注入破碎剂后，作业人员应保持安全距离，严禁在注孔区域行走。
2、在相邻两孔之间，严禁钻孔与注入破碎剂同步进行。
3、静力破碎时，发生异常情况时必须停止作业，待查明原因并采取相应措施确保安全后，方可继续施工。
4、在药剂灌入钻孔到岩石开裂前，不可将面部直接近距离面对已装药的钻孔。
药剂灌装完成后，盖上麻袋或棕垫，远离灌装点。
观察裂缝发展情况时应更加小心。
此外施工现场应专门备好清水和毛巾，冲孔时如药剂溅入眼内和皮肤上，应立即用清水冲洗。
5、在破碎工程施工过程中需要改变和控制反应时间时，必须依照规定加入抑制剂或触发剂，并按要求配制使用，严禁擅自加入其它任何化学物品。
6、严禁将破碎剂加入水后装入小口容器内。
7、刚钻完孔或刚冲孔的钻孔，孔壁温度较高。
应确保温度正常符合要求并清洗干净后才能继续装药。
8、破碎剂在运输和储存过程中应防潮，开封后应立即使用。
如一次未使用完，应立即扎紧袋口，需用时开封。
破碎剂严禁与其它材料混放。
9、使用破碎剂前确保操作人员对说明书已仔细阅读并理解。
六、地铁保护措施
由于本工程基底岩层主要为Ⅲ～Ⅳ级围岩，石方爆破相对于在土方开挖施工时对2号线隧道结构的振动影响较大，且南区基坑边距离地铁隧道结构较近。
因此，在石方爆破施工时，必须对施工过程有可能产生的影响进行分析，并采取合理的爆破方法，以保证地铁隧道结构的运营安全。
6.1石方爆破对地铁隧道产生的影响分析
本工程基坑施工过程中，石方爆破所产生的振动是对地铁隧道影响最大的工序，因此需要采取合理的爆破方法，确保地铁隧道结构的安全。
6.2地铁隧道保护措施
1、结合本工程的实际情况，制定合理的地铁保护专项施工方案，并经过专家论证及上报地铁集团公司审批。
2、编制合理的静态爆破专项施工方案，并上报监理、业主单位审批。
为确保地铁隧道结构安全，本工程全部采用静态爆破的方法进行石方爆破施工，最大限度的减小爆破振动对地铁隧道的影响。
3、重点抓好爆破材料的质量控制、静态爆破施工工艺控制等关键环节。
施工过程严格按照审批的施工方案要求进行布孔、装药等施工，确保基坑边坡稳定，进而保护地铁隧道结构的安全运营。
4、施工过程中，严格按审批通过的施工方案实施。
安排专人现场巡查，检查边坡的稳定情况。
若发现存在安全隐患，应立即上报项目领导，及时采取相应处理措施，消除安全隐患。
5、基坑工程施工过程中，认真做好监控量测工作，对采集的数据及时处理，分析并判明基坑状况，真正实现信息化施工。
必要时加密对支护结构、周边地表和建筑物变形等项目的观测频率，及时反馈监测信息，正确的指导施工。
一旦监测数据报警，可以及时采取措施，避免基坑发生危险，从而造成对地铁隧道结构的影响。
七、质量控制措施
1、静态爆破剂质量控制
对进场材料必须进行检验，确保其符合JC506-92《无声破碎机》强制性行业标准，不合格产品不得使用。
本工程计划使用质量优良的静爆剂以取得更好的效果。
2、钻孔质量控制
根据调查情况，按方案中的设计孔位布置图测量放线，严格控制孔深、角度等技术参数。
钻孔直径宜采用38至42mm。
孔距与排距的大小与岩石的硬度、混凝土强度及布筋直接相关。
硬度越大、混凝土强度越高、布筋密钢筋粗时，孔距与排距越小，反之则大。
根据此原则结合现场试验进行孔距与排距的调整。
3、装药质量控制
禁止边打孔边装药，打孔要一次完成，装药要一次完成。
禁止打完孔后立即装药，应用高压风将孔清洗完成后，待孔壁温度降到常温后方可装药。
灌装过程中，已经开始发生化学反应的药剂不允许装入孔内。
4、药剂反应时间控制
药剂反应时间一般控制在12～24h，控制参数可根据现场的施工条件测定相关的施工参数。
八、安全生产措施
1、无关人员不得进入施工现场。
2、采用具有腐蚀性的静态破碎剂时，灌浆人员必须戴防护手套和防护眼镜。
3、在相邻两孔之间，严禁钻孔与注入破碎剂同步进行。
4、静力破碎时，发生异常情况时必须停止作业，待查明原因并采取相应措施确保安全后，方可继续施工。
5、在药剂灌入钻孔到岩石开裂前，不可将面部直接近距离面对已装药的钻孔。
情况严重者应立即送医院检查治疗。
6、在破碎工程施工过程中需要改变和控制反应时间时，必须依照规定加入抑制剂或触发剂，并按要求配制使用，严禁擅自加入其它任何化学物品。
7、严禁将破碎剂加入水后装入小口容器内。
8、刚钻完孔或刚冲孔的钻孔，孔壁温度较高。
9、破碎剂在运输和储存过程中应防潮，开封后应立即使用。
10、使用破碎剂前确保操作人员对说明书已仔细阅读并理解。
九、环境保护措施
1、在施工场地按照市政污水排放要求做好深沉池，施工用的污水经沉淀合格后方可排入市政污水管道。
2、已发生化学反应的药剂不得放回药剂瓶，也不得随意丢弃。
为防止土壤污染和其它构筑物腐蚀，要采取将未反应的药剂放在容器内，待化学反应充分完成后，随渣土一起外运。
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