临近公路危岩静态爆破施工方案.doc
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目录
1、编制说明 1
1.1编制依据 1
1.2编制范围 1
1.3编制原则 1
2、工程概况及不良地质情况 2
3、施工总体思路及施工措施 3
3.1施工总体思路 3
3.2施工措施 3
4、安全防护 5
5、主要施工工艺及方法 6
5.1静态爆破原理 6
5.2静态爆破施工流程 6
5.3静态爆破施工方法 6
5.4对危岩WY1清刷后坡面防护 12
6、工期计划 14
7、拟投入主要施工人员、机械设备及材料 14
8、质量标准 15
9、安全措施及注意事项 15
10、环保措施 16
1
1、编制说明
1.1编制依据
（1）山西**铁路有限责任公司《**铁路太原至静游段铁路指导性施工组织设计》。
（2）新建**铁路太原至静游段工程TXXS-1标段工程招标文件、合同文件、设计文件、施工图纸等。
（3）国家、铁道部、建设部、业主及地方政府有关安全、环境保护、水土保持的法律、规程、规则、条例等。
（4）我公司积累的类似工程相关施工工艺、工法以及投入管理人员的管理水平、技术状况、装备力量及多年来的施工经验。
（5）现场调查所获各种资料。
1.2编制范围
新建**铁路太原至静游段工程TXXS-1标段新横岭隧道出口WY1危岩处理。
1.3编制原则
（1）坚持确保质量、安全和工期的原则；在保证安全、质量的同时，省时、省力、省成本。
（2）坚持不断优化施工方案的原则。
（3）坚持“改造自然、保护自然、建设铁路、环保同行”和以人为本的原则。
（4）运用平行、交叉、流水等科学手段组织施工，工期安排遵循“合理可行、留有余地”的原则。
（5）本着先进性与适用性相结合的原则，采用先进可靠的技术，加强控制，确保优质、安全、快速、高效完成该项工作，并以先进可靠的施工方法和工艺控制投资，降低成本。
（6）坚持“高标准、高质量、科研先行”的原则，以“高、精、尖”为要求，配置与选择施工设备、技术、工艺，特殊工序遵循先试验、后实施，做到安全可靠。
（7）遵循“重视环境、保护环境”的原则，做到不扰民，不污染环境。
2、工程概况及不良地质情况
新横岭隧道起讫里程为DK15+333～DK20+255.9，全长4922.9m，为单线隧道。
隧道位于山西省太原市剥蚀侵蚀中山区，山势陡峻、沟谷纵横，出口端地质为奥陶系中统上马家沟组石灰岩层，岩石陡直，施工条件困难。
隧道出口段位于汾河**旅游风景区，出口（白文端）洞门里程为DK20+255.9，隧道洞顶、左侧均为**景区一景点——老虎口。
隧道出口段DK20+050～DK20+255.9，左侧紧邻汾河**旅游公路，右侧紧邻既有太古岚铁路。
洞身左侧覆盖层岩体厚度为40～50米之间，山势陡峻，呈倒角形态。
岩层表面3～5m，风化程度严重，节理、裂隙发育，属硅质、钙质胶结石灰岩等沉积岩。
隧道右侧距既有太古岚线隧道线间距为30米，且与既有隧道平行。
新建隧道出口边仰坡陡且高，岩体节理较发育，且由于局部夹薄层泥灰岩，存在差异风化，受垂直节理切割，形成危岩体，其特征如下：
WY1危岩位于新建铁路隧道出口左侧约30米处（公路上方），裂缝宽约0.1-0.2米。
危岩宽约8米，高约10米，厚约6米。
危岩在爆破、列车震动、降水等作用下易产生落石、崩塌等不良地质，危及公路及铁路运营安全，需采取清理、加固措施，确保安全。
16
3、施工总体思路及施工措施
3.1施工总体思路
经现场调查发现WY1所处山体山势陡峻、沟谷纵横，岩石陡直，施工条件极其困难。
受现场地形及施工工作面限制，无法满足施工机械作业条件及要求，只能对WY1采取静态爆破，人工撬块，层层剥离的方式，自上而下进行清刷，直至稳定围岩面，清刷WY1危岩体后，对清除面约8米×10米（宽×高）范围内进行喷锚网加固防护，防止岩面进一步风化，彻底消除安全隐患。
喷锚采用Φ22砂浆锚杆，长L=3.5米，间距1.5×1.5米，梅花型布置，HPB235φ6钢筋网片，网格间距20cm×20cm，喷C25混凝土厚10cm。
估算工程量如下表：
序号
项目
单位
工程量
备注
1
危岩静态爆破
m³
500
2
砂浆锚杆
根
50
Φ22，L=3.5米
3
钢筋网
T
0.2
φ6，20cm×20cm，
4
喷射混凝土
m³
10
C25，厚10cm
3.2施工措施
（1）施工便道
施工便道自**公路引入修建至工作面，达到爆破设备及材料的运输目的。
新建便道长约500米，路面宽3.5米，采用泥结碎石路面，设2％横向排水坡，最大纵坡不大于10%，最小曲线半径不得小于30米，施工便道修建需进行石方开挖约400m³。
（2）脚手架
为满足施工工作面要求，确保施工安全，根据山体地形特征，自**公路面搭设脚手架至危岩WY1处，危岩WY1处脚手架有效工作平台宽度不小于1.5米。
主要材料为直径40mm的钢管、竹排、钢丝绳和锚杆。
脚手架立杆间距1.5m，横杆间距2.0m，每个钢管结点用直径22mm、长2.5m的锚杆锚固在岩体中，坡面撑杆设在立、横杆相交处，长度据现场确定，与立杆连接支撑在坡面上，脚手架顶部用直径12mm的钢丝绳拉于地锚固定，在钢管横杆上铺设竹排，脚手架外部挂设安全网，脚手架两端、中间每隔一定距离布设剪刀撑，剪刀撑连接3～4根立杆，斜杆与地面夹角为45°～65°，相邻两排剪刀撑之间加设一根长斜杆，剪刀撑的斜杆两端除用旋转扣件与脚手架的立杆或横杆扣紧外，在其中间增加2～4个扣结点。
脚手架搭设高度约45米。
脚手架示意图如下：
4、安全防护
为确保**公路及施工安全，根据山体地形特征，施工期间须封闭**公路、拆除**门卫值班房及防护落石、滚石可能造成危害的**公路桥部位。
（1）**公路安全防护
WY1位于新建铁路隧道出口左侧约30米，**公路上方，为确保施工及**公路安全，爆破施工开工前与**管理局签订安全配合协议，对可能造成安全隐患路段的周边至少300米进行封闭处理，封闭路段两侧各设3名专人24小时进行值班盯控，并配备通讯电话及对讲机，随时保持通讯畅通。
严禁行人或车辆进入封闭路段，发现异常立即上报并及时处理。
施工期间聘请有关安全人员指导、帮助工程部门把好安全关，共同营造施工期间安全氛围。
完工后对**公路进行恢复，确认安全后解除**公路封闭。
（2）**门卫值班房安全防护
WY1位于**公路门卫值班房上方，施工过程中必然造成**门卫值班房的安全隐患，为确保施工期间**门卫值班房及值班人员安全，爆破施工开工前与**管理局签订安全配合协议，对**门卫值班房进行拆迁处理，对其值班人员进行撤离，待完工并确认安全后按相关协议进行**门卫值班房的恢复或重建。
（3）**公路桥安全防护
施工期间危岩爆破产生的落石滚石可能造成**公路桥靠近山体一侧桥台的损坏，为确保施工及**公路桥台安全，爆破施工开工前与相关单位签订安全配合协议，桥台部位铺设80cm厚细砂并在桥台前方设1.0m高挡土坎，以确保施工期间桥台安全，待完工并确认安全后进行桥台恢复。
5、主要施工工艺及方法
5.1静态爆破原理
无声破碎剂是通过与水反应，形成固相体积增大的结晶，结晶生长力对孔壁施加压缩应力，当与压缩应力成垂直方向的张拉应力超过了脆性物体的极限强度时，物体发生龟裂，随着无声破碎剂的膨胀压不断增长，被破碎物体的裂缝不断扩大，直到破碎。
常规施工方法是将无声破碎剂用水拌成浆体，填充在岩石钻孔中，在常温下可产生30Mpa以上的膨胀压，经6h～24h将岩石破碎。
无声破碎剂施工时，无震动、噪音、毒气，加上不是危险品，所以便于运输、保管和使用，安全方便。
5.2静态爆破施工流程
无声破碎剂施工流程为：
施工准备→钻孔破碎设计→钻孔→将无声破碎剂与水搅拌成浆→灌浆→岩石开裂→清理破碎岩石。
5.3静态爆破施工方法
（1）准备工作
1）测量放线：
根据危岩特点及现场地形确定并测放危岩开挖线，放出危岩清理范围及施工控制参照线。
2）做好防排水工作。
3）挖除覆盖层：
根据现场地形条件，人工挖除表面覆盖土层并弃至运离石方区，将表层碎裂岩石用人工全部清除，使整体岩石全部裸露，为钻眼爆破做好准备。
4）准备好静态爆破所用材料：
药剂、洁净拌和水、盛水桶、拌和盆、捅棍（水平灌装）、防护眼镜、橡胶手套、备用洁净水和毛巾。
（2）钻孔设计及钻孔
1）钻孔设计
岩石的破碎设计首先要了解山体的地质构造、岩质、节理发育状况（倾斜角度），岩石的抗压强度和抗拉强度，然后确定破碎时的最小抵抗线形W、孔距a和排距b、孔径D、孔深L、钻孔方向和钻孔布置。
根据施工取得的经验，各种参数一般估计值如下：
①最小抵抗线形W
最小抵抗线根据岩石的形状、节理、钻孔孔径和要求破碎的块度等因素来确定，一般取值为：
破碎软质岩石：
W=40cm～60cm，
破碎中、硬质岩石：
W=25cm～40cm。
根据设计资料及现场查勘情况，危岩岩体属于中、硬质岩石，所以取W=35cm。
②孔距a和排距b
岩石破碎块度较小时，W、a、b均取小值，相反，取大值，一般取值为：
破碎软质岩石：
a=40cm～60cm，
破碎中、硬质岩石：
a=30cm～50cm。
排距b根据岩体的自由面多少决定，自由面多，b取较大值，反之，b取较小值。
多排孔分次破碎时，b一般等于（0.6～0.9）a。
多排孔采用梅花形布孔。
危岩岩体属于中、硬质岩石，所以取a=40cm，b=0.8a=32cm。
③孔径D
孔径是决定无声破碎剂破碎效率的重要因素。
孔径D较大，无声破碎剂装药量较多，产生的膨胀压较大，其破碎效果较高。
但由于无声破碎剂水化同时放出热量，当内部蓄热状态达100℃时，无声破碎剂浆体中未水化的水分就会沸腾，产生蒸汽压，从而把无声破碎剂浆体喷出来。
所以，最大孔径D主要取决于无声破碎剂浆体是否喷出来。
一般孔径不小于20mm，但不大于50mm，取D=40mm。
④孔深L
孔深大小主要取决于破碎面的高度（H）和岩石的约束程度。
无声破碎剂浆体填满钻孔时，由于孔底部分发生裂纹较困难，所以，冬季施工，最大孔径D可以适当放宽。
当设计破碎面为岩石的节理面或断裂面时：
L=（O.90～1.05）H，（H为设计破碎高度）。
对于岩体节理面不清楚时，除创造人工自由面外，由于无声破碎剂对孔底部分破坏困难，孔深要比设计破碎深度大5％Hcm。
相反，对于孤石破碎，因其四面凌空，L可为H的80％左右。
⑤钻孔方向
钻孔方向与岩体的节理方向互相垂直，其破碎效果最好。
一般来说，尽可能钻垂直孔，钻孔施工和填充无声破碎剂浆体方便简单。
如岩石节理不清楚，则要在破碎面上打水平孔或斜孔、再打垂直孔，分段切割或破碎，以达到最佳破碎效果。
⑥钻孔布置
a孤石：
根据孤石的大小、形状和破碎块度，来调节无声破碎剂用量。
取值为：
D=30mm～50mm，a=40cm～60cm，L=80％H。
b岩石切割：
有节理情况下，钻孔方向要与节理面垂直；对于远离自由面的采取梅花型及在岩石破碎面的上面和侧面同时钻孔的形式进行破碎；在无节理面或节理面不清楚时，要在预定破碎面上钻水平孔，创造人工自由面，方可奏效。
取值为：
D=30mm～40mm，a=20cm～40cm，L=（1.0～1.05）H。
c钻孔位置与裂纹形状：
岩石钻孔灌入无声破碎剂浆体后，裂纹一般按相邻接近的孔首先联成线。
d孔距与孔径的关系：
一般情况下，孔距与孔径之比为10倍左右。
2）钻孔
根据钻孔设计确定的相关参数在岩石上用空压机带动风钻进行钻孔。
初步确定静态爆破参数后，选择代表性段落进行试爆，根据试爆效果修正爆破参数后，再进行正式施工。
（3）拌浆、灌浆
1）无声破碎剂型号的选择
施工中，根据施工期间的气温或工作环境温度选择无声破碎剂型号，见下表。
无声破碎剂型号和使用范围
型号
使用温
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