路堑爆破开挖作业指导书.doc

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新建阳泉北至大寨铁路工程六标

路基工程

编号：

006

路堑爆破开挖施工

作业指导书

2016年3月1日发布2016年3月20日实施

目录

1. 工艺概述 1

2. 作业内容 1

3. 质量标准及验收方法 2

4. 工艺流程图 2

5. 工艺步骤及质量控制说明 3

5.1 施工准备 3

5.2 路堑爆破钻孔布置 4

5.3 爆破设计 4

5.4 测量放样 10

5.5 搭建钻孔平台 10

5.6 钻机对位 10

5.7 钻孔作业 11

5.8 装药、联网 11

5.9 警戒防护封锁现场 12

5.10 起爆 12

5.11 清理哑炮、解除警戒 12

5.12 开挖出渣 12

5.13 整修边坡 12

5.14 整修基面 13

6. 施工机械及工艺装备 13

7. 作业组织 13

8. 材料消耗 14

9. 生产效率 15

10. 安全生产及环境保护 15

10.1 安全生产 15

10.2 环境保护 17

1.工艺概述

路堑破爆开挖一般采用松动爆破，石质边坡面宜采用光面或预裂爆破。

开挖施工常用全断面开挖、分台阶分部开挖等方法。

适用于硬质岩、软质岩、岩体结构比较稳定，机械施工无法施工或生产效率低时，需要爆破施工的路堑段。

爆破开挖路堑岩石分类见表1-1。

表1-1爆破开挖的路堑岩石分类表。

2.作业内容

主要作业内容:

1.施工准备，2.爆破设计，3.修建钻孔作业平台，4.测量放样，5.路堑钻孔布置，6.钻机就位，7.钻孔，8.装药及孔网连接，9.警戒，10.起爆，11.炮后检查、消尘，12.出渣，13.清危、整修边坡，14.整修基面。

3.质量标准及验收方法

1.光面爆破或预裂爆破的边坡面上宜保持炮孔痕迹。

硬质岩石边坡炮孔痕迹率达到85%；中硬岩达到70%；软岩达到50%；边坡坡面平顺，凹凸差应小于150㎜。

每开挖100m检查5处。

2.路基面应平顺、无积水、路肩整齐、曲线圆顺；爆破后边坡岩壁和留下的半孔孔壁上都不应出现爆破裂纹；石质路堑路基面超爆凹坑应用混凝土补平。

3.路基边坡坡率、边坡点、平台位置、宽度、侧沟排水坡度允许偏差及检验标准见表3-1。

表3-1边坡变坡点位置及平台位置、宽度施工允许偏差及检验标

4.石质路堑采用爆破法开挖应严格控制用药量，爆破不得造成路堑各部隐患和对邻近建筑物的损伤或隐患。

4.工艺流程图

爆破开挖路堑施工工艺流程流程图见图4-1

爆破开挖路堑施工工艺流程图4-1

5.工艺步骤及质量控制说明

5.1施工准备

1.对爆破周围环境进行仔细观察分析，对施工范围内的道路水系管线和构筑物要取得详细资料，并安排拆除或搬迁。

2.按照相关规定修建爆破物品仓库，建立管理制度，并通过地方公安部检查验收及备案。

根据爆破量和起爆方式，备齐所需的材料和机具。

3.根据地形岩质，路堑断面的形状，进度要求进行爆破设计，并结合土石方调配方案，编制施工组织设计，施工工艺和工序质量控制设计。

路堑爆破开挖不宜采用药壶或药室等大爆破。

5.2路堑爆破钻孔布置

路堑爆破因受地形条件变化影响，常用布孔方法有两种：

1.半壁路堑开挖布孔方式：

半壁路堑开挖多采用横向台阶法布孔，即平行线路方向钻孔。

对于高边坡半壁路堑，应采用分层法布孔。

2.全路堑开挖布孔方式：

全路堑开挖由于开挖断面大，爆破易影响边坡的稳定性，因此宜采用纵向浅层开挖，每层深6~8m，上层顺边坡沿倾斜孔进行预裂爆破，下层靠边坡的垂直孔深度应控制在边坡线以内，全路堑分层开挖布孔，若开挖断面较大，如双线路堑，仍可采用单层开挖，一般采用纵向台阶法布孔。

5.3爆破设计

1.常规爆破施工爆破参数选择

（1）炮孔爆破直径宜为38～150mm。

（2）炮孔深度不宜大于15m。

开挖高度根据工点实际情况确定，一般取5～15m，通常宜为10m。

（3）边坡坡度与地质条件有关，深孔光面爆破受钻孔条件限制，一般小于1:

0.5，宜为1:

0.3。

（4）最小抵抗线W

W=K.D

式中：

K——计算系数一般取15～25

D——钻孔直径

（5）理论装药量：

经验公式：

Q=q.L+Q底

式中：

Q——单孔装药量

q——线装药密度，q=k.a.W；另外，也可根据经验取值，预留光爆层时q=180～200g/m，有准光爆层时q=200～220g/m

k——光面爆破的单位用药量，预留光爆层时取75g/m³，有准光爆层时取90g/m³

a——孔距

W——抵抗线

L——炮孔深度

Q底——光面爆破底部加强药量，预留光爆层时取Q底=（3～5）qL1，有准光爆层时取Q底=（5～8）qL1，实际爆破时，要根据炮孔深底确定底部装药长度和药理增加。

L1——底部加强药量长度，一般取L1=1.5～2.0m

每孔装药量：

单排孔爆破或多排孔爆破的第一排孔的每孔装药量：

Q=q.a.W.H

H——台阶高度，m

多排孔爆破时，从第二排孔起，以后各排孔的每孔装药量：

Q=k.q.a.b.W.H

式中：

K——考虑受前面各排孔的矿岩阻力作用的增加系数，一般取1.1～1.2

（6）堵塞长度：

合理堵塞长度应能降低爆炸气体能量损失，尽量增加爆炸气体在孔内的作用时间和减少空气冲击波、噪声和飞石的危害。

堵塞长度L2应按照下列公式计算：

l2=（0.7～1.0）W

垂直深孔取（0.7～0.8）W；倾斜深孔取：

（0.9～1.0）W或l2=（20～30）d

d——炮孔直径，㎜

（7）装药结构：

①连续装药结构：

炸药沿着炮孔方向连续装填，当孔深超过8m时，一般布置两个起爆药包（弹），一个置于距孔底0.3～0.5m处，另一个置于药柱顶端0.5m处。

②分段装药结构：

将深孔中的药柱分为若干段，用空气或岩碴间隔。

③孔底间隔装药结构：

在深孔底部留出一段长度不装药，以空气作为间隔介质；此外

尚有水间隔和柔性材料间隔。

在孔底实行空气间隔装药称气垫装药。

④混合装约：

孔底装高威力炸药，上部装普通炸药的混合炸药，空气间隔装药。

（8）起爆顺序：

①排间顺序起爆：

分为排间全区顺序起爆与排间分区起爆，设计、施工简便、爆堆比较均匀整齐。

②斜线起爆：

主要分为对角线、V字形、梯形起爆。

③孔间起爆：

孔间起爆是指同一排孔按奇、偶数分组顺序起爆的方式，有波浪形、阶梯形方式孔间微差起爆，前者中前段爆破为后段爆破创造了较大的自由面，改善爆破效果；后者爆破过程中岩体不仅受到来自多方面的爆破作用，而且作用时间也较长，可大大提高爆破效果。

④孔内微差起爆：

在同一炮孔内进行分段装药，并在各分段装药间实际微差间隔的起爆方法，孔内微差起爆具有微差爆破和分段装药的双重优点。

（9）多个或多排炮孔起爆宜采用微差爆破，起爆网络：

2.预裂爆破施工爆破参数选择

预裂爆破就是沿设计开挖轮廓打一排小孔距的平行深孔，减少装药量，采用不耦合装药结构，在开挖区主爆炮孔爆破之前同时起爆，在这一排预裂孔间连线的方向上形成一条平整的预裂缝。

预裂缝形成后，再起爆缓冲炮孔和主爆炮孔。

此预裂缝能在一定范围内减轻开挖区主爆孔爆破时对边坡所产生的震动。

预裂爆破参数选择如下：

（1）炮孔直径：

预裂爆破的炮孔直径大小对于在孔壁上留下预裂孔痕率有直接影响，而孔痕率的多少是反映预裂爆破效果的一个重要指标。

一般孔径越少，孔痕率就越高。

（2）不耦合系数：

预裂爆破不耦合系数以2～5为宜。

在允许的线装药密度（线装药系数）情况下，不耦合系数可随孔距的减小而适当增大。

岩石抗压强度大时，应取较小的不耦合系数值。

（3）线装药系数△x（㎏/m）是指炮孔装药量对不包括填塞部分的炮孔长度之比。

采用合适的线装药系数可以控制爆炸能对岩体的破坏。

该值可通过试验方法确定，也可用下列公式确定。

①保证不损坏孔壁（除相邻炮孔之间连线方向外）的线装药系数

式中：

σy——岩石抗压强度，MPa

r——预裂孔半径，㎜

该式适用范围是σy=10～15MPa；r=46～170㎜

②保证形成贯通相邻炮孔裂缝的线装药系数

式中：

a——预裂孔间距，㎝

该式适用范围是σ压=10～150MPa；r=40～170㎜；a=40～130㎝

（4）孔距：

预裂爆破的孔距与孔径有关，一般为孔径的10～12倍，岩石坚固时取小值。

（5）预裂孔孔深：

主要根据孔底爆破效果来确定超深值，以不留根底和不破坏台阶底部岩体的完整性为宜。

（6）预裂孔排列：

预裂孔有钻凿方向与台阶坡面倾斜方向一致的平行排列或垂直排列，采用平行排列时平台要宽要满足钻机钻孔的要求，如受平台宽度的限制或只有牙轮钻机宜垂直布置预裂孔。

（7）装药结构：

预裂爆破要求炸药在炮孔内均匀分布，宜采用分段间隔不耦合装药。

由于炮孔底部夹制性较大，不易产生要求的裂缝，应将孔底一段装药的密度增大，一般可增大2～3倍数。

（8）填塞长度：

堵塞过短而装药过高，有造成孔口炸成漏斗状的危险；过长的填塞而装药过低，则难以使顶部形成完整的预裂缝。

填塞长度与炮孔直径有关，通常可取炮孔的直径的12～20倍。

（9）预裂孔超前主爆孔起爆的间隔时间不宜少于100ms。

3.光面爆破施工爆破参数选择

光面爆破是指沿开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低威力炸药，在主爆区之后起爆以形成平整轮廓面的爆破作业。

光面爆破参数选择如下：

（1）光面爆破抵抗线：

Wmin=（10～16）d

式中：

Wmin——光面爆破最小抵抗线，m

d——钻孔直径，m

（2）孔距：

a=（0.6～0.8）Wmin

（3）装药量的确定：

Q=q.a.h.Wmin

式中：

Q——装药量，㎏

a——钻孔间距，m

h——孔深，m

q——炸药单耗，㎏/m³,q一般取0.15～0.25㎏/m³,软岩取小值，硬岩取大值。

4.光面爆破和预裂爆破施工控制要点

（1）在路堑开挖施工中应采用光面爆破、预裂爆破与深孔爆破相结合的施工方法，使爆破后形成平整的坡面。

（2）光面爆破和预裂爆破应选用低威力、低爆速、低密度、传爆性能好的炸药。

（3）预裂炮孔和光面炮孔的倾斜度应与设计边坡坡度一致，每层炮孔底应设在同一平面上。

（4）光面炮孔与主炮孔在同一网路中起爆时，主炮孔应在光面炮孔之先起爆，且各光面炮孔均宜使用同一段的雷管起爆。

（5）预裂缝的超深和超长，应分别大于主炮孔的垂直破坏半径和水平破坏半径，裂缝必须贯通，壁面上不应残留未爆破岩体。

（6）坡面上不应有明显的爆震裂纹，壁面应残留有炮孔孔壁痕迹。

5.4测量放样

对原地表进行复核，并准确放样出坡口线及截水沟位置。

光面爆破后边坡一次成型，边坡测量放线须严格控制误差。

5.5搭建钻孔平台

钻孔平台应牢固可靠，并有一宽度，能够满足钻机作业要求，平台宽度宜为1.5～2.0m；在进行多层光爆施工时应预留出下面各层钻孔施工平台宽度。

5.6钻机对位

按照设计的孔网参数布孔，标明桩位及钻孔方向、倾斜角度和孔深，对位顺序必须按“先难后易、先边后中、先前后后”的原则进行钻孔，避免钻机移位时压坏已钻好的炮孔。

钻孔要做到对位准、方向正，角度精，以保证爆破质量。

5.7钻孔作业

1.硬土开孔：

送小风钻孔，钻头孔0.3m，旋转钻具继续钻孔，冲击器全部入孔后，送半风钻孔。

2.完整岩面开孔：

放下钻具，送风吹净岩面上浮碴，不旋转钻具，给小风不加压力冲击岩面，打出眼痕后，提钻具旋转下钻开孔，钻头进孔一半后逐渐加大风量，钻头全部入孔后全风全压继续开钻。

3.土石衔接面处钻孔：

提起钻具0.5m，用风吹净岩面上泥土，按石层开孔方法钻孔，钻头钻入岩层0.3m，提钻停风上下串动钻具，把岩面上的岩碴挤入土中，然后全风全压钻孔。

4.在软岩中钻