体静力破碎施工方案.docx
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体静力破碎施工方案
福州海峡奥林匹克体育中心—室外工程
网球馆东侧山体静力破碎施工方案
中建海峡建设发展有限公司
二○一四年七月
目录
1.编制依据1
2.工程概况1
3.施工方法的选择及特点原理1
3.1.施工方法的选择1
3.2.工法特点2
3.3.静力破碎法特点2
3.4.适用范围2
3.5.工艺原理3
4.施工计划4
4.1.进度计划4
4.2.人员、材料和设备计划4
5.施工平面布置5
6.施工前准备工作5
7.施工工艺流程及操作要点5
7.1.静力破碎施工工艺流程5
7.2.操作要点6
8.施工质量控制措施8
9.施工安全保证措施和注意事项8
9.1.落实安全有效制度及规定8
9.2.安全管理组织保障9
9.3.静力破碎安全措施和注意事项9
10.应急预案10
1.编制依据
编制依据一览表
序号
名称
版本号
备注
1
建设工程施工合同
2
施工图纸及有关资料
CD-A
3
建设工程项目管理规范
4
爆破安全规程
GB6722-2003
5
无声破碎剂
JC506-92
6
建筑工程施工现场临时用电安全技术规范
JGJ46-2005
7
建筑施工安全检查标准
JGJ59-2011
8
福建省建筑工程施工文件管理规程
DBJ/T13-56-2011
9
技术管理手册
公司程序文件
10
工程项目管理手册
公司程序文件
11
环境和职业健康安全管理手册
公司程序文件
12
施工组织设计
2.工程概况
福州海峡奥林匹克体育中心位于福州市南台岛仓山组团中部。
北临建新大道，南至规划的凤山路，东起福湾路，西至城市规划路。
由福州中建城市开发建设有限公司投资建设，悉地（北京）国际设计顾问有限公司设计。
本工程位于网球馆东面，作业区周长约650m。
破碎方量约二万方。
该地段平面位置如下：
施工区域东面距离福湾路约297m，北面距离建新路约219m，西面为在建网球馆，南面为在建配套办公用房。
为防止飞石对居民区和行人造成伤害，爆破施工采用普通岩爆炸药控制爆破进行施工，但仍然存在极大的安全隐患。
介于上诉情况，我项目部决定采用挖掘机及人工配合清除表土、静力破碎岩石。
3.施工方法的选择及特点原理
3.1.施工方法的选择
我公司承建本项目，在土方开挖过程中，出现不同厚度的坚石层，对我机械队开挖施工造成极大困难。
我方经过勘察现场，靠近建筑物，车流及人流密集，普通爆破及控制爆破产生的巨大冲击波对周围高大拥挤的建筑物会造成很大的安全隐患，飞石则危及街道上的行人人身安全，粉尘则给城市居民的生活带来很大不便，考虑安全及环保问题，经多方研究决定实施静力破碎。
我公司决定采用挖掘机挖山体上层土方、风镐开挖山体松石、静力破碎山体普坚石及特坚石方。
3.2.工法特点
静力破碎技术其实质是岩体上钻孔，在钻孔中灌装静力破碎剂，依靠其膨胀力使岩石产生裂隙或裂缝，从而达到破碎的目的，可在无振动、无飞石，无噪音、无污染的条件下破碎或切割岩石或混凝土构筑物，对于岩石的破碎和切割，不会造成其内伤，提高了成材率，破碎时不会损坏周围的任何物体，在确保安全的前提下又能达到破碎的目的。
静力破碎剂属于非燃、非爆、无毒物品，是一种含有铝、镁、钙、铁、氧、硅、磷、钛等元素的无机盐粉末状破碎剂，用适量水调成流动浆体，直接装入炮孔中，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。
3.3.静力破碎法特点：
●高效率、高效益
●操作简单、安全、工期短、成本低；
●提高石材荒料成材率3～4倍；
●易管理，可按普通货物托运、储存、保管；
●环保、安全静力破碎在破碎过程中无震动、无飞石、无噪声、无毒、无污染。
静力破碎剂不属于危险品，无公害。
可按普通货物进行运输和储存，在购买、运输、保管中无任何限制。
●使用方便使用时按配比要求用水搅拌后灌入钻孔中即可。
●速度快、力量大，且具有可控性一般装药后半个小时左右即可出现裂缝，扩张力可达30～50MPa。
按破碎要求，设计适当的孔径、孔距、角度，能够达到“外科手术式”的分裂、切割岩石和混凝土。
针对开采岩石可提高石材成材率3～4倍。
●在不适于炸药破碎环境条件下，更显其超众的优越性。
新型破碎剂，适用环境温度范围更广（－5℃到40℃），使用更方便，效力更大。
3.4.适用范围
●静力破碎适用范围非常广泛，概括起来主要应用于下列几个方面：
●不允许和不适宜使用炸药破碎和机械破碎施工的条件下，需要拆除的混凝土工程、岩石松动
●工程。
如禁止出现燃点、明火和高温的储油罐、储气罐、油气管线、炸药库、危险品仓库、军火库旁的破碎拆除施工；
●不允许和不适宜出现飞石的铁路复线、高压输电线、通讯光缆旁施工、机关学校、公共场所及密集民宅旁的破碎施工；
●不允许和不适宜出现强烈震动的破碎施工，如建筑物保留拆除、边坡险情处理、文物抢救保护工程、既有管线周围的地下工程；
●不允许和不适宜出现巨大声响和噪声的破碎施工；如城市深夜的破碎施工等。
●城市建筑、大型设备混凝土基础拆除，水利、路桥、隧道等工程需要“静力破碎法”破碎施工的工程。
保留部分的岩石和混凝土完整性和结构强度要求不能受到任何损害的破碎拆除。
●贵重岩石荒料开采及石料切割。
●欠挖处理及开挖和支护要求同时进行的边坡处理工程。
3.5.工艺原理
●静力破碎工艺的原理是：
人工造孔后，在静力破碎剂的作用下使岩石胀裂、产生裂缝，再用风镐解小、破除达到开挖目的。
因此，静爆产品直接影响破碎开挖效果。
●静力破碎剂的破碎机理：
静力破碎剂进行破碎的机理与炸药破碎机理不同，它主要是靠破碎剂在被破碎体内发生缓慢的化学反应和物理变化而使晶粒变形、温度升高、体积膨胀，以致逐渐增大对孔壁的静膨胀压力作用，使介质产生龟裂而解体，静力膨胀破碎法也称静力迫裂和静力破碎技术。
岩石或混凝土等脆性介质的抗拉强度远小于其抗压强度，岩石的抗拉强度约为5～10Mpa,混凝土的抗拉强度约为20～60Mpa.通常无声破碎剂的膨胀压力可达30～50Mpa,当炮孔中的静力破碎剂发挥作用时，炮孔周围介质产生周向拉应力，当拉应力值超过介质的抗拉强度时，炮孔之间便产生裂隙，随着膨胀压力的增加，裂隙逐步扩展成裂缝，继而导致介质破坏。
●静力破碎剂是以特殊硅酸盐、氧化钙为主要原料，配合其他有机、无机添加剂而制成的粉状物质，典型的化学反应式为：
CaO＋H2O→Ca（OH）2＋6.5×104J
式中：
CaO——氧化钙H2O———水
Ca（OH）2———氢氧化钙J————焦（热量单位）
当氧化钙变成氢氧化钙时，其晶体由立方晶体转变为复三方偏三角面体，这种晶体的转化，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3～4倍，其表面积也增大近100倍，同时每mol还释放出6.5x104J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。
4.施工计划
4.1.进度计划
（1）工期计划安排
配合室外总体的施工进度。
（2）工期保障措施
由于静力破碎工程施工受天气影响较大，因此在拟定各阶段工期进度计划必须采取切实可行的措施，做好充分的准备，避免外来因素的干扰，充分考虑雨天施工影响，以此为施工调配资源。
4.2.人员、材料和设备计划
（1）人员
技术负责（1人），机械组（5人），打眼组（5人），灌装组（4人），后勤组（1人）。
（2）材料
静力破碎材料用表
序号
名称
数量
数量
备注
1
静力破碎剂
Kg
若干
按实际施工温度选择不同的型号，不同型号不可互用
2
洁净室
L
若干
（3）设备
静力破碎设备用表
序号
名称
规格
单位
数量
1
空压机
12m3
台
3
2
凿岩机
SKQ20-Y28
台
根据现场作业面情况定
3
全站仪
套
1
4
水准仪
套
1
5
盛水桶
个
10
6
拌和盆
个
10
7
捅棍
个
10
8
防护眼镜
副
若干
9
防护手套
副
若干
10
电子称
台
2
11
量筒
个
若干
5.施工平面布置
（1）施工临时用水
临时用水已通至现场附近，本工程主要用水施工项目为：
孤石钻孔及静力破碎剂调制。
由于施工地点及施工机械比较固定，供水主管采用pvc管，在施工地点留下一个出水口，就近供给施工用水，生活用水。
（2）施工临时用电
本工程施工用电线路设配电箱一个，为钻机供电。
（3）施工道路
考虑到本工程采用土方开挖工程施工道路，出口道路做法应在地基压实后用C25砼200厚硬化，其它部位视情况可采用垫碎石等方法铺垫运土车通道即可。
（4）仓库
考虑静力破碎剂不属于危险品，可按普通货物进行运输和储存，在施工现场放置2个集装箱作为施工工具和材料仓库。
（5）围挡
本工程围挡采用压埋Φ25螺纹钢筋，外露至少20cm（间距1.8m），用Φ48钢管搭设1.2m高防护栏杆，立杆直接套在压埋钢筋上，张挂安全网，设置警戒牌。
6.施工前准备工作
（1）清除开方的山体的杂木杂草、轻小浮石，对大型浮石进行安全固定或者锚固。
（2）操作前准备：
首先确定气温、药剂温度、拌合水温度、岩石温度、容器温度是否与要求相符合；检查药剂包装是否破损。
操作前准备好以下材料物品：
1、药剂。
2、洁净拌和水。
3、盛水桶、拌和盆和水瓢。
4、捅棍（水平灌装）。
5、防护眼镜。
6、橡胶手套。
7、备用洁净水和毛巾。
7.施工工艺流程及操作要点
在实施静力破碎施工前，先采用挖掘机开挖山体上部土方并外运，使用风镐开挖山体松石，然后准确测量出静力破碎的实施范围，使用静力破碎普坚石和特坚石。
7.1.静力破碎施工工艺流程
施工前准备工作----设计布孔---测量定位---钻孔---装药---药剂反应、清渣---下一个循环
7.2.操作要点:
●破碎前应对构筑物构造、性质、作业环境、工程量、破碎程度、工期要求、气候条件、配置钢筋规格及布筋情况进行详细调查；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（材质种类、钢筋配置情况、岩石性状、破碎或切割的块度等）确定。
●设计布眼布眼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，单位破石量就越大，经济效益也更高。
切割岩石（或混凝土）时同一排钻孔应尽可能保持在一个平面上。
孔距与排距的大小与岩石硬度有直接关系，硬度越大，孔距与排距越小，反之则大，孔距与排距布置，见下表：
孔距与排距简易布置表
岩石硬度
F=4
F=6
F=8
F=12
素砼
钢筋砼
孔距（CM）
50--100
40
30
20
30
20
排距（CM）
80
50
40
30
40
20
●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，孔口难以堵塞。
拟定采用直径为38~42mm的钻头。
钻孔内余水和余渣应用高压风吹洗干净，孔口旁应干净无土石渣。
钻孔深度和装药深度孤立的岩石钻孔深度为目标破碎体80%~90%；开采钻孔深度可达到6m左右，大体积需要分步破碎的岩石（或混凝土块），钻孔深度可根据施工要求选择，一般在1~2m较好。
装药深度为孔深的100%。
●装药
Ø向下和向下倾斜的眼孔，可在药荆中加入22~32%（重量比）左右的水（具体加水量由颗粒大小决定）拌成流质状态后，迅速倒入孔内并确保药剂在孔内处于密实状态。
用药卷装填钻孔时，应逐条捅实。
粗颗粒药剂水灰比调节到0.22~0.25时静力破碎剂的流动性较好，细粉末药剂水灰比在32%左右时流动性较好，也可以不通过捅实过程。
向下灌装捣实较方便，如施工条件允许，推荐采用“由上到下，分层破碎”的施工方式，方便工人操作。
Ø水平方向和向上方向的钻孔，可用比钻孔直径略小的高强长纤维纸袋装入药剂，按一个操作循环所需要的药卷数量，放在盆中，倒入洁净水完全浸泡，30~50秒左右药卷充分湿润、完全不冒气泡时，取出药卷从孔底开始逐条装入并捅紧，密实地装填到孔口。
即“集中浸泡，充分浸透，逐条装入，分别捣实”。
也可将药剂拌和后用灰浆泵压入，孔口留5cm用黄泥封堵保证水分药剂不流出。
Ø岩石刚开裂后，可向裂缝中加水，支持药剂持续反应，可获得更好效果。
Ø对于破碎施工，操作人员的协调配合很重要。
采用“同步操作，少拌勤装”的方式操作。
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完成的工作量。
各灌装小组在取药、加水、拌和、灌装过程中应基本保持同步，可以让每个孔内药剂的最大膨胀压基本保持同期出现，有利于混凝土和岩石的破碎。
Ø每次装填药剂，都要观察确定岩石、药剂、拌和水的温度是不是符合要求。
灌装过程中，已经开始发生化学反应的药剂（表现开始冒气和温度快速上升）不允许装入孔内。
从药剂加入拌合水到灌装结束，这个过程的时间不能超过五分钟。
静力破碎剂布孔设计参数表
破碎目标
孔深:
L
相邻孔距:
a（cm）
排距:
b
孔径:
d（mm）
使用量kg/m3
低硬度岩石
1.0H
40--100
（0.6-0.9）a
38--50
5--10
中硬度岩石
1.05H
30--40
（0.6-0.9）a
38--50
12--22
坚硬岩石
1.05H
25--40
30--80
38--50
18--25
石材切割
0.9H
20--40
（0.6-0.9）a
38--50
12--18
素混凝土
0.8H
20--30
（0.6-0.9）a
38--50
12--18
钢筋混凝土
0.9H
15--30
（0.6-0.9）a
38--50
18--25
●药剂反应时间的控制
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。
实际操作中，控制药剂反应时间太快的方法有两种，一种是在拌合水中加入抑制剂。
另一种方法是严格控制拌和水、干粉药剂和岩石（或混凝土）的温度。
夏季气温较高，破碎前应对被破碎物遮挡，药剂存放低温入，避免曝晒。
将拌合水温度控制在15℃以下。
药剂（卷）反应时间过快易发生冲孔伤人事故，可用延缓反应时间的抑制剂。
抑制剂入浸泡药剂（卷）的拌和水中。
加入量为拌合水的0.5%~6%。
冬季加入促发剂和提高拌和水温度。
拌和水温最高不可超过50℃。
反应时间一般控制在30~60分钟较好，条件较好的施工现场可根据实际情况缩短反应时间，以利于施工。
8.施工质量控制措施
●静力破碎剂的质量控制对进场材料必须进行检验，确保其符合JC506-92《无声破碎剂》强制性行业标准，不合格产品不得使用；
●打孔质量控制根据调查情况，编写实施性施工方案，按方案中的设计孔位布置图进行测量放线，严格控制孔深、角度等技术参数。
钻孔直径宜采用38~42mm。
孔距与排距的大小与岩石硬度有直接关系，硬度越大，孔距与捧距越小，反之则大。
根据此原则结合现场试验进行孔距与排距调整。
●装药的质量控制因本市秋冬天月份气温在5℃~25℃，故选用无声破碎剂型号SCA-3。
禁止边打孔边装药，打孔要一次完成，装药要一次完成。
禁止打孔完成后立即装药，应用高压风将孔清洗完成后，待孔壁温度降到常温度后方可装药。
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。
●药剂反应时间控制药剂反应时间一般控制在30~60分钟，控制参数可根据现场的施工条件试验测定相关的施工参数。
9.施工安全保证措施和注意事项
9.1.落实安全有效制度及规定
●建立安全管理机制；
●安全教育、班前教育制度；
●防火管理制度；
●安全交底；
●安全检查；
●周边防护；
●开挖及运输机械；
●安全斜道搭设；
●安全管理资料；
●职工临时宿舍管理规定；
●必须贯彻国家有关安全生产法律、法规、条例和标准、规范，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，建立安全生产管理保证体系，完善安全生产责任制，有效落实安全生产岗位责任制，保证安全生产管理目标的实现。
●应针对施工中人的不安全行为、物的不安全状态及作业环境的不利因素和管理缺陷进行安全控制。
●实行专业分包施工的分项工程，安全控制也应由项目经理部全面负责，专业分包人须向总承包方负责，并服从总承包方对施工现场的安全管理。
●项目经理部应认真落实安全生产教育制度，未经安全生产教育的人员不得上岗作业。
●作业人员对危及生命安全和人身健康的行为，有权提出批评、检举和控告。
9.2.安全管理组织保障
●项目部成立现场安全生产管理领导小组，项目经理担任组长，项目技术负责人担任副组长，各有关施工管理的专业施工员、安全员、机管员及施工作业班组长担任成员。
●现场配备专职安全员四名，具体负责施工现场的安全生产监督检查工作，对有关违反工程建设标准强制性条文等的重大安全隐患，有权责令其分部分项工程停工整改。
●严格执行公司、项目部制定的安全生产责任制，各负其责。
项目的安全生产管理目标责任应分解到各岗位施工管理人员和施工作业班组长，山体破碎工程的安全管理目标管理责任由专门的安全员负责，施工作业班组应具体落实本工作作业工人的安全操作规程和遵章守纪。
●项目部应做好山体破碎工程的定期、不定期安全检查工作，公司安全、技术部门也应每月组织一次安全检查，项目部应抓好存在问题和安全隐患整改的“三定一落实”工作。
安全生产管理组织机构图：
9.3.静力破碎安全措施和注意事项
●无关人员不得进入施工现场。
●采用具有腐蚀性的静力破碎剂作业时，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。
●在相邻的两孔之间，严禁钻孔与注入破碎剂同步进行施工。
●静力破碎时，发生异常情况，必须停止作业，查清原因并取相应措施确保安全后，方可继续施工。
●在药剂灌入钻孔到岩石或混凝土开裂前，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，远离装灌点。
观察裂隙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。
情况严重者立即送医院清洗治疗。
●在破碎工程施工中需要改变和控制反应时间，必须依照规定加入抑制剂和促发剂，并按要求配制使用，严禁擅自加入去他任何化学物品。
●严禁将破碎剂加入水后装入小孔容器内（如口玻璃杯、啤酒瓶等）。
●刚钻完孔和刚冲孔的钻孔，孔壁温度较高。
应确定温度正常符合要求并清洗干净后才能继续装药。
●破碎剂运输和存放中应防潮，开封后请立即使用。
如一次未使用完，应立即紧扎袋口，需用时开封。
静力破碎剂严禁与其他材料混放。
●使用破碎剂前请确认操作人员对说明书已仔细阅读并理解。
10.应急预案
安全应急救援预案的目的是为了保证本工程施工事故应急处理措施的及时性和有效性，本着“预防为主、自救为主、统一指挥、分工负责”的原则，充分发挥联合体在事故应急处理中的重要作用，使事故造成的损失和影响降至最低程度。
应急预案和应急计划确立后，按计划组织总承包项目部全体人员进行有效的培训，从而具备完成其应急任务所需的知识和技能。
●工程开工时，项目成立应急救援领导小组：
组长：
周永祥
副组长：
孙金云
成员：
王龙龙黄为彬
日常工作机构设在项目安全组，联系人：
王龙龙
●事故应急救援预案启动当发生突发性事故不可控制时，现场人员在保护好自身安全的情况下，及时检查事故部位，并立即报告公司应急中心有关人员，接受报警人员立即向组长报告，由组长根据事态判断批准本预案的启动，从而启动本应急救援预案。
●报警、通讯联络方式根据事故级别的不同，发出的报警信号也不同，一般分口头通知、电话通知和广播电视通知。
报警电话报警服务电话：
110火警电话：
119急救中心：
120
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