路堑石方爆破施工方案.docx
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路堑石方爆破施工方案
路堑石方爆破专项方案
1编制依据
⑴《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》国务院2006年9月。
⑵《爆破安全规程》（GB6722-2003）。
⑶《土方与爆破工程施工及验收规范》（GBJ201-83）。
2工程概况
2.1工程概况
新建兰州至乌鲁木齐第二双线（新疆段）铁路LXTJ7标段DK1738+300～DK1739+100、DK1741+871～DK1742+895共1.824km需要爆破处理，右侧为既有废弃兰新线，右侧与既有运营兰新线线间距800余米。
总爆破量土石方为21万方。
2.2工程地质概况
地质特征：
爆破段山体为坡积细角砾土及石炭系凝灰质粉砂岩。
地质构造：
本系属天山褶皱系博格多复背斜，走向大致东西，该段山体所经区域为背斜北翼。
中薄层构造，发育有三组节理，两组层理，受节理、层理密集切割，岩体呈碎块状。
水文地质：
本区属大陆性温带干旱气候区，气候干燥，降雨量很小（年最大降水量419.2㎜）、蒸发量很大（年平均蒸发量2622.3㎜）。
除了有较大降雨时有地表流水外，平时干枯无水。
2.3周围建筑及环境
爆破工点附近无大型建筑物，部分爆破位置与天然气管道有20m
的高差。
且距离为380
—410m。
3总体方案设计
3.1爆破特点及要求
（1）周围环境相对复杂，安全要求较高。
（2）山体陡峭，通向山顶的便道引入困难。
（3）爆破堆渣及时由汽车拉运出渣。
（4）爆破振动不能影响高边坡的稳定，应随挖随防护；爆破飞石不能危及既有运营线路、施工机具、设备和施工人员的安全。
3.2钻爆设计原则
根据工程实际、工程要求、地质地形条件，确定设计原则为：
（1）确保现场施工人员的安全。
要严格按照《爆破安全规程》GB6722-2003进行设计和施工，要有具体的安全施工措施。
（2）严格控制边坡钻孔精度和预裂孔装药量，确保边坡平顺，控制台阶高度，确保边坡稳定。
（3）确保隔墙的宽度、钻孔精度及装药结构，确保施工便道畅通。
考虑以上设计原则，总体爆破思路为：
台阶法爆破，台阶高度3米左右，纵向长度5米，随挖随防护；边坡孔采用预裂爆破，避免光面爆破飞石影响输电线路安全；隔墙靠山体一侧采用加强松动爆破，靠近临空面一侧采用弱松动爆破，且隔墙底部高出主爆孔50厘米；主爆孔采用松动爆破，并用孔内外毫秒导爆管雷管控制最大齐爆药量。
4钻爆设计
采用理论计算、工程类比与现场试爆相结合的方法确定爆破参数。
计算依据如下：
1炸药与岩石的匹配
炸药与岩石的匹配实际是根据波阻抗理论而来，当炸药的波阻抗VrPr与岩石的波阻抗VePe相等时，爆炸波能量完全传入岩体内，从而达到最大限度的破碎岩石。
Ⅳ级围岩需爆破段一般岩石抗压强度在Rc＜30MPa，岩石坚固性系数f＜Rc/10=3。
岩石纵波速度Ve＜2000m/s，岩石密度Pe≈2000kg/m3,岩石波阻抗VePe≈4*106kg/m2.s，2#岩石硝铵炸药爆速Vr≈3600m/s，炸药密度Pr≈1000kg/m3,VrPr≈（3.6~4）*106kg/m2.s，岩石与炸药匹配系数Ker=VePe/VrPr≈1，根据f及K值判定Ⅴ级软石可爆性好，岩石能够得到充分破碎。
②标准抛掷爆破单位耗药量K（kg/m3）
根据岩石容重γ用经验公式K=1.3+0.7（γ/1000-2）2计算,Ⅴ级岩石γ≈2000kg/m3，计算得K≈1.3kg/m3。
③爆破作用指数
我国普遍采用鲍列斯科夫公式，f（n）=0.4+0.6n3
当n=1时为标准抛掷爆破
当n＞1为加强抛掷爆破
0.75＜n＞1为加强松动爆破
n＜0.75为松动爆破
各种作用炮孔的单耗参照f（n）K的乘积取值。
根据该段岩体岩性、岩质、岩层产状，爆破不需形成漏斗，只要发挥炸药的内部作用就可充分破碎岩石，因此n=0,经计算得松动爆破单方药量为0.52kg/m3。
结合节理、裂隙发育程度和风化程度，上部风化层松动爆破单方药量按0.4kg/m3控制药量。
4.1炮孔布置
4.1.1炮眼深度
炮眼深度是指炮眼眼底至开挖面的垂直距离。
炮眼深度一般根据边坡的稳定性、爆破技术水平、凿岩机的钻凿能力和工期安排。
根据现场考察和以往工程经验，钻孔深度为5m。
4.1.2炮眼直径
本设计选用钻机型号CM351履带式潜孔钻两台，阿特拉斯D7履带式液压钻一台，炮眼直径取d=95mm。
4.1.3炮眼布置
（1）边坡预裂孔
预裂孔先于其他炮孔起爆，爆破后形成一定范围贯通的缝隙，在岩体中形成不连续的结构弱面，可以阻挡或使其他炮孔爆破主应力波大大衰减，从而减小对边坡的破坏。
根据经验，本工程中预裂孔间距取50cm。
（2）主爆孔
主爆孔设三排，梅花形布置，炮孔间距2.5米，炮孔排距3米。
4.1.4炮眼堵塞
炮眼填塞的目的是保证炸药充分反应，使之产生最大热量，防止炸药不完全爆轰；防止高温高压的爆轰气体过早地从炮眼或导洞中逸出，使爆炸产生的能量更多地转换成破碎岩体的机械功，提高炸药能量的有效利用率。
填塞材料采用炮泥，炮泥由砂子和黏土混合配置而成，其重量比为3：
1，再加上20%的水。
填塞应采用分层捣实法进行，不得有空隙或间断。
各炮眼应填塞足够长度的炮泥，为控制飞石，该段爆破所有填塞炮泥的长度不得小于300cm。
4.1.5爆破器材选择
爆破器材的选择
炸药：
2号抗水膨化岩石炸药，型号：
散装30kg炸药。
雷管：
雷管选用毫秒导爆管雷管。
起爆选用普通瞬发电雷管或导爆管激发针起爆。
4.1.6装药结构
边坡孔及隔墙孔采用导爆索束串联间隔装药，装药应尽量多分段，使孔内装药尽量均匀；主爆孔采用连续装药。
装药结构（图3-1）。
4.1.7网路连接
见网路联结图。
4.2弃渣装运
挖掘机将边坡处松石清理，用推土机将爆松的岩体推至线路纵向大里程侧的临时堆渣场地，装载机及自卸汽车二次倒运至设计指定的弃渣场。
4.3钻爆质量的控制
（1）人员的配备
光面爆破与预裂爆破炮眼的钻凿技术要求高，操作难度大。
因此，应注意对钻爆人员的合理调配。
固定技术好的钻工进行光爆孔和预裂孔的钻凿作业。
从布眼、钻孔、装药到爆破网络联接层层把关，责任到人。
（2）钻孔机具的配备
CM351履带式潜孔钻两台，阿特拉斯D7履带式液压钻一台。
（3）炮眼深度及装填药量的控制
①炮眼深度。
根据钻爆设计，钻眼深度严格按照设计进行施钻。
②清孔装药。
装药前将炮孔内的石屑、杂物用水冲净。
③装药连线。
严格按照装药结构图进行装药，药量应严格按照设计装填，炮泥填塞应分层捣实，填塞长度应满足设计要求。
④预裂孔、光面孔应按设计图纸钻凿在一个布孔面上，钻孔偏斜误差不超过1°。
⑤验孔、装药等应在现场爆破工程技术人员指导监督下由熟练爆破员操作。
⑥起爆网路。
起爆网路连接应由专人负责。
对于孔外延期部分的连线，应特别注意对孔外雷管及滞后起爆网路的保护，防止先爆雷管产生的飞片炸坏滞后起爆的网路，以及先行起爆产生的飞石损坏之后起爆的网路。
⑦爆破。
装药、连线结束后，经技术人员检查合格后，撤离人员和机械设备，最后引爆。
5施工及人、材、机计划安排
5.1施工计划
施工总工期30天，2010年5月25日开工，5月28日具备施工条件。
其余段开挖、支护于6月25日完工。
工期计划详见下表
项目名称
主要施工内容
施工天数
备注
修筑机械上山便道
沿线路边坡向小里程方向分台阶逐层开挖，用挖掘机平整作为挖掘机、推土机的上山通道。
5天
风大时白天工作，每天爆破一个循环，分小时24小时工作，每天爆破2个循环。
平整作业平台
推土机配合挖机（局部爆破）修整约8~10个钻孔作业平台。
5天
台阶高约3米，沿线路纵向长约5米
开挖与防护
钻孔、爆破、清渣、防护，合理安排各工序，各作业平台同时进行。
30天
重点放在路堑边处，边施工、便防护。
5.2劳、材、机计划
5.2.1劳动力安排
主要劳动力计划表
名称
人数（人）
备注
管理人员
2
钻孔、爆破工
10
安全员
2
测量
3
挖掘机司机
2
装载机司机
2
推土机司机
2
边坡防护
10
空压机司机
2
电工
1
自卸汽车司机
3
修理工
2
杂工
2
总计
43
5.2.2材料计划
主要材料计划表
名称
单位
数量
2号岩石硝铵炸药
吨
8
毫秒导爆管雷管
发
9000
导爆索
米
3000
顺发电雷管
发
400
柴油
吨
60
5.2.3施工机械安排
施工机械计划表
名称
单位
数量
220挖掘机
台
1
50装载机
台
1
120推土机
台
1
12m3柴油空压机
台
2
20T自卸汽车
辆
3
YT28手风钻（带气腿）
台
10
CM351履带式潜孔钻
台
2
阿特拉斯D7履带式液压钻
台
1
6爆破作业安全措施
爆破工程的不安全因素主要有：
空气冲击波、爆破有害气体、爆破飞石、爆破振动、早爆、盲炮以及塌方、冒顶等。
每种不安全因素有其特点、影响范围和影响强度，均应根据现场情况，采取相应的安全措施。
6.1爆破飞石
爆破飞石应加以严格控制和防范。
爆破产生个别飞石的距离与爆破参数、填塞质量等因素有关。
主要采取以下措施。
（1）采取控制爆破技术缩小危险区，合理确定爆破参数，特别注意最小抵抗线的实际长度和方向，避免出现大的施工误差。
（2）装药、堵塞要有专人盯控，合理的装药、堵塞的长度和质量是防止飞石的关键，必须逐孔盯控。
。
（3）爆破时，人员应在安全距离外坚固的掩体后面避炮
（4）将可移动设备撤出飞石影响区域。
6.2早爆
爆炸材料（雷管或装药）比预期时间提前发生爆炸的现象称为早爆。
对于本工程应采取以下措施防止早爆事故。
（1）使用电雷管起爆时，爆破主线、区域线、联接线，不应与金属管物接触，不应靠近电缆、电线、信号线、铁轨等。
（2）电雷管在接入网路前，脚线应短路。
（3）装药、连线人员应穿不产生静电的工作服。
（4）在距电雷管15m范围内，禁止使用无限通讯工具。
（5）工作面所用炸药、雷管应分别存放在加锁的专用爆破器材箱内，不应乱扔乱放。
爆破器材箱应放在顶板稳定、支架完整、无机械电器设备的地点。
每次起爆时都应将爆破器材箱放置于警戒线以外的安全地点。
（6）必须所有人员撤出警戒区域后，方能在爆破作业领导人的指示下，将爆破母线与发爆器相联接。
6.3盲炮处理
盲炮是指预期发生爆炸的炸药未发生爆炸的现象。
对于本工程项目中出现的盲炮，应遵循以下原则和方法来处理。
（1）处理盲炮前应由爆破领导人定出警戒范围，并在该区域边界设置警戒。
处理盲炮时无关人员不准许进入警戒区。
（2）应派有经验的爆破员处理盲炮。
（3）电力起爆发生盲炮时，应立即切断电源，及时将盲炮电路短路。
（4）导爆索和导爆管起爆网路发生盲炮时，应首先检查导爆管是否有破损或断裂，发现有破损或断裂的应修复后重新起爆。
（5）不应拉出或掏出炮孔中的起爆药包。
（6）可打平行孔装药爆破，平行孔距盲炮不应小于0.3m。
为确定平行炮孔的方向，可从盲炮孔口掏出部分填塞物。
（7）盲炮应在当班处理，当班不能处理或未处理完毕，应将盲炮情况（盲炮数目、炮孔方向、装药数量和起爆药包位置，处理方法和处理意见）在现场交接清楚，由下一班继续处理。
（8）盲炮处理后，应仔细检查爆堆，将残余的爆破器材收集起来销毁。
在不能确认爆堆无残留的爆破器材之前，应采取预防措施。
（9）盲炮处理后应由处理者填写登记卡片或提交报告，说明产生盲炮的原因、处理的方法和结果、预防措施。
6.4敷设导爆管爆破网路时应注意的问题
（1）导爆管一旦被截断，端头一定要密封，以防止受潮、进水及其它小颗粒堵塞管腔。
可用火柴烧熔导爆管端头，然后用手捏紧即可。
再使用时，把端头剪去约10cm，以防止端头密封不严受潮失效。
（2）导爆管、导爆管雷管在使用前必须进行认真的外观检查。
发现导爆管破裂、折断、压扁、变形或管腔存留异物，均应剪断去掉，然后用套管对接。
如果导爆管雷管的卡口塞处导爆管松动，则会造成起爆不可靠，延时时间不准确，应将其作为废品处理。
（3）导爆管网路中不应有死结，炮孔内不得有接头，孔外相邻传爆雷管之间应留有足够的距离。
（4）为了防止雷管聚能穴产生的高速聚能射流提前切断尚未传爆的导爆管，应将起爆雷管或传爆雷管反向布置，即将雷管聚能穴指向与导爆管的传爆方向相反的方向。
雷管应捆绑在距导爆管端头大于15cm的位置，导爆管应均匀地敷设在雷管周围，并用胶布等捆扎牢固。
对于孔外延时起爆的雷管必须采取防止聚能穴炸断导爆管的有效措施。
（5）安装传爆雷管和起爆雷管之前，应停止爆破区域一切与网路敷设无关的施工作业，无关人员必须撤离爆破区域，以防止意外触发起爆雷管或传爆雷管引起早爆。
（6）注意对孔外延期导爆管雷管的防护。
对于秒延期雷管，应采取措施防止延期导火索或喷气孔喷出的火焰将导爆管熔断或破坏。
（7）用导爆索起爆导爆管时，宜采用垂直联接。
6.5敷设导爆索爆破网路时应注意的问题
（1）切割导爆索应使用锋利刀具，不应用剪刀剪断导爆索。
（2）联接导爆索中间不应出现打结或打圈；交叉敷设时，应在两根交叉导爆索之间设置厚度不小于10cm的木质垫块。
（3）起爆导爆索的雷管与导爆索捆扎端端头的距离应不小于15cm，雷管的聚能穴应朝向导爆索的传爆方向。
6.6敷设电爆网路时应注意的问题
电力起爆的综合安全性高于火雷管起爆，根据国家的产业政策和安全生产的要求，本设计选用电雷管或导爆管激发针起爆导爆管网路。
当使用导爆管激发针起爆网路时，电力起爆系统不受静电、杂散电流、射频电流的影响。
敷设电爆网路时应注意以下问题。
（1）电爆网路不应使用裸露导线，不得利用铁轨、钢管、钢丝作爆破线路，爆破网路应与大地绝缘。
（2）电爆网路的导通和电阻值检查，应使用专用导通器和爆破电桥，专用爆破电桥的工作电流应小于30mA。
爆破电桥等电气仪表，应每月检查一次。
（3）爆破作业场地的杂散电流值大于30mA时，禁止采用普通电雷管。
（4）起爆网路的联接，应在工作面的全部炮孔（或药室）装填完毕，无关人员全部撤至安全地点之后，由工作面向起爆站依次进行。
（5）爆破主线与起爆电源或发爆器联接之前，必须测全线路的总电阻值。
总电阻值应与实际计算值符合（允许误差±5%）。
若不符合，禁止联接。
（6）如果发爆器限时电路发生故障，发爆器放电不彻底，则在发爆器与电爆网路联接瞬间极易发生早爆事故。
国内已发生过多起此类事故。
因此，在将发爆器与电爆网路联接之前，应使用金属导线将发爆器的两个接线端子短接，将发爆器内残余电荷释放掉。
（7）发爆器的钥匙在整个爆破作业时间里，必须由爆破工作领导人或由他指定的爆破员严加保管，不得交给他人。
（8）各种发爆器和用于检测电雷管及爆破网路电阻的爆破专用电表等电气仪表，每月以及大爆破前均应检查一次，电容式发爆器至少每月赋能一次。
7石油管线处爆破安全警戒验算
际间距取值为2.5m，排距为3m，孔深为10m，装药深7m，减除雷管、起爆器材等占空间，实际装药深度为6m，乳化炸药的平均密度为0.8g/cm3，则每个孔药量x=0.095×0.095×3.14×6×0.8÷4=34kg。
每方土石方爆破用药量为x/（h*a*b）=34/（10×3×2.5）=0.5kg/m3。
7.1峰值震动速度的计算方法及评价标准
质点峰值震动速度与建筑物的破坏程度具有较好的相关性，因此国内外普遍采用质点峰值震动速度作为安全判据。
质点峰值震动速度的计算用下式：
式中：
V——质点峰值震动速度，cm／s；一般取地面质点峰值为3.0cm／s，石油管道公司规定值为2.5cm／s。
n——药包形状系数，欧美等国家的n值通常取1／2，我国一般取1／3；
Q——最大单响段药量，kg；
R——爆心距，即测点至爆源中心距离，m；
K、α—与地质条件、爆破类型及爆破参数有关的系数。
对于较重要工程，应通过现场试验确定K、α值。
在没有现场试验资料的情况下，不同岩石的K、α值，可参考表2确定。
表2不同岩性的K、α值
岩性
K
α
坚硬岩石
50～150
1.3～1.5
中等坚硬岩石
150～250
1.5～1.8
软弱岩石
250～350
1.8～2.0
7.2爆破冲击波安全距离的计算
R=K×Q1/3
式中：
R——为冲击波的安全距离,m;K——为系数，有掩体取15，无掩体取30;Q——为最大一段起爆药量,kg。
则：
R=30×Q1/3≤388m
Q≤2163kg
综合7.1条，V=0.913cm/s，小于峰值最大速度2.5cm/s的要求。
结论：
每次齐爆土石方量为最大2163kg/0.5kg/m3=4326m3。
7.3安全要求
1）、在临时工作间内制作起爆体时要远离导电设备（水、暖管道等），检查工作间周围是否有电源触地的线头等，要使用木质工作台。
2）、在制做起爆体时，电雷管的脚线要防止与地面摩擦、要轻拿轻放，在预计放炮时间里，一定要注意气象预报，或与气象部门取得联系，绝不能在雷雨与低云层天气里放炮。
3）、要杜绝一切火源（烟头、电器系统）与火工器材接触，以防施工过程中可能发后的爆炸事故。
4）在施工区内设置必需的信号、危险、安全、提示及控制等方面的标志牌，并对所设置的标志牌进行维护、发挥其作用。
5）施工人员必须佩戴安全帽，身穿作业服。
一定要选好制做起爆体的临时工作间，工作间内只允许爆破工作人员进出，并且严格清点炸药进出工作间的数量，绝对防止掉失。
6）钻孔前，技术人员对钻孔作业人员和带班人员进行书面技术交底，交底要有记录，纪录归档备查；
7）必须按照设计方案进行钻孔，钻孔深度严格按照台阶高度进行控制，每次的钻孔设计必须由工程技术人员设计，技术负责人审批，严格履行审批手续，钻孔结束后由工程技术人员负责进行验孔，不符合规定严禁爆破；验孔资料收集归档备查。
8）在钻孔的过程中，根据现场的情况需要对钻孔的参数及时进行调整，报技术负责人批准。
爆破施工工艺流程图
7、现场平面示意图
布孔平面示意图
装药结构示意图
起爆网路示意图
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