石方明挖爆破设计专项方案.docx
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石方明挖爆破设计专项方案
石方明挖爆破设计专项方案
方案编号:
[2015]023号
编制人：
审核人：
审批人：
1编制依据
（1）本标段石方开挖设计施工图纸。
（2）水利部颁发的现行有关设计规范、施工规范、验收标准及相关规定。
（3）《土方与爆破工程施工及验收规范》（GB50201-2012）
（4）《爆破安全规程》（GB6722-2014）
（5）《水利工程爆破施工技术规范》（DL/T5135-2013）
2工程概况
本标段石方明挖部位：
联合进水口、1#深孔排沙放空洞出口、生态电站引水洞出口，总计石方明挖量：
64万m3。
联合进水口：
1#深孔放空排沙泄洪洞进口闸井设置在两个发电引水系统进口闸井中间，形成联合进水口，发电引水系统进口引渠段长54m，底板高程1750m，两侧边坡最大开挖高度为80m。
进水口左侧1750m以上开挖边坡为1：
0.3，进水口后边坡1750-1827开挖边坡为1：
0.4、1827以上开挖边坡1:
0.5，进水口右侧开挖边坡坡比同后边坡开挖坡比。
开挖边坡每10m高差设置2m宽马道；1#深孔放空排沙洞进口引渠段长7.6m，底板高程1715m，两侧边坡最大开挖高度为20m，后接81.55m长有压洞进入闸井。
根据联合进水口结构，适用方案一、方案二、方案三及方案四共同使用。
1#深孔放空排沙泄洪洞出口：
1#深孔出口泄槽段及消力池段，该段挖深20～52m，消力池基础处于弱风化岩体内；明渠段主要处于砂卵砾石层内，基础位于地下水位以下，须加强排水措施。
出口岩石开挖坡比1：
0.3；覆盖层水上1：
1.5～1：
1.75，水下1：
1.75～1：
2.0；抗冲流速:
基岩弱风化层3.0～4.0m/s，砂卵砾石1.5m/s，须防护处理，地下水对普通水泥具硫酸盐型强腐蚀，须防腐处理。
根据地质条件及结构，1#深孔出口洞脸部位适用于方案一、方案二及方案三。
泄槽段及消力池段适用：
方案一、方案二、方案三及方案四。
生态电站引水洞出口主厂房尺寸：
51.85×19.75×41.9m（长×宽×高），生态放水管进口段中心高程均为1651.90m，管径均为2.1m。
在主厂房内沿管轴线分别设置球阀和放水阀对流量进行控制和消能，在出口段管扩至4.0m×4.0m（宽×高），接尾水闸墩投入尾水反坡内，出口底板高程为1649.90m。
副厂房布置在主厂房上游侧，分为一次副厂房和二次副厂房，一次副厂房尺寸为27.9m×10m×18.9m；二次副厂房尺寸为23.83m×10m×14.4m。
生态电站洞脸开挖适用方案一、方案二及方案三。
厂房基础开挖适用方案二、方案三及方案四。
3石方开挖方案
3.1爆破施工方案选择
根据招标文件要求和现场地形、地质条件、周围环境，加上我公司在大、中型水电站施工中长期积累的施工爆破经验，认真地进行了几种爆破开挖方案的比较，确定本标段石方开挖区岩石边坡采用预裂爆破，马道平台采用水平光面爆破，大孤石采用浅孔爆破。
其余开挖部位施工均采用深孔梯段微差挤压爆破方案。
爆破所用的炸药采用硝铵及乳化炸药；雷管主要采用毫秒微差电雷管，必要时采用孔外、孔内分段、塑料导爆管起爆器起爆，以满足最大一段起爆药量控制要求。
3.2爆破施工工艺流程
钻爆施工工艺流程，详见下图：
高边坡开挖爆破顺序图
3.3爆破试验
3.1试验目的
1、分别确定新浇筑混凝土区和已建建筑物附近爆区振动衰减规律。
2、确定梯段爆破钻爆参数。
3、确定预裂爆破钻爆参数，满足预裂爆破边坡和坡面平整度的要求。
3.2编制爆破试验方案的依据
1、合同文件（施工图纸及技术要求）。
2、爆破安全规程、规定。
3、我公司长期积累的工程爆破施工实践经验。
3.3试验要求
1、每次爆破试验提前编制详细的爆破试验设计方案和具体的实施措施，报项目监理人审批后实施。
2、爆破试验监测结果经项目监理人批准后以文件形式发给我项目部在施工中正式采用。
3.4试验方法
1、按批准的爆破试验场地和批准的爆破试验设计造孔。
2、爆破试验领导小组组织钻孔验收。
3、试验爆破现场作业和现场监测作业同步进行，并检查落实。
4、及时整理爆破试验成果并报监理人批准。
4施工爆破设计
方案一：
梯段爆破
1、梯段爆破设计
图4.1.1爆破设计程序
梯段爆破设计，根据开挖高度、设计轮廓、钻孔机具、挖掘机械的性能和施工进度确定。
实施梯段爆破时，其钻孔与装药排数，根据梯段高度、临空面条件、地质条件、岩石性质、钻孔直径、施工强度要求等因素设计。
2、梯段爆破主爆孔爆破参数、孔内装药结构详见表4.1.2。
表4.1.2梯段爆破参数表
名称
符号
单位
取值范围
装药结构示意图
梯段高度
H
m
6～25
孔距
a
m
3～5
排距
b
m
2～4
辅助药包堵塞段
抵抗线
W
m
2～4
钻孔倾角
75
主爆孔炸药
单耗
q
Kg/m3
0.45～0.65
钻孔超深
h
m
0.5～1.0
孔深
L
m
7～27
非电导爆管
孔径
D
mm
φ76～φ138
起爆药包
堵塞长度
Lc
m
2.1～4.5
注：
表中参数为暂定值，根据现场爆破试验成果进行合理调整使用。
3、梯段爆破布孔与起爆网络
宽孔距小排距微差挤压爆破，能充分利用爆破能量，可较好地控制爆渣块度，堵塞段加辅助药包解决堵塞段岩体的大块率，在爆破工程中已被越来越广泛的运用。
根据施工实践经验，采用以下效果好的布孔形式和起爆网络，详见图4.1.3.1、图4.1.3.2。
起爆采用爆破延时技术。
根据我公司长期施工实践，本标段爆破延时选用50～75ms为宜。
图4.1.3.1梅花形布孔一字型起爆网络图
注：
图中1、3、5为起爆雷管段号，一排一段起爆。
注：
图中1、3、5、6、7、8、9、为起爆雷管段号。
图4.1.3.2长方形布孔V型起爆网络图
方案二：
预裂爆破
1、线装药密度Q线计，采用长委长科院经验公式计算。
Q线计=0.36[σ压]0.63[a]0.67
式中：
Q线计——计算线装药密度（g/m），结合预裂爆破试验确定；
[σ压]——岩石极限抗压强度（kg/cm2）；
[a]——孔距（cm），当孔径采用φ76～φ89mm时，[a]取80cm；当孔径采用φ100mm～φ102mm时，[a]取100cm。
注：
Q线计系按2#岩石硝铵炸药考虑的量。
Q线计要减去导爆索每米炸药含量，一般导爆索炸药含量为12g/m。
2、不偶合系数
预裂爆破，一般采用不偶合装药结构。
即：
在孔壁和药卷之间存在着环状间隙。
炮孔直径和药卷直径之比，称为不偶合系数（一般采用2～4）。
本工程预裂爆破钻孔直径采用φ76mm或φ102mm，药卷直径采用φ32mm，不偶合系数分别为2.375或3.1875均符合要求。
3、预裂爆破参数
表.4.2.3.1预裂爆破参数表
参数名称
单位
取值范围
装药结构示意图
孔深
m
同边坡长度
孔径
mm
φ76或φ102
孔距
cm
50～60（圆弧）
80～100（直线）
药卷直径
mm
φ32
不偶合系数
2.375或3.1875
线装药密度
g/m
Q线计
顶部装药密度
g/m
（2/3～1/2）Q线计
堵塞长度
m
0.6～2.0
4、预裂孔的装药结构
详见表4.2.3.1中的装药结构示意图。
堵塞段，长度一般为0.6～2.0m，用干砂等松散材料堵塞。
孔顶部装药段，堵塞段以下1～2m长度，称为顶部装药段。
Q线顶=（2/3～1/2）Q线计
孔中部装药段，Q线中=Q线计
药包中心距，一般为40～60cm或连续装药。
底部装药段，长度一般为0.5～1.5m。
孔深：
2～5mQ线底=（1～2）Q线计
5～10mQ线底=（2～3）Q线计
10～15mQ线底=（3～4）Q线计
＞15mQ线底=（4～5）Q线计
5、药包加工、装药、堵塞和起爆
药包加工：
按设计的装药量和装药结构，在孔外将药卷绑扎在导爆索上，形成炸药串。
装药：
深孔一般将炸药串绑在竹片上，再放入孔内安装，竹片置于靠保留区一侧。
浅孔将炸药串直接装入孔中。
堵塞：
孔口不装药段，使用干砂等松散材料堵塞，堵塞材料不得掉入装药段，堵塞要严密，防止冲孔。
起爆：
一般采用导爆索起爆。
为了减轻预裂爆破振动影响，一次进行多孔预裂时，进行分段起爆，各段之间分别用毫秒雷管引爆。
6、预裂爆破效果要求
预裂爆破后，在开挖轮廓面上，残留炮孔痕迹均匀分布，预裂孔壁不应有明显的爆破裂隙，预裂面不平整度严格控制在有关规范规定的15cm范围内。
残留炮孔痕迹保存率控制：
节理裂隙不发育的岩体达到80%以上；
节理裂隙较发育的岩体达到80～50%；
节理裂隙极发育的岩体达到50～10%。
方案三：
光面爆破
光面爆破也是控制开挖轮廓的爆破方法之一，布孔方式与预裂孔相同，在这里光爆孔即为上述预裂孔，光爆孔的爆破是在开挖主爆破孔依次向后起爆，最后光爆孔起爆。
光面爆破有两个自由面，光爆孔与开挖主爆破孔用毫秒雷管分段起爆。
光爆层就是边孔与主爆孔之间的岩石层，光爆层的厚度就是边孔（光爆孔）的最小抵抗线。
光爆层的厚度W与周边孔的间距E有着密切的关系，可用两者的比值K=E/W来表示，K称为周边孔（光爆孔）的密集系数，通常取K=0.8左右。
光爆也必须满足不偶合系数要求，一般大于2，不得小于1.5。
光面爆破采用与预裂爆破相同的间隔装药结构，孔口堵塞段长度与孔深有关，一般为0.6～2.0m，具体根据现场爆破效果调整。
光爆孔采用导爆索同时起爆，但在需要控制一次起爆药量的部位，进行分段起爆。
方案四：
浅孔爆破
浅孔爆破采用梯段爆破方式爆破，浅孔爆破开挖深度较小，采用较小孔径的钻孔进行爆破，根据本标段钻机配置情况，选用孔径为42～76mm；暂定浅孔爆破参数见表4.4.1。
表4.4.1浅孔爆破参数表
名称
符号
单位
取值范围
装药结构示意图
梯段高度
H
m
≤5
导爆管
堵塞段
主爆孔炸药
起爆药包
非电雷管
孔距
a
m
2.5～3.5
排距
b
m
1～1.5
抵抗线
W
m
1.5～2.0
钻孔倾角
α
︒
≥75︒
单耗
Q
Kg/m3
0.4～0.6
孔径
φ
mm
42~76
堵塞长度
Lc
m
1.0～2.0
五、爆破施工方法
1钻孔
（1）高陡山坡顶部开口第一层开挖采用YQ100B型快速钻和手风钻钻孔。
钻孔直径φ42～φ100mm。
（2）深孔梯段爆破开挖深度5m以上时，采用高风压CAM-351型液压钻机或YQ100B型快速钻机钻孔，钻孔直径φ76～φ138mm。
（3）对于浅孔开挖爆破用YT-28型手风钻钻孔，钻孔直径φ42mm。
（4）预裂爆破和光面爆破，对于边坡轮廓预裂孔，主要是采用YQ100B快速钻或CAM-351高风压钻钻孔。
钻孔直径为φ76～φ105mm，用于2m宽马道平台水平光爆，预裂钻孔，一般采用YT-28型钻机钻孔，钻孔直径为φ42mm。
（5）严禁在残孔上钻孔。
2装药
（1）梯段爆破、预裂爆破和光面爆破，爆破设计方案中的爆破参数装药结构和施工程序进行孔内装药。
（2）炮孔装药时，使用木棍或竹杆装药。
3警戒及警报信号
爆破区周围200m～300m范围设置爆破警戒区，交通道口设立警示牌。
每次爆破，爆破器材进入现场；结束装药进入联网前发出第一次警报，无关人员立即撤离危险区，警戒人员开始进入警戒工作；联网结束，危险区内人员和设备已全部撤离，警戒人员已在各关键位置进行警戒，确认具备起爆条件时，发出第二次警报信号，准许起爆员起爆；等炮响完后爆破员检查，如发现有盲炮，立即报告并及时派有经验的爆破员立即处理，经检查确认安全后，发出解除警戒信号，施工人员才能通行和进入施工现场。
4、起爆分段
石方爆破采用毫秒微差分段，根据允许最大一段起爆药量，通过起爆网络，进行依次顺序分段起爆。
七、爆破控制措施
1、粒径控制
（1）严格按爆破设计的孔网参数进行钻孔验收，爆破开挖时钻孔孔位偏差为±20cm，孔深偏差为±30cm进行控制。
对于边坡预裂孔，按照施工规范及技术文件规定的允许超欠挖范围控制孔径、孔深。
（2）对少量超径大块石，在挖装过程中用挖掘机械分选集中，采用手风钻进行二次解炮破碎。
2、爆破飞石控制
根据GB6722-2014《爆破安全规程》规定：
深孔梯段爆破飞石安全距离，按R≥200m控制。
浅孔爆破和手风钻大块石解炮飞石距离，按R≥300m控制，R系指爆破飞石安全距离。
3、火工材料领用和运输
（1）使用火工材料，必须建立严格的领用、清退制度，坚持爆破员和安全员（或材料员）双人领用制度。
爆破员根据当班生产任务填写火工材料领料单，经带班负责人签字审批后，由爆破员和安全员（或材料员）持上岗证和审批过的火工材料领料单到炸药库领取火工材料。
放炮员领取火工材料后必须当面核查领取的数量及编号等，否则责任自负。
（2）各施工队火工材料现场用量必须在当班下班之前，经当班班长核发，在清退单上签字后，爆破员和安全员亲自退库，炸药库保管员按清退单查收。
（3）禁止用翻斗车、自卸汽车、拖车、机动三轮车、人力三轮车、摩托车和自行车等运输爆破器材。
（4）火工材料车在运输途中，应遵守交通运输规则和相关安全管理规定。
性质相抵触的爆破器材不准混装在同一车厢，炸药和雷管必须分车运输。
爆破器材要求用特制容器盛装，如铁盒铁箱等。
炸药及爆破器材在运输过程中，按要求码放，并做好减震防撞击措施，避免在运输途中因剧烈碰撞或长期摩擦过热导致炸药自燃或高温引起爆炸。
在炸药及爆破器材装卸过程中轻拿轻放，不得随意抛掷。
（5）火工材料车辆必须按指定路线行驶。
车箱内严禁载运人员和其他物品。
严禁吸烟和携带发火物品，禁止在中途加油或修理。
装有火工材料的车辆应按要求驶往爆破作业现场或仓库，严禁中途停放在人员密集、房屋建筑和机械设备集中的场所。
（6）搬运装卸作业宜在白天进行，炎热的季节可在清晨或傍晚，严禁夜间装卸雷管。
如必须在夜间装卸爆破器材时，装卸场所应有充足的照明，允许使用的照明应是防爆电灯或防爆安全灯，禁止使用油灯、电石灯、汽灯、火把等明火照明。
（7）在装卸爆破器材时，汽车等运输车辆离库房的停车距离不小于10m。
（8）搬运时应谨慎小心，轻搬轻放，禁止冲击、撞碰、拉拖、翻滚和投掷。
装有爆破材料的容器，堆放时不准在上面踩踏。
（9）人力装卸和搬运爆破器材，每人一次以约重25～30kg为限，搬运者相距不得少于3m。
不得一人同时携带雷管和炸药。
（10）运输炸药雷管时，装车高度要低于车箱10cm，车箱底部应铺软垫，雷管箱不许倒放或立放，层间也必须垫软垫，同一车上也不得装运两类不同性质的爆破器材，雷管与炸药不允许在同一车箱或同一地点装卸。
（11）严禁任何人私拿、私用、私藏、赠送、转让、转卖、转借火工材料，严禁在本工程石方开挖以外的任何领域使用本工程火工材料，违者立即追究当事人法律责任。
4火工材料的使用
（1）从事爆破作业严禁穿戴化纤品服装。
（2）爆破作业必须有详细的爆破设计，严格按照爆破设计操作。
爆破设计应由具备相应资质的设计单位和设计人员编制，爆破设计前，应对爆破对象和爆破区域周围环境及设施进行调查，爆破设计对各种爆破参数、安全控制措施等都要有详细的说明。
爆破设计编制好后，必须按规定进行审批后方可实施。
（3）在大雾、雷雨等天气，禁止从事爆破作业。
（4）严禁在残孔上打钻。
（5）在装药过程中设备及无关人员必须提前撤出炮区，禁止边钻孔边装药。
装药前，爆破人员要召开班前会，告知装药的部位及存在的危险以及要注意的事项。
（6）装药作业时现场应有专人监督防护，爆破作业人员不应穿化纤等易产生静电的衣物，禁止吸烟等违规操作。
（7）炮孔堵塞应密实，不留空穴。
堵塞时不得撞击炸药，不得损坏起爆网路。
（8）爆破作业应做好装药原始记录。
（9）电雷管起爆药包装入前，应切断一切电源，只准使用绝缘手电筒照明，并不得在工作面及巷道内拆换电池。
（10）现场安全监察人员加强巡查，对爆破作业过程进行监控，严禁无关人员进入爆破作业区域。
对各种不按规定进行操作的人员、作法及时进行纠正或处罚。
（11）在装药、联网过程中，严禁在爆破作业现场携带及使用手机、对讲机。
装药、联网完毕后，必须对爆破部位采取必要的安全防护措施，比如压沙袋、钢丝网等。
5爆破警戒
（1）进行爆破作业时，必须遵守爆破安全操作规程。
要有专人负责指挥；在道路上、居民区、罐区等危险区的边界，设置警戒岗哨、围栏、警示牌，夜间应设置红灯，使所有通道处在监视之下，每个岗哨应处在相邻岗哨的视线范围以内。
（2）遵循“谁爆破，谁警戒”的原则，两个或两个以上爆破单位爆破时，按各自爆破警戒区分片包干警戒，警戒必须到位，决不能留下盲区。
警戒人员数量要满足警戒要求，警戒人员要佩戴明显的警戒袖标，配备对讲机。
警戒人员要认真负责，警戒必须到位，决不能留下盲区，警戒范围一般为400米。
待解除警报拉响后,方能解除警戒。
（3）在爆破前必须同时发出警报和视觉信号，使危险区内的所有人员都能清楚的听到和看到发出信号。
待危险区的人员撤至安全地点后，方准许爆破。
爆破后，必须对现场进行检查，确认安全后，才能发出解除警戒信号。
爆破作业时必须提前告知全体工作人员和附近居民，使之熟悉警戒范围、警戒标志和警报信号意义，以及发出信号的时间和方法。
第一声信号：
距离爆破时间30分钟时发出。
爆破安全员到警戒区内清理人员，岗哨人员到位，爆破区内所有人员开始撤离；第二声信号：
距离爆破时间10分钟时发出。
爆破安全员开始撤离，警戒区内不允许有任何人员存在；第三声信号：
起爆信号。
在确认警戒区内没有人员后，发出起爆信号。
第四声信号：
解除警戒信号。
未发出解除警戒信号前，岗哨必须坚守岗位。
除经批准的检查人员外，其他任何人员严禁进入警戒区。
经检查确认安全后，方准发出解除警戒信号。
6爆破后检查与处理
（1）如炮孔用即发电雷管至少在10min以后，如炮孔用延发电雷管，则至少需在15min以后，方准许检查人员进入炮区检查。
（2）爆破后检查的内容有：
确认有无盲炮，露天爆破爆堆是否稳定，有无危坡、危石。
（3）检查人员发现盲炮及其他险情，应及时上报或处理。
处理前应在现场设立危险标志，并应采取相应的安全措施，发现残余爆破器材应收集上缴，集中销毁。
（4）发现或怀疑有盲炮时，应立即报告，并在其附近设立标志，派人看守，并采取相应的安全措施。
（5）应安排有经验的爆破员处理盲炮。
处理盲炮前，应定出警戒范围，并在该区域边界设置警戒，处理盲炮时，无关人员不准进入警戒区。
（6）电力起爆发生盲炮，应立即切断电源，及时将盲炮电路短路,禁止掏出或拉出起爆药包。
（7）盲炮处理后，应仔细检查爆堆，将残余的起爆器材收起来销毁。
每次处理瞎炮必须由处理者填写记录。
7、爆破安全注意事项
本着“安全第一、预防为主”的原则，认真贯彻执行《中华人民共和国安全生产法》，严格执行中华人民共和国爆破安全规程，严格遵守国家、地方的法律法规的同时，特制定如下安全操作细则及其注意事项。
在设计施工前应摸清被爆介质的情况，详尽掌握有关资料优化爆破参数，慎重选择炮位，精心施工。
所有钻爆作业人员必须佩戴安全帽，脚穿防滑绝缘鞋，持证上岗。
严格按照设计要求进行钻孔，必须做到精确定位，谨慎操作。
所有爆破孔必须按照设计要求和现场爆破工程师指导下进行装药。
所有堵塞必须选用磨擦系数大、密度大的材料作炮泥，堵塞要求必须密实、连续，严格避免堵塞物夹杂碎石。
在装药堵塞和防护过程中，严禁振拉、踩压传爆线。
要求必须谨慎小心，防止损坏起爆线路。
所有电雷管的检测均在指定的地点。
所有火工品的搬运存放必须遵守《民爆器材管理规定》，轻拿轻放，分放分拿。
使用电雷管系统起爆时，起爆器在起爆前应由专人看管。
禁止所有携带手机、手电等射频器材人员进场。
火工品进入施工场地后，严禁携带烟火进入作业区。
在装药前，设立警戒区并插红旗标示，严格实行“三员一长”制度，做到万无一失。
在爆破前15分钟必须进行安全警戒，距离不得小于300m，并拉警报器鸣叫，通知所有的机械、人员撤到安全地点。
在每次放炮前应书面通知附近作业的人员及牧民知晓。
起爆时，用警报器三长声鸣叫；起爆后，警报器长声解除信号。
使用击发笔起爆时，导爆管长度不小于5m，主起爆线长度应大于200m。
使用电雷管起爆时，必须在爆方抛掷的反向搭建避炮所，主导电线长度不小于200m。
八、资源配置计划
1、主要施工机械配置
石方开挖主要施工机械配置表
序号
名称
单位
数量
备注
1
CM351型液压钻机
台
3
孔径φ75~138mm
2
YQ100B型浅孔钻机
台
5
孔径φ81~100mm
3
YT-28型手持式钻机
台
20
孔径φ42mm
4
VHP750型20m3/min电动空压机
台
4
5
VY-9/18型9m3/min油动空压机
台
3
备用
2主要劳动力配置
劳动力资源配置计划表
序号
名称
人数
备注
1
管理人员
20
按照2班作业配置，
实行动态管理
2
安全员
4
3
机械操作手
40
4
钻工
20
5
炮工
15
6
合计
99
3、施工现场主要管理人员
为满足工程施工的需要，加快工程施工进度，保证工程施工质量，施工过程中采取定岗定人制度，施工主要管理人员安排如下：
陈广武：
负责石方明挖施工现场全面工作；
卢树洋：
项目部副总工，负责右岸进、出口施工技术；
李令：
安全总监，主要负责施工现场的安全管理工作；
王支华：
施工技术部部长，主要负责石方明挖施工技术工作；
徐树梅：
安质环部部长，主要负责石方明挖质量管理工作；
代万全：
专职安全员，主要负责石方明挖现场安全管理工作；
李强：
施工测量员，主要负责施工现场的测量工作；
张金虎：
责任施工员，主要负责联合进水口石方明挖现场施工；
郭媚：
责任施工员，主要负责出口段石方明挖现场施工；
施工现场的其他技术管理工作由各施工技术员负责。
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