株六复线增建复线深孔控制爆破施工.docx

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株六复线增建复线深孔控制爆破施工

目录

一.工程概况

二.工程特点

三.选题理由

四.爆破方案的选定

五.爆破施工中的安全措施

六.控制爆破效果

七.附爆破作业照片

一．工程概况:

株六复线F标段位于贵州省黔东南州、黄平县的谷陇镇和翁平乡境内，起讫里程为DⅡK681+600～DⅡK697+300，沿线地质岩性以白云岩、砾石、泥岩为主，表层覆盖0.5～1.5m厚不等的粘土，岩石出露广泛，节理发育，岩体破碎，地表地下水不发育。

沿线地形起伏较大，为侵蚀低山峡谷，斜坡及陡坡地貌。

株六复线F标段二公司施工段内共有三处高边坡路堑开挖，需要进行深孔控制爆破，现介绍如下：

1.宝老山车站贵阳端即DⅡK683+800～DⅡK684+000线路右侧，最大开挖高度26m，两线路中心相距13.8m，开挖数量43500m3。

地质以白云岩为主，边坡较陡，与鲤鱼塘1号大桥0#台尾较近。

2.宝老山车站至岩英车站间即DⅡK688+300～DⅡK688+420线路右侧，最大开挖高度25m，两线路中心相距16m，爆破数量22000m3，该段地质以白云岩为主，周围除既有铁路外无其它建筑物。

3.岩英车站贵阳端即DⅡK691+870～DⅡK691+900线路右侧，最大开挖高度36m，两线路中心相距5～22.5m，爆破数量46500m3。

地质以白云岩为主，边坡较陡，贵阳端距松岭大桥0#台尾较近，距项目部，大桥看守房80m。

）

二.工程特点：

1.施工段内地形较陡，高坡地段高出接触网5~20m，放炮时岩石易滚入铁道内。

2.新建路基与既有线较近，有相当部分仅相距5~10m，对既有线安全威胁相当大。

3.湘黔铁路为电气化铁路，放炮时不得将接触网均损坏和击断。

4.施工地段与当地村民及铁路建筑物较近。

三．选题理由：

1.株六复线是跨世纪铁路建设会战中的重点建设项目之一，是贵州和大西南经济发展的希望之路。

铁路沿线地势险峻，加之紧邻既有线电气化铁路线，工程环境复杂，行车安全问题特别突出，施工难度很大。

在施工中，如何安全、优质、高效地完成大量的扩堑石方爆破施工，是我司承担该段复线路基土石方施工的关键。

2.根据设计，株六复线路基土石方施工分有A、B、C类控制爆破施工范围。

3.我司虽然从事过很多大型土石方工程的施工，但是对于电气化铁路扩堑爆破施工尚属首次，施工经验不足。

4.我司具备参与控制爆破的人才、设备、材料和方法。

基于以上理由，我司决定成立控制爆破小组，专门从事石方爆破施工，由此我们选定了“既有电化铁路增建复线石方控制爆破技术的研究与施工”为本小组的科研课题。

四．爆破方案的选定：

根据株六复线该段施工范围的环境条件，我司在扩堑施工中采用了浅孔爆破、破碎头破碎围岩和深孔控制爆破相结合的施工方法。

为保证既有线安全和提高工效，决定爆破体距既有线5m以内即A类控爆地段采用浅孔爆破和破碎头相结合施工，爆破体距既有线建筑物5m以上采用深孔控制爆破，机械化装运碴，本次着重研究深孔控制爆破施工技术。

（一）控制爆破原则：

1.采取松动控制爆破，避免或减少飞石，

2.严格控制爆破体的飞石方向，本爆破飞石方向控制为线路纵向。

3．选择合理的孔网参数及合理的施工工艺，达到较好的破碎效果，满足机械装碴要求。

（二）控制爆破设计：

深孔控制爆破炮孔布置及炮孔参数参照铁道部工法选取。

1.炮孔布置

使用汤姆洛克潜孔钻机，钻孔直径102mm每节钻杆长度3.6m。

考虑到既有扩堑施工的特殊性，台阶高度不能太高，经反复研究，决定钻眼深度约两根钻杆长度，其炮孔呈梅花形布置。

见右图2

2.爆破参数：

①炮眼倾角α一般为60°~80°。

②台阶（梯段）高度：

H=0.06d=6.12m，

取H＝6.0m。

③爆破断面内的最大抵抗线：

Wmax≤（0.032～0.034）d=3.26m。

④最小抵抗线W

W=Wmax－0.1－0.03H=3.0m。

⑤炮孔底部超钻：

h=（0.2～0.3）Wmax=0.65m。

⑥炮孔间距：

a=（1.0～1.25）W=3.6m。

⑦边坡保护层厚度BS：

根据铁路路基施工规范，边坡坡度为1:

0.75时BS取2.2m，边坡坡度为1:

0.25时BS取1.8m。

⑧炸药单耗q根据铁路路基施工规范表11、3、9查得：

q=0.175×10-3p=0.175×10－3（1200~2700）=0.21~0.47（kg/m3）

取q=0.3（kg/m3）

3．药量计算：

每个炮孔装药量计算公式:

Q＝qaWH=0.3×3.6×3×6=19.44（kg）

4.装药结构:

装药长度应与堵塞长度结合考虑，连续装药适用于梯段较低（5m~7m）。

因此本爆破设计考虑连续装药结构，起爆药包设在炮孔底部。

5.炮孔堵塞：

炮孔堵塞用钻孔石碴堵塞，在堵塞时每堵0.3m必须用木棍进行捣实，堵塞长度≥3m。

6.起爆网路设计：

为确保路堑边坡稳定和既有线行车安全，采用孔内外微差复式起爆网路，孔内用3和4段毫秒雷管，4段为边孔，孔外用2段毫秒雷管。

（见下图3所示）。

（三）爆破材料：

1.起爆雷管采用火雷管及导火索进行起爆，导火索长度不小于1.2m，药包起爆雷管及传爆雷管均采用塑料导爆管雷管起爆。

2.炸药采用2#岩石硝铵炸药，有地下水时采用乳化炸药。

（四）爆破质量要求：

1.钻孔开口误差不大于150mm，钻孔深度误差为20cm。

2.爆破的岩石只允许松动开裂，而不允许出现飞石。

3.爆破的岩石松动，岩石块度适合机械装碴要求。

4.爆破后人工刷坡，确保边坡平顺整齐，经清方后平整度达到±10cm以内。

5.爆破后的岩石不得击断接触网电线和损坏一切相邻建筑物。

（五）爆破安全振动速度：

株六复线F标段深孔控制爆破地段距当地村民房屋的距离≥80m，房屋结构为一般砖房或土胚房等；距铁路桥梁有50m以上；距铁路接触网杆塔最近为5m。

根据爆破安全规程查得各种建筑的允许振动速度值如下表：

表1各种建筑的允许振动速度值

序号

建筑类型

允许振动速度值cm.S-1

1

土窑洞、土胚房、毛石屋

1.0、

2

一般砖房、非抗震的大型砖砌

2.0～3.0

3

钢筋砼桥梁

5.0

4

水工隧道

10.0

5

交通隧道

15.0

6

砼基础

40.0

五.深孔控制爆破实施

（一）施工组织：

株六复线施工路基土石方工程较大，工期紧，为加快施工工期，提高劳动生产率，深孔松动控制爆破实行机械化作业，人员精练，并专门组织技术人员成立爆破小组，以此加快施工进度和提高深孔控制爆破的实施效果。

机械设备及劳动力组织见表2、表3。

表2：

株六复线F标段扩堑爆破机械设备表

顺号

机械名称

机型

数量

台班产量

1

挖掘机

CAT330B

1

2

装载机

小松380

1

3

推土机

黄河220

1

4

钻机

汤姆洛克

1

5

自卸汽车

日产尼桑15t

3

6

自卸汽车

国产解放10t

2

7

破碎头

史丹利

1

表3：

株六复线F标段扩堑爆破劳动力组织表

顺号

作业班组

人数

作业内容

1

工程机械司机

11

负责钻孔、运碴工作

2

挖掘机司机

1

3

推土机司机

1

4

装载机司机

2

5

汤姆洛克钻机司机

2

6

汽车司机

5

7

爆破组

13

8

技术顾问

1

负责现场技术指导

9

技术人员

2

负责炮位放线和检查成孔

10

指挥人员

1

负责现场统一指挥

11

装药

6

装药、回填、安全警戒、爆后清方

12

驻站联络员

1

负责与车站联系，通报列车运行情况

13

工地防护

2

负责工地防护

（二）爆破试验：

为确保既有线行车安全和铁路运输设备的安全，我们选择距铁路线较远地段即DⅡK687+200～460段进行试爆，根据爆破效果调整设计爆破参数。

第一次试爆共钻了18个孔，每孔装药量按设计药量65%进行实际装药，其它参数均按原设计实施，每孔装药量12.6kg。

试爆效果检查：

爆破后飞石较多，岩石破碎颗粒太细。

根据试爆效果，调整参数后反复试验，最后将爆破参数调整为α-75°、a-2.8m、W-2.5m、q-0.18kg/m3。

每孔装药7.6kg。

以该爆破参数为依据，在每段控制爆破地段再进行试爆，然后根据各处的特殊情况确定合理参数。

（三）各段实际爆破参数：

根据初步设计爆破参数和在DⅡK687+200～460段试爆修正参数，再结合各段地质及周围环境进行爆破参数修正，其各段修正后的参数见下页表4。

（四）爆破安全距离检算：

R安全＝（K/V）1/αQm；

K－与爆破振动传播中地形，地质有关系数；

α－衰减系数；

V－建筑物允许振动速度（cm/s）;

Q－微差爆破最大一段装药量（kg）

查表得K=250、α＝1.8、m=1/3

本爆破设计为孔内外微差控制爆破，其最大一段药量为44kg。

1.房屋安全检算：

V=1.0cm/s

R=（250/1）1/1.8441/3=76m〈80m安全。

2.桥梁墩台安全检算：

V＝7cm/s

R=（250/5）1/1.8441/3=39m〈50m安全。

3．接触网杆塔基础安全检算：

V=40cm/s

R=（250/40）1/1.8441/3=9.8m〈10m安全。

相距5m时：

取Q＝6kg，

R＝（250/40）1/1.861/3=5m安全。

（五）各段实际装药及爆破时间：

1.DⅡK683+800～DⅡK684+000段共计长度200m，地质为白云岩石质路堑，路堑开挖最大高度26m，分四层钻孔，第一层钻孔175个，第二层钻孔210个，第三层钻孔278个，第四层钻孔293个，共计炮孔956个，总用药量7830kg，施工时间为1999年4月15日至6月5日。

表5：

分次爆破炮孔数及装药量

顺序

日期

炮孔数

每孔装药量

小计（kg）

附注

1

4月15日

18

8.2

147.2

第一层

2

4月16日

22

8.2

180.4

第一层

3

4月18日

26

8.2

213.2

第一层

4

4月19日

24

8.2

196.8

第一层

5

4月21日

25

8.2

205

第一层

6

4月23日

21

8.2

172.2

第一层

7

4月24日

18

8.2

147.6

第一层

8

4月25日

21

8.2

172.2

第二层

9

4月26日

26

8.2

213.2

第二层

10

4月27日

24

8.2

196.8

第二层

11

4月28日

22

8.2

180.4

第二层

12

4月29日

20

8.2

164.0

第二层

13

4月21日

28

8.2

229.6

第二层

14

4月23日

26

8.2

213.2

第二层

15

4月24日

23

8.2

188.6

第二层

16

4月25日

20

8.2

164.0

第二层

17

4月26日

21

8.2

172.2

第二层

18

4月27日

24

8.2

196.8

第三层

19

4月29日

28

8.2

229.6

第三层

20

4月30日

26

8.2

213.2

第三层

21

5月2日

28

8.2

229.6

第三层

22

5月3日

24

8.2

196.8

第三层

23

5月5日

23

8.2

188.6

第三层

24

5月6日

22

8.2

180.4

第三层

25

5月8日

27

8.2

221.4

第三层

26

5月9日

25

8.2

205

第三层

27

5月10日

22

8.2

180.4

第三层

28

5月12日

29

8.2

237.8

第三层

29

5月14日

26

8.2

213.2

第四层

30

5月15日

24

8.2

196.8

第四层

31

5月16日

22

8.2

180.4

第四层

32

5月18日

25

8.2

205

第四层

33

5月21日

26

8.2

213.2

第四层

34

5月22日

21

8.2

172.2

第四层

35

5月25日

27

8.2

221.4

第四层

36

5月26日

22

8.2

180.4

第四层

37

5月28日

26

8.2

213.2

第四层

38

5月30日

24

8.2

196.8

第四层

39

6月2日

25

8.2

205

第四层

40

6月5日

25

8.2

205

第四层

小计

956

7838.4

2.DⅡK688+300～DⅡK688+420段共计长度120m，地质仍以白云岩为主，开挖高度25m分四层钻孔，第一层钻孔99个，第二层钻孔124个，第三层钻孔150个，第四层钻孔169个，共计钻孔542个，总用药量2645kg，施工时间为1999年6月6日至7月1日。

表6：

分次爆破炮孔数及装药量

顺序

日期

炮孔数

每孔装药量

小计（kg）

附注

1

6月6日

16

4.88

78.08

第一层

2

6月7日

20

4.88

97.6

第一层

3

6月8日

24

4.88

117.12

第一层

4

6月9日

21

4.88

102.48

第一层

5

6月10日

18

4.88

87.84

第一层

6

6月11日

23

4.88

112.24

第二层

7

6月12日

26

4.88

126.88

第二层

8

6月13日

28

4.88

136.64

第二层

9

6月15日

27

4.88

131.76

第二层

10

6月16日

20

4.88

97.6

第二层

11

6月17日

25

4.88

122

第二层

12

6月18日

23

4.88

112.24

第三层

13

6月19日

21

4.88

102.48

第三层

14

6月20日

24

4.88

117.12

第三层

15

6月21日

17

4.88

82.96

第三层

16

6月22日

20

4.88

97.6

第三层

17

6月23日

20

4.88

97.6

第三层

18

6月24日

27

4.88

131.76

第四层

19

6月25日

28

4.88

136.64

第四层

20

6月26日

25

4.88

122

第四层

21

6月27日

23

4.88

112.24

第四层

22

6月29日

34

4.88

165.92

第四层

23

7月1日

32

4.88

156.16

第四层

2645

3.DⅡK691+870～DⅡK691+990段共计长度120m，地质以白云岩为主，开挖高度最高达36m，最后处按六层钻孔，第一层钻孔117个，第二层钻孔146个，第三层钻孔170个，第四层钻孔200个，第五层钻孔222个，第六层钻孔246个，共计炮孔1107个，总用药量6975kg，施工时间为1999年7月2日至9月16日。

表7分次爆破炮孔数及装药量

顺序

日期

炮孔数

每孔装药量

小计（kg）

附注

1

7月2日

18

6.3

113.4

第一层

2

7月5日

20

6.3

126

第一层

3

7月6日

26

6.3

163.8

第一层

4

7月7日

29

6.3

182.7

第一层

5

7月8日

24

6.3

151.2

第一层

6

7月10日

30

6.3

189

第二层

7

7月12日

28

6.3

176.4

第二层

8

7月14日

30

6.3

189

第二层

9

7月17日

28

6.3

176.4

第二层

10

7月19日

30

6.3

189

第二层

11

7月20日

27

6.3

170.1

第三层

12

7月22日

28

6.3

176.4

第三层

13

7月24日

30

6.3

189

第三层

14

7月27日

29

6.3

182.7

第三层

15

7月28日

28

6.3

176.4

第三层

16

7月29日

34

6.3

214.2

第三层

17

8月1日

32

6.3

201.6

第四层

18

8月3日

28

6.3

176.4

第四层

19

8月5日

30

6.3

189

第四层

20

8月6日

27

6.3

170.1

第四层

21

8月8日

29

6.3

182.7

第四层

22

8月11日

32

6.3

201.6

第四层

23

8月12日

22

6.3

138.6

第四层

24

8月14日

30

6.3

189

第五层

25

8月15日

27

6.3

170.1

第五层

26

8月17日

28

6.3

176.4

第五层

27

8月19日

30

6.3

189

第五层

28

8月22日

27

6.3

170.1

第五层

29

8月23日

30

6.3

189

第五层

30

8月25日

24

6.3

151.2

第五层

31

8月27日

26

6.3

163.8

第五层

32

8月29日

30

6.3

189

第六层

33

9月1日

32

6.3

201.6

第六层

34

9月3日

28

6.3

176.4

第六层

35

9月5日

34

6.3

214.2

第六层

36

9月8日

32

6.3

201.6

第六层

37

9月11日

33

6.3

207.9

第六层

38

9月13日

28

6.3

176.4

第六层

39

9月16日

29

6.3

182.7

第六层

1107

6975

五.爆破施工中的安全措施:

1.运输、使用、保管炸药和起爆器材要按《中华人民共和国爆破安全法规》执行。

2.炮孔堵塞长度不得小于3m，并加强回填堵塞质量。

3.爆区距铁路特殊建筑物作必要的防护覆盖，如铁路信号设备等。

4.进行既有复线扩堑爆破作业，必须摸清行车规律，选在行车间隔长的空档内放炮或请点放炮。

5．为避免飞石，爆区用土工网2~3层进行覆盖，再将土工网固定在预插的钢管上。

见下图5所示：

6．车站设驻站防护一人，工地设防护员二名。

7．作好抢修准备，放炮前准备足够的人力和机械设备，以防万一。

六．控制爆破效果

（一）质量情况：

1.控制爆破地段上部边坡保护层预留2~2.6m,边坡基本无超挖、欠挖，经人工清刷后，坡面平顺、平整度在±10cm以内，达到预期效果。

2.炮孔超钻选取为0.3~0.4m，最后一层爆破后路基基本平顺，没留有大的土埂。

3．破碎块度适中，最大不超过50cm，适合机械装碴。

（二）施工工期：

深孔控制爆破三段，共计爆破石方112000m3，施工时间为1999年度4月15日至9月16日全部完工，共用150天，每日产量747m3，每天投入爆破组人员共计16人（含钻机2人、推土机1人），实际工日产量为46.69m3/工天。

根据部1633号定额查得定额工日产量为17.36m3/工天,如同样投入16人，则需要施工时间为　112000/17.36×16=403天,因此采用深孔控制爆破施工石方可大大节约工期。

（三）安全情况：

1.爆破飞石：

DⅡK683+800~DⅡK684+000和DⅡK691+870~DⅡK691+990段爆破无飞石产生。

DⅡK688+300~DⅡK688+420在6月7日、6月12日产生有少量飞石，其余爆破未产生飞石

2．无蹋落石块或爆堆进入铁道内，从未因爆破影响列车正常运行。

3．爆区周围民房及其它建筑物完好无损。

4．未发生人员伤亡事故。

（四）经济效益分析：

1.单位耗药量低，平均仅用0.16kg/m3，若采用浅孔控制爆破耗药量至少为0.3kg/m3，采用深孔控制爆破仅炸药一项节约费用（11200×0.30-11200×0.16）×5元/kg=78400元。

2.节约雷管用量较多，深孔爆破共用雷管2800发,浅孔控制爆破作业共用雷管至少25000发，则节约费用（25000-2800）×2.2元/发=48840元

3.深孔爆破开挖实际工效为46.69m3/工天，按照定额为17.36m3/工天。

共计节省工天112000/（46.69-17.36）=3819个工天，节约费用3819×38元/工日=145122元。

以上三相费用共计可节约272362元