湖北路桥三标路基土石方爆破安全专项施工方案.docx
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湖北路桥三标路基土石方爆破安全专项施工方案
湖北恩来恩黔高速公路
第三合同段湖北路桥项目经理部
路基土石方安全专项施工方案
编制：
审核：
批准：
二〇一一年十月二日
第一章编制说明
一、编制依据
1、《湖北恩施至来凤高速公路项目一期土建工程施工招标文件》、《合同协议书》。
2、《湖北恩施至来凤高速公路项目两阶段施工图设计》。
3、《公路工程施工安全技术规程》JTJ076-95、《爆破安全规程》（GB6722—2003）、现行《公路路基施工技术规范》及有关的公路技术标准。
4、《湖北恩施至来凤高速公路项目路基土建工程TJ-3合同段实施性施工组织设计》
5、第TJ-3合同段所处位置的水文、气象、地质、交通及本工程的施工条件。
二、编制原则
1、按照《爆破安全规程》GB6722—2003中所规定的设计内容和要求进行设计编制。
2、遵循工程文件设计规则，在工程文件设计文字中说明及图表中，尽量执行国家规范和标准。
3、坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产原则，始终把安全工作放在第一位，确保爆破施工的安全。
4、本工程主体爆破以松动爆破为主，在爆破孔网参数、炸药单耗、装药量的设计与取值时均在此原则下取值。
5、坚持全员、全面、全过程的安全、质量管理，在每道工序施工中，严格按技术设计要求施工，并确保安全措施到位。
6、坚持实事求是，一切从实际出发的原则，力求设计符合工程实践，成为指导工程施工的技术文件。
7、做到精心设计，合理组织，严格管理，科学施工，在确保安全的前提下优质、高效地完成工程任务。
三、编制目的
1、认真贯彻执行各项技术标准、安全操作技术规程。
2、有效的控制爆破工程进度、工程安全。
第二章工程概况
一、爆破地点及工程数量
1、工程概况
湖北恩来恩黔高速公路第四合同段起讫里程K68+700～K86+033.346。
线路向南经白岩脚、茅坝、老院子，设桥跨黑龙河、李家河后设李家河服务区，线路于岩巷子设分离桥跨G209后线路向南进入来凤县境内，设来凤互通及主线收费站后设龙凤大桥至本项目终点鄂湘界（酉水河），路线全长17.33346Km。
主要包括桥涵工程、路基工程、李家河服务区及来风互通式立交工程。
本合同段内路基挖土石方：
4320706.5m3；路基利用土石方：
2820976.3m3；各类型挡墙共81处，其中C20片石混凝土挡墙7929m3；M7.5#浆砌片石挡墙75225.6m3；水泥搅拌桩33672m；涵洞及通道2209.84m/51座，其中主线路基暗涵及通道合计36座；李家河服务区5座；来风互通10座；车行天桥279.82m/5座；改路改河项目共10处，其中路基挖土石方183478m3；路基利用土石方271896m3。
全标段桥梁工程共13座，合计桥梁全长4899.58m（左幅2385.55m，右幅2433.95m，互通匝道80.08m）。
主线桥梁工程上部结构均采用预制30m、40mT梁，互通匝道2#桥为3×25m现浇箱梁；全线合计桩基324根，共5633米，其中φ1.5米的人工挖孔桩共计78根，共1268米；φ1.8米的挖孔桩共计142根，共2555米；φ2.0米的挖孔桩66根，共1088米、钻孔桩10根，共148米；φ2.2米的挖孔桩10根，共177米；钻孔桩18根，共397米；桥梁墩身主要为双圆柱墩及实心矩形墩，其中φ1.3m的圆柱墩共6根，合计37m；φ1.5m的圆柱墩共57根，合计729m；φ1.6m的圆柱墩共44根，合计640m；φ1.8m的圆柱墩共64根，合计1626m；φ2.0m的圆柱墩共28根，合计573m；φ2.2m的圆柱墩共6根，合计41m；5×2.2m的实心矩形墩共8根，合计254m；盖梁/台帽合计共165个；30m预制T梁共555片、40m预制T梁共160片；25m现浇箱梁3跨。
李家河服务区主线起讫里程为K81+372～K82+560，共长1188米，主要包括A、B匝道，合计路基挖土石方64211m3；利用土石方803065m3；涵洞3座，通道2座。
来风互通立交主线起讫里程为K83+590～K85+000，共长1410米。
主要包括A、B、C、D、E匝道及来风互通1#及2#桥。
主要包括路基挖土石方：
69226.3m3；路基利用土石方247939m3；涵洞8座，通道2座。
路基最大填筑高度：
23.7米,路堑最大挖深:
34.94米。
具体各段的填筑与挖深高度见表1：
序号
段落里程
路堤最大填筑高度（米）
路堑最大挖深（米）
备注
一、主线路基
1
K68+700.377~K68+978
12.74
-28.1
2
K69+168~K70+654.5
20.89
-28.31
3
K70+723~K72+341.5
22.05
-22.79
4
K72+528.5~K72+684.5
5.06
-3.8
5
K72+962.5~K74+044
16.91
-34.94
6
K74+563.5~K75+741
15.68
-7.29
7
K75+815~K78+704.3
17.79
-24.81
8
K78+896~K80+318
23.41
-25.1
9
K80+424~K83+348
23.7
-25.97
10
K83+478~K85+625.5
17.4
-20.57
2、工程特点
根据项目工程概况、业主合同要求及现场施工条件等，本工程有如下特点：
1、本标段主线路基占线路总长的84.68%，特殊路基地段较长，点多分散、面广，且涵洞、路堤挡墙数量较多，因此路基施工前期涵洞、路堤挡墙施工是重点。
2、全线多处线路与当地的村道、国道交叉，设计采用车行天桥、人行天桥、钢筋混凝土盖板（箱涵）通道；干田坳大桥、岩巷子中桥、来风互通1#桥均跨G209公路；桥梁的下部及上部梁体架设均给施工带来了一定的安全难度，也给G209公路的交通构成安全威胁。
3、本标段穿越大量农田、水塘、丘陵、洼地及多个村庄，线路所经过的丘陵山地均有经济作物，多处高压电力线、通讯线路、天然气管道、民房横穿线路，征地、拆迁工作量较大。
沿线路纵向无车行道，沿线路纵向全部新建修道；施工场地窄，临时设施布置困难（特别是拌和站及简支梁预制场）。
4、交通运输：
沿线有G209公路，到主线的运输可以从G209国道引入便道到达主线。
5、爆破环境：
爆破作业面基本横穿整个山体，按成型路基等宽处置，每个爆破作业区域的长度和深度不同，周围环境情况不复杂，属一般岩土爆破。
6、爆区地形、地貌、地质条件：
爆破区域分为13段，以桩号大约k68+700~k68+978为例，爆破作业区域长278米，东西宽约48米，爆破下挖深度4~12米，爆破体石质为页岩。
第三章工程施工计划
一、工程数量及施工计划安排
石方爆破工程数量表（表3）
序号
名称
单位
数量
备注
1
爆破石方
m3
1315323
计划开工时间：
2011年8月15日
计划完工时间：
2013年6月30日
计划工期：
746天
二、人员、机械设备投入
（1）人员安排
管理人员情况一览表（表4）
序号
职务/岗位
姓名
职称
备注
1
生产负责人
先春淋
工程师
2
安全总监
孙孟胜
工程师
3
技术负责人
贺雨佳
工程师
4
施工队负责人
林建、刘忠良liuzhongliang
工程师
5
质检工程师
廖俊才
工程师
6
试验工程师
邓伯龙
工程师
7
试验工程师
周志华
工程师
8
测量工程师
刘刚
工程师
9
道路工程师
刘琨
工程师
10
资料员
宋战平
工程师
11
机械工程师
邓波
工程师
爆破施工人员情况一览表（表5）
序号
职务/岗位
人数
备注
1
现场总指挥
1
2
爆破工程技术人员
2
3
爆破员
4
4
保管员
2
5
安全员
3
6
钻孔工
12
7
后勤保障
2
8
辅助工
2
现场总指挥：
负责本爆破工程的全面组织与实施。
爆破工程技术人员：
负责爆破设计，向现场施工人员进行技术交底，指导爆破施工，落实各项安全技术与防护措施，及时处理施工中遇到的各种技术难题，搞好工程总结。
爆破员：
检查施工质量，领取爆破器材，按设计进行爆破作业，严格执行《爆破安全规程》的技术和安全规定，发现盲炮及时报告和处理，清退当日剩余的爆破器材。
安全员：
对爆破器材的领取、使用、清退和保管进行安全监督，制止违章作业，检查各项安全技术与防护措施的落实情况，杜绝无安全作业证的人员参与爆破作业。
保管员：
负责爆破器材的收发、统计和保管，检查爆破器材的质量，做好爆破器材的收发登记，对无爆破作业人员安全作业证及手续不全的人员拒发爆破器材
（2）机械设备
主要机械设备一览表（表6）
序号
机械设备
规格型号
数量
使用状态
备注
1
柴移式空压机
12m³/min
2台
良好
根据施工作业面开展，增加施工机械的投入
2
柴移式空压机
10m³/min
2台
良好
3
柴移式空压机
3m³/min
2台
良好
4
履带式中风压潜孔钻
D=120mm
2台
良好
5
履带式潜孔钻
D=90mm
2台
良好
6
风动凿岩机
1套
良好
7
液压油锤
1部
良好
8
应急值班车
2台
良好
9
后勤保障车
1台
良好
（3）主要机具材料表（表7）
序号
机械设备
规格型号
单位
数量
备注
1
硝铵类炸药
袋装
kg
根据施工需要领用
按施工进展情况投入及储备
2
硝铵类炸药
箱装
kg
根据施工需要领用
3
非电毫秒雷管
枚
根据施工需要领用
4
毫秒延期电雷管
枚
根据施工需要领用
5
瞬发电雷管
枚
根据施工需要领用
6
钻杆
1～2m
根
20
7
钻头
Φ90
个
5
8
高压风管
m
500
9
起爆器
部
2
10
欧姆表
部
2
按施工进展情况投入及储备
11
爆破主线
m
200
12
木质炮棍
根
10
13
黑胶布
盘
10
14
胶质炮被（备用）
2×2m
床
2
15
大红旗
面
6
16
报警器或哨子
部（个）
6
第四章路基挖方爆破安全施工方案
一、路基挖方
1．施工准备
路堑工程开工前，首先熟悉核对设计文件，测设线路中线和开挖边线，复核横断面；调查自然状态下山体稳定状况，分析施工期间边坡稳定性；清表，做好堑顶截排水设施；组织劳动力、设备进场。
2．测量放样
按图纸所示尺寸将开挖线用明显桩放出，并洒白灰线以标明开挖范围。
3．石方开挖
石方开挖根据岩石类别、风化程度和节理发育程度，确定开挖方法。
对于软石和强风化岩石能用机械开挖的采用机械开挖，不能用机械直接开挖的石方，采用爆破法开挖。
石方开挖中，先利用推土机从上而下清除覆盖层土，采用松动爆破、小爆破和光面爆破方法施工。
边坡路床面采用光面爆破，机械和人工配合清理。
（1）爆破方案
在石方爆破作业前，根据地形地质，开挖断面及施工机械配备等情况，编制实施性爆破设计施工方案，报请监理工程师批准，并严格按照监理工程师的指令执行。
路堑石方爆破前，应针对不同岩体进行爆破设计、试爆，选择合理的爆破参数。
在施工过程中，还要根据地质变化情况及时调整和修改爆破设计。
对于开挖深度大于6m，且石方量较大的工点，每5～7m为一层深孔爆破，采用潜孔钻机钻孔。
开挖深度小于6m，且石方量较小的工点，每3m左右为一层浅孔爆破，采用风枪钻孔。
边坡预裂或光面爆破，炮孔按挖方角度布置成斜孔，严格控制装药量及孔距，防止超挖或欠挖。
中央路槽爆破开挖炮孔按梅花形布置。
路基石方爆破，采用膨化炸药或乳化炸药，以电雷管引爆。
非电毫秒雷管实施逐排微差爆破。
爆破后，采用推土机配合挖掘机或装载机清碴装车，自卸车运输。
路堑边坡采用预裂或光面爆破，基床顶面采用光面爆破。
爆破后根据测量基准点，拉线检查平整度。
石质部分采用深孔多排微差爆破法开挖。
路堑既长又深时,采用纵向分层分段开挖,每一层先挖出一通道,然后开挖两侧,使每一层有独立的出土道路和临时排水系统；对风化破碎岩体，为保证施工中边坡的稳定和边坡防护的施作，采用阶梯式进行开挖，按设计要求的高度设置平台，形成阶梯边坡。
开挖时，边坡预留2～3m采用光面爆破或预裂爆破，人工刷坡。
深挖路堑的施工遵守“分级开挖、分级防护、及时防护”的原则，开挖一级防护一级，下一级开挖时，应对上一级防护采取保护措施。
（2）施工工艺
①清表：
人工配合推土机清除开挖范围内的所有杂物、表层土，并做好堑顶天沟。
②测量布孔：
根据钻爆设计及试爆结果确定的参数，用灰点或油漆定出炮眼位置，并参照爆破方案进行复核。
③凿岩钻孔：
炮孔布点完成后，安排机械进场，按爆破设计的角度和深度钻孔。
钻孔中随时检测孔径、角度和钻孔深度，达到要求即停钻，用石块覆盖孔口，并做标记。
④装药堵塞：
装药前将炮孔内的石粉、泥浆清除干净，然后用炮棍将药卷送入炮孔，并轻轻压紧，起爆药卷在孔内的位置要适中。
装好药后，选取一定湿度的粘土和砂土，分次堵塞炮孔，并用炮棍捣实。
⑤网络联接、安全警戒：
装好药后，专业人员进行起爆网路敷设及检查，确保万无一失。
起爆前，人员、机械撤离到安全地带，设置安全警戒线。
⑥起爆清碴：
起爆后及时压尘，清除瞎炮，然后机械清碴。
清碴时，随时观察坡面的稳定情况，严禁坡面掏挖。
清碴后，检查爆破效果，必要时补爆或调整爆破参数。
⑦边坡整修，基床顶面处理：
爆破后根据测量基准点，拉线检查平整度，对个别凸起部位，采用小炮补炮开挖，凹部采用浆砌片石补平。
5．石方爆破
根据大爆破的形式和一次爆破总装药量把大爆破分为A、B、C、D四级。
大爆破分级，应符合下表的规定，根据爆破工程的复杂程度，可适当提高级别。
二、爆破前施工准备
1、爆破原理
炸药在一定的外界作用下（如受热、撞击）发生爆炸，同时释放热量并形成高热气体。
施工中，就是利用炸药的这种性质来为施工服
务，达到工程建设的需要要。
炸药爆炸时的危害主要是产生爆炸、地
级别
硐室爆破药量
水下深孔爆破
地下深孔爆破
露天
深孔爆破
A
Q≥1000
Q≥100
B
500≤Q<1000
50≤Q<100
Q≥100
C
50≤Q<500
20≤Q<50
50≤Q<100
Q≥100
D
Q<50
5≤Q<20
20≤Q<50
50≤Q<100
震、空气冲击波、飞石和噪声等，一旦失控，就会造成事故。
要避免这些危害必须按照爆破的有关技术操作规程，确保必要的安全距离和采取相应的安全技术措施。
2、现场调查
首先对我管区的大土石方需要爆破的地段，进行全面调查，查清爆破所处的位置、地形，有无障碍物等。
如空中有缆线，应查明其平面位置和高度；还应调查地下有无管线，如果有管线，应查明其平面位置和埋设深度；同时应调查开挖边界线外的建筑物结构类型、完好程度、距开挖界距离，然后再制定爆破方案，确保空中缆线、地下管线和施工区边界处建筑物的安全。
3、爆破方案的确定
⑴不同的地质，采用不同的爆破方法。
根据该段地址，我部采用露天深孔爆破，属D级。
⑵在石方爆破区注意施工排水，在纵向和横向形成坡面开挖面，其坡度应满足排水要求。
三、爆破施工技术方案
3.1、深挖路堑施工方案
本合同段地形起伏大，切方一般深度较深，且切方集中。
工作面较小，技术要求高，施工环境复杂，施工难度大，必须做到精心组织，精心施工。
3.2石方爆破施工
本合同段开挖断面有二种典型断面，即半挖半填断面的开挖和全挖断面的开挖，对这二种典型施工路段，给予全挖断面以爆破方案设计。
3.2.1、爆破总体方案：
根据不同施工断面及岩性情况，并充分考虑工效及安全制定爆破方案见:
石方爆破总体设计方案。
石方爆破总体设计方案
项目类型
半填半挖
全挖断面
岩性
风化花岗岩
风化花岗岩
爆破总体方案
浅孔爆破
浅路堑浅孔爆破，深路堑深孔爆破
工作面方案
分层横向台阶方案
分层纵向台阶方案
“留靴”槽式堑沟方案
爆破
软岩
W＝1.1m，a＝1.2m
W＝1.1m，a＝1.2m
参数
次坚石
W＝1.0m，a＝1.1m
W＝2.6m，a＝2.6m
凿岩机
7655
7655及KQDl00
炮孔直径
Ф38mm
Ф38mm，Ф90mm
炮孔深度
≤2.0m
2m，11~12m
炸药
2＃岩石硝铵炸药
2＃岩`石炸药及铵油炸药
起爆器材
电毫秒雷管
电毫秒雷管及导爆索
3.2.2、半挖半填开挖方案
半挖半填断面开挖根据工作面情况，采用横向台阶爆破法、纵向台阶爆破法以及边坡的光面爆破方案：
1、分层横向台阶爆破法
分层横向台阶爆破方案适用于挖方较窄处，且对飞石要求严格控制地段。
爆破布眼方案见:
分层横向台阶布眼图。
2、分层纵向台阶爆破法
分层纵向台阶爆破方案适合于地势较平缓，离公路、河流较远路段，爆破布眼方案见：
分层纵向台阶布眼图。
3、边坡开挖
按设计边坡度采用光面爆破开挖，孔径d=38mm，炮眼间距a=500mm，光面厚度W=600mm，装药量0.20~0.30kg/m，布眼图见:
光面爆破布眼图。
3.3、深挖路堑开挖方案
3.3.1、施工顺序
深挖路堑路段总体施工顺序见:
深挖路堑总体施工顺序图。
首先沿预定路基外侧向前形
成一槽式堑沟（图中I部分）；然后再爆破剩余部份（图中II部分），即所谓“留靴”爆破见:
（“留靴”爆破最终效果图），以阻止路基上部山体爆破岩石向下滚落。
爆破II部分岩体时，采用微差控制爆破形式以控制爆破抛石方向。
3.3.2、I部分岩体爆破参数的确定
（1）堑沟宽度如:
（“留靴”爆破最终效果图），考虑便于汽车装运、钻孔设备操作、爆破网络设计等因素，挖掘成10m宽的堑沟。
（2）炮孔直径d如图：
（爆破参数示意图），凿岩设备采用KQDl00潜孔钻，开挖爆破与预裂爆破穿孔设备最好一致，以利于现场操作，拟采用d＝90mm，w＝2.6m，a＝2.6m。
（3）布孔方式及微差间隔的确定，布孔形式采用等三角形布置，以利于炸药能量均匀作用于岩石，实现理想的破碎效果，起爆顺序依次为0~l~2~3~4，如：
I部分岩体爆破孔起爆顺序图，首先起爆的炮孔位于上部山坡一侧，以控制爆堆前移方向，改善破碎效果，降低爆破震动。
采用我国生产的毫秒微差雷管，排间时间间隔采用25ms。
3.3.3、II部分岩体施工顺序
由于地形对爆破施工的影响，钻孔机具，施爆顺序必须考虑山体的坡度，II部分总
体爆破施工顺序见：
II部分岩体台阶爆破顺序图，由上到下依次为1-2-3，每一部分又分为压碴爆破和预裂爆破。
3.4、边坡控制方案
为确保边坡的稳定，不产生超过和欠挖，边坡采用光面爆破。
在节理裂隙较发育地段及某些特殊地段采用预裂爆破。
为获得良好的光面效果，宜采用低密度、高体积威力炸药，以减少炸药爆轰波的破碎作用和延长爆破气体的膨胀作用时间，使爆破作用呈准静态状态，拟采用国产2＃岩石专用光爆炸药，以获得预期效果。
3.4.1、光面爆破参数的确定
参照国内外岩石光面爆破施工经验，光面炮孔参数确定如下：
（1）最小抵抗线W：
W＝（0.5~0.8）H＝1.0~1.6m
本工程中取W＝1.5m，式中H为阶梯高度，此时取2.0m。
（2）炮孔间距：
a＝b×W＝（0.6~0.8）×1.5＝0.9~1.2m，
本工程取a＝1.1m
（3）光面炮孔装药量：
Q＝q×a×w＝0.6×1.5×1.1＝0.99kg/m
式中q一松动爆破单位炸药消耗量，取0.6kg/m3
光面爆破示意图见：
光面爆破示意图。
3.4.2、光面爆破装药结构
（1）、药包制作：
为保证在光面爆破时，不使药包冲击破碎炮孔壁，有必要在现场施工中采取措施使药包位于炮孔中心，见：
光面爆破装药结构图。
将药卷捆绑于竹杆上，各药卷间用导爆索相连，药包一端绑上起爆雷管即成。
操作时将药包置于孔内，上部填塞好。
（2）、堵塞：
良好的堵塞要保证高压爆炸气体不泄露所必须的堵塞长度，取炮孔直径的12~20倍，现场根据孔间距和光面厚度适当调整。
3.4.3、预裂爆破参数
炮孔间距根据国内外经验取a=1.0m，装药密集系数取为3.5，装药量为：
Q＝2.75[σ]0.53r0.38
＝2.75[1200]0.53×450.38＝500g/m
式中：
[σ]一—岩石权限抗压强度，取1200kg／cm2；
r一—炮眼半径45mm。
预裂爆破装药结构与光面爆破相同，但预裂缝一定要比主爆区超长4.5~9m，比主爆孔提前75~150ms起爆，硬岩取小值，松软岩石取大值。
3.5、爆破块度控制
因石方爆破后部分作为填方材料，爆破块度要求控制在10~35cm，为了达到良好的块度要求，可采取如下措施：
1、根据实际岩性情况，不断优化炮孔参数；
2、采取压碴挤压爆破，即在施爆岩体前面依次留下2~4m厚前次爆破的岩碴，这样有利于阻止施爆岩体前移和促使岩体充分破碎，见：
压渣爆破最终效果图。
3、采用孔内微差爆破技术，可加强孔底爆破作用，改善爆破效果，并且减震效果好。
4、工作面开阔地带，可采用格式布孔，对角微差起爆，其布眼方式、起爆顺序见：
格式布眼、对角微差起爆顺序图。
这种起爆方式，岩石抛掷距离双排间微差减少30％左右，大块率可下降到o.9％并可大幅度降低地震效应。
3.6、爆破安全
3.6.1、爆破震动
根据《爆破安全规程》规定：
对于一般砖房，非抗震的大型砖砌块建筑物，震速V＜2~30m/s，建筑物距爆破点不小于50m，以此计算：
V＝K（3√Q/R）a。
式中：
Q一—最大装药量（kg）；
R一—距爆源中心距离（m）；
K一—与介质特性有关系数，取为180；
a一—与地形，地质等有关系数，取为1.8；
由上述公式计算得Q＝136kg，可见，对于50m外的一般建筑物，当某段起爆药量达
136kg时，不会产生震动破坏。
又由于爆源位于地势高处，待保护建筑物位于山脚，实际的爆破震动要比计算允许值低得多，因而本工程爆破震动不是主危害。
3.6.2、爆破飞石
爆破场地位于山坡上，极易产生爆破飞石，对于飞石距离的计算公式，我国常用经验公式：
R=20Kn2w=20×1.5×0.752×2.4=40.5m
式中：
K一—安全系数，与地形、风向等有关，取1.5；
n一—爆破作用指数，松动爆破时取n＝0.75；
W—一抵抗线，取W=2.4m；
可见，爆破飞石在一般地段在控制范围内，但在某些要求高的路段还未达到要求，还必须采取如下措施：
（1）采用“V”型工作面；
（2）预留隔墙和“留靴”等方式；
（3）高压线下石方爆破，采用松动爆破并用茅柴覆盖，防止飞石；
（4）山坡下部（河道上方）做好挡墙，阻挡滚石落入河道；
（5）施爆过程，根据具体情况调整药量和布孔参数
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