石方爆破专项施工方案secret.docx
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石方爆破专项施工方案secret
中电投陕县盘陀山风电场工程
石方爆破专项施工方案
批准:
审核:
编制:
中国能源建设集团安徽电力建设第一工程有限公司
中电投盘陀山风电场项目部
2015年09月24日
目录
一、工程概况
二、气象和工程地质
三、编制依据
四、施工技术方案
五、安全施工专项措施
石方爆破专项施工方案
一、工程概况
中电投陕县盘陀山风电场工程装机容量为44MW,共安装22台风力发电机组,单机容量2000kW。
根据当地电网状况和本风电场的接入系统设计,本风电场接入已建的响屏山风电场220kV升压站。
二、气象和工程地质
1水文、气象条件
河南大部分地处暖温带,南部为亚热带,属北亚热带向暖温带过渡的大陆性季风气候,同时还存在自东向西由平原向丘陵山地气候过渡的特征,具有四季分明、雨热同期、气候多样的特点,一般冬季寒冷干燥,春季多风干旱,夏季炎热多雨,秋季日照充足。
根据三门峡气象站长期观测资料统计,气象站多年平均气温为14.1℃,极端最高气温为41.6℃,极端最低气温为-12.8℃。
多年平均气压为969.2hPa,多年平均水汽压为11.7hPa,多年平均相对湿度为62%,多年平均降水量为549.6mm。
气象站多年最大风速为17.0m/s。
气象站多年平均雷暴天数为16.4d,平均沙尘暴天数为0.1d,多年平均大风天数为1.5d,多年平均冰雹天数为0.1d,多年最大冻土深度为32cm,多年最大积雪深度为17cm。
三门峡气象站主要气象要素特征值见下表。
三门峡气象站主要气象要素特征值
项目
单位
指标
发生时间
气温
多年平均
℃
14.1
多年极端最高
℃
41.6
2002年7月12日
多年极端最低
℃
-12.8
1991年12月28日
气压
多年平均气压
hPa
969.2
水汽压
多年平均水汽压
hPa
11.7
湿度
多年平均相对湿度
%
62
降水量
多年平均降水量
mm
549.6
极端风速
多年最大风速
m/s
17.0
1971年、1973年
特殊性
天气
平均雷暴天数
d
16.4
平均沙尘暴天数
d
0.1
平均大风天数
d
1.5
平均冰雹天数
d
0.1
最大冻土深度
cm
32
最大积雪厚度
cm
17
2工程地质条件
工程区以丘陵山地为主,高程1100~1500m,坡度一般10°~30º,局部山体较为陡峻。
风电场区内山体覆盖层较薄,为第四系的残坡积土,植被较发育,以灌木、杂草为主。
根据区域地质资料和地质测绘成果,场区内布置风机处出露的地层年代、形成原因、岩土结构及物理力学性能。
上部为第四系全新统残坡积碎石夹粘土,下伏为基岩。
各岩土层自上而下分述如下:
①层粉质粘土:
第四系(Qel+dl)残坡积成因,灰黄色,稍湿,结构疏松,含碎石和植物根茎,粒径约2~5cm,含量约5%,棱角形为主。
全场分布,本次揭露厚度0.1~0.5m。
②块石夹粉质粘土:
灰紫色,块石为强风化安山玢岩,块径约为5~10cm,最大20cm,含量约40%。
粉质粘土为浅黄色,稍湿,可塑。
③元古界马家河组(Pt21m):
岩性复杂,场区内主要为灰紫、紫灰色安山玢岩夹少量流纹斑岩、英安岩、玄武岩、碎屑岩。
熔岩具杏仁状及枕状构造。
杏仁多成层分带明显,常见有钾长石及石英等组成的不规则大杏仁体,同时可见杏仁内含少量金属硫化物。
该地层广泛分布于工程区覆盖层以下,按风化程度不同分为③-2层强风化安山玢岩、③-3层中风化安山玢岩。
③-2层强风化安山玢岩:
灰紫、紫灰色,岩体节理裂隙发育,岩体破碎,呈碎块状,本次揭露最大厚度为0.5m。
③-3层中风化安山玢岩:
灰紫、紫灰色,岩体切割成大块状,岩质坚硬,用铁镐难挖掘。
节理裂隙发育,主导走向为NW向,倾角60°~85°。
根据《中国地震动峰值加速度区划图(1:
400万)》(GB18306-2001)本地区50年超越概率10%的地震动峰值加速度等于0.10g,相当于地震基本烈度Ⅶ度。
参照国标《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),本地区陕县抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第一组。
本工程覆盖层基岩浅覆区属坚硬土或基岩,场地覆盖层厚度一般小于5m,故判定建筑场地类别为Ⅰ1类,设计特征周期为0.25s,属对建筑抗震有利地段。
本工程各风机均分布于山脊,地下水埋藏较深,也不存在可液化土层。
三、编制依据:
1、工程施工合同文件图纸等相关资料。
2、《中华人民共和国环境保护法》
3、《爆破安全规程》GB6722--2003
4、《中华人民共和国民用爆炸药品管理条例》
5、《公路工程施工安全技术规程》JTJ076—95
6、《建设工程安全生产管理条例》中华人民共和国国务院令第393号
四、施工技术方案
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。
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
Ⅴ石
Ⅵ石
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
参数
软岩
W=1.1m,a=1.2m
W=1.1m,a=1.2m
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
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、深挖路堑开挖方案
(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。
(2)、I部分岩体爆破参数的确定
、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。
、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。
、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)、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。
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。
(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:
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。
炮孔间距:
a=b×W=(0.6~0.8)×1.5=0.9~1.2m,
本工程取a=1.1m
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。
5、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。
6、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。
7、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。
8、爆破安全
(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。
(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:
采用“V”型工作面;
预留隔墙和“留靴”等方式;
电力线下路石方爆破,采用松动爆破并用茅柴覆盖,防止飞石;
山坡下部(河道上方)做好挡墙,阻挡滚石落入河道;
施爆过程,根据具体情况调整药量和布孔参数,保征良好的堵塞质量,结合微差及压碴爆破,保证岩石产生松动破碎,而非抛掷爆破。
9、爆破工作面组织
根据本合同段路基开挖高度及开挖工程量,设立两个作业面,两个深孔、一个浅孔爆破作业点。
(1)、爆破设备配置
浅孔凿岩机台班效率60m3/台班,每个浅孔爆破作业点安排1台凿岩机作业。
深孔凿岩机台班效率300m3/台班,考虑与推土机之间的干扰,每个作业点配备1台KQDl00型潜孔钻,另还配备1台用于浅孔7655型凿岩机破碎大石块及隔墙打眼爆破。
(2)、劳动力配备:
浅孔凿岩机每台配1台机械手,1名助手;潜孔钻每台配2名机械手,2台助手;爆破工每个作业面安排3人。
总共安排凿岩工11人,助手11人;爆破工6人。
10、主要设备材料需要量
(1)、主要设备需要量
本合同段路基土石方爆破所需设备见:
石方爆破主要设备表。
方爆破主要设备表
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
潜孔钻机
KQDl00
台
2
2
浅孔凿岩机
7655
台
3
3
空压机
EP200
台
1
20m3
4
VY-12/7
台
1
12m3
5
DY-9/7
台
1
9m3
6
V-6/8
台
1
6m3
五、安全施工专项措施
1、爆破器材的管理
(1)所有爆破器材、雷管、炸药在牢靠的固定仓库分开存放,库内通风良好保持干燥,库房有避雷设施,库址周围设围墙,闲人不得进入,库内严禁烟火。
(2)仓库有仓管员日夜看守,配备有良好的足够的防火设备。
(3)临时性爆破器材库,库房内未安装电灯照明,移动式照明使用安全手
电筒。
(4)爆破器材有专人负责入库、发出,领用手续严格、健全,在雷雨黑夜天气不得办理爆炸物品的收发工作。
2、爆破警戒区的确定
按《爆破安全规程》中的有关规定,露天爆破安全距离不得小于200米,并按计算的个别飞石安全距离布置警戒线。
3、装药、堵塞和起爆
(1)爆破区边界和通道设岗哨和标志,爆破信号及解除信号及时、显著。
(2)炮孔竣工后,经过施工负责人员及监理工程师检验,合格后方能装药。
(3)起爆药包只准在爆破附近的安全地点进行。
(4)严禁烟火。
(5)装药、堵塞按设计要求操作,不准用块石压盖药包,并注意保护起爆线。
(6)从事爆破作业人员均经过专业培训,并取得爆破证书的专业人员,且经过某市公安机关培训,取得合格证书。
(7)装药、堵塞后,由专业人员连线,经过专职技术人员检验合格后,在爆破负责人统一指挥下,才准起爆。
(8)爆破后对爆破现场进行认真检查,发现瞎炮及时安全处理。
4、瞎炮的预防及处理措施
(1)预防措施
储存的爆破材料除定期检查外,爆破前进行复查,选用合格的炸药和雷管。
购买、使用爆破材料时注意生产日期,有效保质期等,严禁使用过期的废旧火工品。
必须仔细进行装药、堵塞、联结工作,注意每一环节,防止出现卡孔、雷管与炸药分离及折断雷管脚线等问题。
管药联结时,雷管脚线不要过分拉紧,要保持一定的松驰度,雷管与雷管联结时反向联结,其图示如下:
(2)处理措施
产生瞎炮后立即封锁现场,组织施工人员针对装药时的具体情况,找出瞎爆原因,采取相应措施处理。
处理盲炮可采用二次爆破法、炸毁法及冲洗法等三种方法。
属于漏点火的拒爆药包,可再找出原来的导火索、导爆管或雷管脚线,经检查确认完好后,进行二次起爆;对于不防水的硝铵炸药,可水冲洗孔中的炸药,使其失去爆炸能力;对防水炸药的炮眼,可用掏出堵塞物,再装入起爆药包将其炸毁。
如果拒爆破眼周围岩石尚未发生松动破碎,可以在距爆眼30厘米处,钻一平行新眼,重新装药起爆,将拒爆眼炸毁。
5、爆破时间及爆破信号
(1)爆破时间爆破时间一律安排在上午11:
30~12:
30,下午4:
00~5:
00,其余时间严禁施爆。
(2)爆破信号
爆破时必须同时发出声音和视觉信号,使危险区的人员都能清楚地听到和看到。
第一次信号——预告信号。
所有与爆破无关的人员立即撤离至警戒区外,并在警戒区处设置岗哨,禁止无关人员进入该区域。
第二次信号——确认人员全部撤离至危险区外,具备安全后,后能发出解除信号。
在未发出解除信号前,负责警戒的岗哨应坚守岗位,除爆破工作负责人批准的检查人员外,不准任何人进入危险区。
6、安全防护
(1)安全防护措施
凡在50米范围内有通讯、电力线路及房屋设施的爆破地段,进行爆破体表面覆盖。
在斜坡地段,特别是半挖半填地段,低处有房屋建筑及其它需要保护的构筑物,加设防护棚栏防止滚石侵入。
(2)安全组织措施
成立队施工负责人为组长的爆破安全领导小组,负责进行安全技术教育,明确人员、分工、定岗,制订安全职责;做好周围居民的宣传教育工作;认真做好每一次爆破的实施性爆破方案,严格报批、审定、检查制度;认真执行爆破器材运输、存放及使用规定,严格操作人员的各项标准。
爆破前按设计做好安全防护、信号联络、警戒标志,并做到人员、材料、器具的落实。
7、我们严格按照下表评定光面爆破作业质量的好坏:
光面爆破质量评定参考表
岩石等级
优良
良好
合格
不合格
硬岩
>85
70~85
50~70
<50
中硬岩
>70
50~70
30~50
<30
软岩
>50
30~50
20~30
<20
(1)石质路堑边坡质量标准
石质挖方边坡顺直、圆滑、大面平整。
边坡上不得有松石、危石。
凸出于设计边坡线的石块,其凸出尺寸不应大于20cm,超爆凹进部分尺寸也不应大于20cm。
对于软质岩石,凸出及凹进尺寸均不应大于10cm,否则进行处理。
挖方边坡应从开挖面往下分级清刷边坡,下挖2~3m时,对新开挖边坡刷坡,对于软质岩石边坡可用人工或机械清刷,对于坚石和次坚石,使用炮眼法、裸露药包法爆破清刷边坡,同时清除危石、松石。
清刷后的石质路堑边坡不陡于设计规定。
石质路堑边坡如因过量超挖而影响上部边坡岩体稳定时,用浆砌片石补砌超挖的坑槽。
石质路堑路床底高符合设计要求,开挖后的路床基岩面标高与设计标高之差符合规范的要求,如过高,则凿平;过低,则用开挖石屑或灰土碎石填平并碾压密实。
石质路堑路床顶面使用密集小型排炮施工,炮眼底标高低于设计标高10~15cm,装药时在孔底留5~10cm空眼,装药量按松动爆破计算。
石质路床超挖大于10cm的坑洼当有裂隙水时,采用渗沟连通,渗沟宽不宜小于10cm。
渗沟底略底于坑洼底,坡度不小于6‰,使可能出现的裂隙或地表渗水由浅坑洼渗入深坑洼,并与边沟连接。
如渗沟底低于边沟底则在路肩下设纵向渗沟,沟底低于深坑洼底至少10cm,宽不小于60cm;纵向渗沟由填方路段引出。
渗沟填碎石,并与路床同时碾压到规定的要求。