n=0.70。
(3)标准单位炸药消耗量(q)
单位炸药消耗量是指爆破单位体积岩石所需要的炸药量,取决于岩石的类型。
本工程爆区内的岩石为中、强风化砂岩、砾岩,参考国内外爆破的经验数据,综合确定本工程深孔爆破的单位炸药消耗量:
q=0.35kg/m3。
实际施工时视具体情况进行适当调整。
(4)单孔装药量(Q)
单孔装药量按下式计算:
(4)
式中,q为单位炸药消耗量,kg/m3;a为炮孔孔距,m;b为炮孔排距,m;H为炮孔深度,m;
因此,深孔爆破的单孔装药量为:
0.35×2.5×2.0×6=10.5kg
(5)装药结构
对于本工程深孔爆破,起爆药包的加工采用如下方法:
将导爆管直接绑扎在起爆药包上,接着将其送入孔内,然后将散装炸药倒入,如图7所示。
图7起爆药包示意图
为了改善爆破破碎效果,本工程拟采用分段装药,装填结构如图8所示。
图8深孔爆破装药结构示意图
(6)炮孔布置方式
根据爆区的工作条件,炮孔布置采取三角形布孔,孔距2.5m,排距2.0m,如图9所示。
图9炮孔布置示意图
(7)起爆方式
采用毫秒微差起爆,这种方法具有降低爆破地震效应、改善破碎质量、降低炸药单耗、减小后冲、爆堆集中等明显优点。
采用“V”字型起爆方式,如图10所示,图中数字代表导爆管的段别,起爆时差为50ms。
图10起爆方式示意图
(8)爆破地震安全距离的确定
本工程采用为松动爆破,炸药单耗低,空气冲击波对周围环境的影响不大,同样地,松动爆破理论上不产生飞石,因此,忽略不计空气冲击波和飞石对周围环境的影响。
爆破震动会对周围设施产生危害,应预计其危害程度,以便采取必要的防护措施。
本工程爆区内的岩石为中、强风化砂岩和砾岩,根据表1,取K=250,=1.8。
爆区距民房的距离为RS=60m,民房为一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物,由表2可知,其安全振动速度为2.3~2.8cm/s,取最小值2.3cm/s,代入式(3)计算得到本工程深孔爆破的最大单响药量为Qmax=87.27kg。
单孔装药量为10.5kg,则每次同时起爆的炮眼数量不能超过8个。
因此,深孔爆破施工时,只要每次同时起爆的炮眼数量不超过8个,爆破作业对民房就不会产生任何影响。
此外,本工程采用柱状(条形)装药,观测资料表明:
与同等药量的集中装药相比,柱状装药引起的地震波强度低30%。
爆破地震虽然以应力波的形式传播并作用于结构物上,但其破坏力较天然地震小得多,这是因为一般的工程爆破都发生在地表或近地表(与自然地震相比而言),能量损耗较大,因此,爆破地震波随距离增加的衰减比自然地震波要快,即使是药量在万吨以上的大爆破,也仅在爆源附近1km之内有较强烈的反应(指有较大的破坏作用)。
与自然地震波相比,爆破地震波有如下特点:
A.幅值高,衰减快
目前世界上记录到的自然地震加速度最大值约1.3g,而在大爆破的近区测得的加速度高达25.3g。
但爆破震动的衰减很快,破坏范围很小。
B.振动频率高
自然地震的加速度主频率大都在2~5Hz,很少超过10Hz,但爆破地震的主频大都在10~30Hz,有的高达50Hz。
与一般建筑物的自振频率(一般建筑物的自振频率为1~5Hz)相比,自然地震的振动频率与它相接近,而爆破地震的振动频率则远远大于一般建筑物的自振频率。
C.持续时间短
爆破地震的主震段持续时间一般不超过0.5秒,短者小于0.1秒,比自然地震要短得多。
自然地震加速度最大平均为0.1g,一般会造成房屋一定程度的破坏,而爆破地震加速度最大值为1.0g时,才会引起房屋得轻微破坏,这与爆破地震得频率高,持续时间短,幅值衰减得快的特点有很大的关系。
综上所述,爆破产生的地震效应虽然以应力波的形式作用于建筑物或构筑物上,但其破坏力较天然地震小得多,这是因为爆破引起的地震效应较天然地震的能量小、震源埋深浅、频率高、衰减快、持续时间短的缘故。
由此可见,本工程的爆破作业不会对60m之外的民房产生任何影响。
第四章施工组织设计
4.1爆破组织
项目部组成爆破领导小组和爆破实施小组。
该小组由项目经理、项目总工程师、项目部安全工程师和爆破技术人员组成。
将严格按相关程序实施爆破作业。
4.2施工前的准备工作
施工前的准备工作如下:
(1)了解当地的有关情况,编制适合工程需要的具体的爆破作业方案。
(2)检查爆破从业人员的资格,爆破作业必须由经过专业培训并取得爆破证书的专业人员施爆,禁止非爆破专业人员进行爆破作业。
(3)爆破的合法化。
根据确定的爆破方案,进行炮位、炮孔深度和用药量设计,其设计图纸和资料应报送有关部门审批,有关部门批准后方可进行爆破。
(4)按照图纸要求,现场设置征用地界桩和其它指示桩。
(5)做好爆破区域周边相关产权单位的赔偿协议和许可审批工作。
(6)对测量成果和记录进行整理与签字,上报业主审核。
(7)完成爆破器材使用许可审批工作。
(8)作好纵横向排水措施,以保持施工地处于良好的排水状态。
4.3施工方法
挖深≥3m的地段,用潜孔钻钻孔,进行深孔爆破;挖深<3m的地段,用风钻钻孔,进行浅眼爆破。
先拉通路槽,再实施爆破。
钻孔爆破参数确定后,在具体施工时,先进行小规模试爆,寻求工程具体特点同参数之间的内在联系,优化各参数组合使之完全适合本工程的特点。
4.3.1施工准备
首先对即将进行爆破作业的区域进行清理,采用反铲挖掘机或推土机,使其能满足钻孔设备作业的需要。
然后进行测量放线,确定钻孔作业的范围、深度。
4.3.2布孔
布孔应按设计进行,还要按以下原则进行:
(1)先从安全角度来考虑孔边距的大小,将孔位布放在现场。
(2)孔位要避免布在岩石震松圈内及节理发育或岩性变化大的地方。
在这种情况,可以调节孔位,调整时要注意抵抗线、排距和孔距之间的关系。
一般说来,应保证前后的孔网面积不超过10%。
过大或过小都是不恰当的。
(3)布孔时要注意在底盘抵抗线过大处布孔,以防止在过大的底盘抵抗线情况下产生根底和大块。
(4)当地形复杂时,炮孔的全部高度上的低抗线变化较大时,要注意抵抗线的变化,特别是防止因抵抗线过小而出现飞石事故。
(5)布孔时要注意场地标高的变化,对于有标高变化的炮孔要用调整孔深的办法,保证下部平台的标高基本相同。
4.3.3钻孔作业
在爆破工程技术人员的指导下,严格按照爆破设计进行布孔、钻孔作业,布孔根据地形实际情况主要采用矩形布孔和梅花型布孔。
布孔时特别注意确定前排孔抵抗线,防止前排孔抵抗线偏大或过小,偏大,将影响爆破质量,使坡角产生根底,影响铲装,偏小,会造成炮孔抛掷,容易出现爆破事故。
在布孔时,还应特别注意孔边距不得小于2m,保障钻孔作业设备的安全。
在钻孔时,应该严格按照爆破设计中的孔位、孔径、钻孔深度、炮孔倾角进行钻孔。
对孔口周围的碎石、杂物进行清理,防止堵塞炮孔。
孔口周围破碎不稳固段,应进行维护,避免孔口形成喇叭状。
钻孔完成后,应对成孔进行验收检查,确定孔内有无积水、积水深度。
对不合格的应进行补孔、补钻、清孔,并将检查结果向爆破工程技术人员汇报,准备炸药计划。
4.3.4炮孔检查
炮孔检查是指检查孔深和孔距。
孔距一般都能按参数控制,因此炮孔的检查,主要是炮孔深度的检查。
孔深的检查,分三级检查负责制,即打完孔后个人检查、接班人或班长抽查及专职检查人员验收,检查的方法最简单的是用软绳(或测绳)系上重锤(球)来测量炮孔深度,测量时要做好记录。
根据实践,炮孔深度不能满足设计要求的原因有:
炮孔壁片帮垮落片石而堵孔;排出的岩碴因xx种原因回填孔底;孔口封盖不严造成下雨时雨水冲垮孔口或孔内片石下落填塞炮孔;凿岩时,因故岩碴未被吹出,残存岩碴在孔底沉积造成孔深不够。
为防止堵孔,应该做到:
钻完孔后,要将岩碴吹干净,防止回填,若不能吹净,应摸清规律适当加大钻孔深度;凿岩时将孔口岩石清理干净,防止掉落孔内;防止雨天的雨水流到孔内,可采用围住孔口作围堤的办法。
4.3.5炸药的运搬
炸药的运搬除了要遵照爆破安全规程对运搬过程的有关规定执行外,还要注意以下几点:
(1)运搬时要做到专人指挥,专人清点不同品种的炸药,做到按品种、数量运到炮孔周围。
(2)运搬炸药要做到轻拿轻放。
(3)人工运搬炸药时,要有专人指挥车辆的移动,车辆移动前要鸣号示警,然后才能移动。
炸药运搬以后,要核对爆区总药量,如有差错,应及时采取措施。
4.3.6装药作业
(1)爆破器材检查
装药前首先对运抵现场的爆破器材进行验收检查、数量是否正确,质量是否完好,雷管是否同厂、同批、同牌号的。
对不合格的爆破器材坚决不使用。
(2)装药
装药作业应在爆破工程技术人员的指挥下,严格按照爆破设计进行,应在装药开始前先核对孔深,再核对每孔的炸药品种、数量,然后清理孔口附近的浮碴、石块,做好装药准备,再核对微差雷管段别,装药时炸药应避免与岩碴接触,装粉状炸药要用无底布口袋,装防水炸药要用铝铲将炸药切成小块,保持装药顺畅。
装药不慎会造成堵孔,堵孔原因是在水孔中由于炸药在水中下降慢,装药速度超过下降速度而造成堵孔;二是炸药块度过大,在孔内下不去;三是由于在装药的过程中,装药将孔口浮石带入孔内或将孔内松石碰到孔中间,堵住了炸药造成堵孔;四是由于孔内水面因装药面上升,将孔壁松石冲到孔中间堵孔;五是起爆药包未装到接触炸药处,在孔中部xx一处停留又未被发现,继续装药就造成堵孔。
堵孔应按成因分别处理。
4.3.7堵塞
堵塞工作是在完成装药工作以后进行的,对于塑性较好的炸药,应在完成装药后过10~30min再进行填塞,以防堵塞物渗入炸药内。
堵塞物块度应小于30mm,堵塞前要用塑料袋装一小袋岩碴放入孔内,然后正式充填;堵塞时要防止导线或导爆管被砸断、砸破,堵塞的长度应按设计要求,不得用石子、木桩堵塞炮孔或代替充填物,以防飞石远抛事故。
4.3.8爆破网路敷设
导爆管起爆网路在敷设施工应严格按设计进行。
网路敷设应从离起爆点最远处开始,逐步向起爆点后退进行。
网路敷设联接完毕,所有操作人员全部撤至安全地段,经检查确认无误后,方准联接击发元件。
施工时应避免下面的敝病出现:
(1)打结;
(2)对折;(3)管壁破损;(4)管径拉细;(5)异物入管。
另网路的联接还要注意以下几点安全问题:
(1)导线或导爆管等要留有一定富余长度,防止因炸药下沉拉断网路;
(2)网路的联接应在无关人员撤离爆区以后进行,联好后,要禁止非爆破员进入爆破区段;
(3)网路联接后要有专人警戒,以防意外。
4.3.9设置警戒、起爆
严格按照爆破设计的警戒范围布置安全警戒,警戒时,警戒人员从爆区由里向外清场,所有与爆破无关的人员、设备撤离到安全地点并警戒。
确认人员设备全部撤离危险区,具备安全起爆条件时,爆破工作领导人才能发出起爆信号。
爆破员收到起爆信号后,才能进行爆破器充电并将主线接到起爆器上,充好电以后,进行起爆。
爆破后,严格按照规定的等待时间,检查人员进入爆区进行检查,确认安全后,方准发出解除警戒信号。
4.3.10爆破检查、总结
每次爆破完成后,必须按照规定的等待时间进入爆破地点检查有无盲炮和其它不安全因素。
如果发现有危石、盲炮等现象,应及时处理,未处理前应在现场设立危险警戒或标志。
未用完的爆炸物品进行仔细清点、退库。
爆破结束后,爆破员应认真填写爆破记录,爆破工程技术人员应进行爆破总结:
设计合不合理,并进行爆破安全分析,提出施工中的不安全因素和隐患以及防范办法,提出改善施工工艺的措施;如实反映出现的事故,处理方法及处理结果,总结经验和教训,指导下一步施工。
爆破记录和爆破总结应整理归档。
4.4主要机械设备和人员劳动力配置
主要机械设备及人员劳动力配置分别见表3和表4。
表3拟投入的主要施工机械数量
序号
名称
型号
单位
数量
1
潜孔钻机
QZ100
台
3
2
手持风动凿岩机
yt20或yt18
台
6
3
空气压缩机
10m3
台
3
4
空气压缩机
1.8~2.6m3
台
3
5
挖掘机
CAT325
台
2
6
自卸车
10方
辆
10
7
柴油发电机
250KVA
台
2
8
工具车
/
台
2
表4人员及劳动力配备
序号
项目名称
人数
备注
1
管理人员
5
三班作业
2
机械操作手
16
3
司机
10
4
放炮人员
5
5
值班保卫人员
5
6
其他人员
8
7
总计
49
注:
管理人员包括采石场总负责人1人,爆破工程师1人,安全工程师1人,调度员1人,后勤人员1人。
4.5爆破器材用量及其管理
4.5.1爆炸物品使用量
本工程需要的主要材料需用量估算见表5。
表5主要材料需用量估算表
序号
材料名称
规格
定额
需用量
备注
1
炸药
乳化
0.40kg/m3
0.35kg/m3
100t
2
雷管
非电毫秒
9000发
不包括