爆破试验方案.docx
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爆破试验方案
爆破试验作业方案
1、说明
1.1工程概况：
燕山水库在沙颍河主要支流澧河上游干江河上，坝址位于河南省叶县保安镇杨湾村老官寨水站下游1.6km处。
坝址距叶县县城约30km，西距叶县保安镇约10km，东距叶县辛店乡约6km，坝址位于两乡镇交界处。
燕山水库总库容9.25亿m3，属大（Ⅱ）型工程，工程等级为二等，主要建筑物为2级，采用500年一遇洪水设计，5000年一遇洪水校核。
水库控制流域面积1.69km2，多年平均经流量3.64亿m3。
根据流域规划的要求，燕山水库的开发任务是以防洪为主，结合供水、灌溉、兼顾发电等综合利用。
水库主要永久建筑物有大坝、溢洪道、泄洪洞、输水洞，另外在输出水洞后还有小型水电站一座。
溢洪道为岸边式溢洪道，溢洪道控制闸底板顶高程102m，闸室采用钢筋混凝土开敞式，总争宽90m，共6孔，单孔净宽15m，设弧形工作闸门和平面检修钢闸门，分别配液压启闭机和单向门机启闭。
消能型式采用挑流消能。
1、2工程地质条件
（1）引水渠及控制段地面高程为105~122m，岸边岩性主要为m1、m2石英砂岩及石英砂岩夹页岩。
岩层总体走向近东西，倾向南、南东或南西，倾角一般10°~15°。
m1、m2石英砂岩岩体属弱~微风化，控制闸底板以下岩体RQD值一般53%~80%，属较破碎~较完整岩体。
岩体纵波波带平均值为3802m/s，动弹性模量平均值为28.16×103Mpa。
据27段压水试验资料，岩体多属弱透水（1≤q＜10Lu＝占59%；其次为极微透水~微透水（q＜1Lu）占33%；中等~强透水（q≥10Lu）仅占8%。
该段有多条小断层发育，闸基上游左侧附近为断层密集带，岩体完整性相对较差。
（2）泄槽及消能工段
泄槽及消能工段桩号0+025~0+117.401，地面高程约110~120m，基础地层岩性主要为m1、m2石英砂岩，据挑流鼻坎部位8908孔资料，RQD值73%~99%，岩体较完整。
岩体多属极微透水~微透水，占75%；其次为弱透水，占25%，作为泄槽及消能工基础，工程地质条件较好。
（3）尾水渠段
挑流鼻坎（桩号0+117.401）以下为尾水渠段，桩号0+117.401~0+211.561段渠底高程由95m降至83.23m，以下渠段设计渠底高程83.23m。
挑坎下游冲刷坑部位基岩为m1、m2石英砂岩，其抗冲刷能力较强。
据8908孔资料，岩体一般较完整。
但在桩号0+220附近有一规模较大的断层通过，推测其垂直断距大于40m，断层及其影响带一般裂隙发育、岩体破碎，抗冲刷能力差。
桩号0+211.561~0+615段，地面高程86~98m，上部第四系松散层厚6~17m，岩性主要为粘性土及卵石混合土；下部基岩为X1安山岩，顶面分布高程76.5~85m，渠底主要位于第四系卵石混合土层之中。
桩号0+615以下尾水渠段涉及地层主要为N砂砾岩、y1-1页岩、y1-2石英砂岩夹页岩及第四系松散层。
该段地面高程多为100~105m，上部以N砂砾岩为主，厚度12.2~20.3m，表层分布有厚0.5~10m的粘性土；下部为y1-1页岩，其顶面高程79.5~87.1m。
渠底处于y1-1全风化页岩和N砂砾岩中。
尾水渠出口段地面高程92m左右，上部松散层厚8.7m，岩性主要为粘性土及级配不良砂，下部为y1-2强~全风化石英砂岩夹页岩。
1、3石方爆破工程合同项目
（1）闸室段石方开挖；
（2）溢洪道进口段石方开挖；
（3）泄槽段石方开挖；
4）上、下游翼墙段石方开挖；
5）挑流鼻坎及尾水渠0+350以上段石方开挖；
2、爆破试验方案设计
爆破试验方案拟定在溢洪道引水渠段右岸（桩号0-157—0-223）进行预裂爆破和梯段深孔爆破试验。
2.1梯段深孔爆破试验设计
2.1.1梯段台阶要素、钻孔形式及布孔方式
（1）梯段台阶要素：
依据工程设计，引水渠（0-157~0-223）段石方最大挖深13m左右。
台阶高度为4-12m，底部岩石按设计预留1m保护层。
（2）钻孔形式
深孔梯段爆破试验钻孔形式为垂直钻孔。
（3）布孔方式
布孔方式采用矩型布置，该布孔方式便于起爆网路设计和操作连线。
2.1.2、梯段深孔爆破试验参数拟定
（1）孔径（D）
拟采用80mm的孔径，由此可延长装药长度，减少孔口堵塞长度，满足岩石爆破后破碎均匀，级配合理的要求。
（2）孔深（L）
孔深由设计开挖深度决定，满足设计要求底部岩石预留1m保护层。
（3）底盘抵抗线ω
底盘抵抗线按炮孔孔径倍数确定，根据经验公式ω=（20-50）D计算。
（4）孔距a和排距b
（a）孔距a
采用a=mw确定，式中m为密集系数
第一排孔a1选m=1.1计算
第二排孔a2选m=1.3计算
（b）排距b
采用梅花形（正三角形）布孔时，排距b=0.866a；
（5）单位炸药消耗量和每孔装药量
（a）单位炸药消耗量
依据本工程岩性特点，参照已往的爆破经验，单位炸药消耗量q=0.4-0.7kg/m3;
（b）每孔装药量
多排孔爆破第一排孔的每孔装药量按Q=q.a.w.h计算
多排孔爆破第二排以后多排孔的每孔装药量按Q=k.q.a.b.h计算，式中K取1.2。
（6）堵塞长度L
堵塞长度按L=（20-30）D计算。
（7）拟定梯段深孔爆破试验参数列表如下
孔径D（mm）
W
（m）
a
（m）
b
（m）
q
（kg/m3）
H
（m）
Q
（kg）
堵塞长度L（m）
80
2.8
（35D）
3
3
0.45
4
15.1
1.6（20D）
0.45
8
38.88
2.4（30D）
0.45
10
48.6
3.0（30D）
0.45
12
58.32
3.6（30D）
2.1.3梯段深孔微差爆破设计
本工程爆破采用微差爆破，它可以改善岩体破碎质量，使爆堆比较集中，大块率低，降低地震效应、空气冲击波强度和飞石距离。
微差爆破起爆顺序图：
微差爆破起爆方式采用非电起爆，起爆网路有导火索、火雷管、导爆管组成。
2.1.4装药结构
装药结构采用耦合连续装药。
如图
2.2预裂爆破试验设计
2.2.1孔径、孔距和孔深
（1）孔径：
采用与爆破孔相同的孔径D=80mm
（2）孔距：
采用a=（8-12）D公式计算，拟定孔距为1.0m
（3）孔深：
本工程所要求的边坡开挖，在进行预裂爆破时，进行一次预裂，孔深根据设计开挖深度而定。
2.2.2线装药密度Q线
根据长办长科院提出的经验公式：
Q线=0.36b0.63a0.67进行试算，结合我局预裂爆破经验数据，线装药密度Q线拟定选取0.35kg/m。
2.2.3装药结构设计
（1）装药结构设计原则：
①预裂孔顶部有自由面存在，设置一个不装药段，一般取0.6-2.0m，坚硬岩石不易破坏，其不装药段可短些。
顶部装药也可适当减少，顶部装药减少段长度为0.5-1.5m；
②预裂孔底部受到的夹制作用，必须加大装药量，才能达到预期的效果，炮孔越深，岩石越坚硬，夹制作用越明显，底部装药的增量以该孔线装药密度的倍数来计算。
孔深小于5m时，增加1-2倍，孔深为5-10m时，增加2-3倍；当孔深超过10 m时，增加3.5倍，坚硬的岩石取大值，松软的岩石取小值。
底部增加装药量的长度为0.5-1.5m。
（2）预裂孔装药结构
预裂孔装药结构根据线装药量，孔深和孔总装药量，布置为间隔装药形式（如图）
孔径D（mm）
孔距a（m）
Q线
（kg/m）
孔深
（m）
Q孔
（kg）
堵塞长度L（m）
80
1.0
0.35
4
2.1
1
8
3.5
10
4.5
12
5.5
2.2.4拟定预裂爆破试验参数
3、爆破施工工艺及方法
3.1测量定孔
测量定孔：
定孔测量仪器采用全站仪，测量定孔应依照设计边线和尺寸要求，按照所选定的爆破参数孔距、排距和孔深，进行布孔放样，并用明显的标识表示。
测量布孔后，测量技术人员应在现场向造孔机械操作工人和现场施工员，进行技术交底。
同时，测量技术人员应跟踪检测造孔质量。
3.2钻孔
测量布孔后，钻孔机械进场进行钻孔。
为满足造孔机械的移位，整个作业面场地要求要平整，不得有过高凸石和过深凹坑，同时作业面不应有大于30mm的浮碴，以利造孔定位和钻进。
每台机械造孔时应配置2人配合机械清碴。
造孔作业应严格按照爆破参数所选定的孔距、排距、孔径、孔深和孔斜角度进行。
若发生夹钻和孔斜角度超过设计要求，操作工人应及时通知现场施工技术人员，通过爆破设计调整后，再行造孔。
操作工人不能私自调整爆破布孔参数。
钻孔后，孔口周围的碎石、杂物应清除干净，对于孔口岩石破碎不稳固段，应进行维护，防止石块塌落。
钻孔结束后，应封盖孔口或设立标志，以防施工破害和人员伤害。
3.3钻孔检查
装药前，爆破技术人员会同测量技术人员检查孔位、深度、倾角是否符合爆破设计要求，孔内有无堵塞，孔壁是否有掉块以及孔内有无积水和积水深度如何。
如发现孔位和深度不符合设计要求时，应及时处理，进行补孔或透孔。
3.4装药
3.4.1炸药运输：
装药前有专人负责到炸药库领取所需的炸药和起爆材料，并填写材料领用登记表，然后用专用运输车运至爆破作业区，人工卸车，并把炸药和起爆材料运至爆破作业布孔区。
3.4.2装药
（1）装药方法：
梯段深孔爆破装药采用人工方法，装药时必须严格控制每孔的装药量，并在装药过程中检查装药高度。
在装药过程中如发现堵塞时应停止装药，并及时处理，在未装入雷管或起爆药包等敏感的爆破器材以前，可用木制长杆处理，严禁用钻具或金属杆处理装药堵塞的钻孔。
对于已装入起爆药包带有导爆管或导爆索时，应注意保护导爆管和导爆索时，避免拉紧导线，防止石块和其它物体对导爆管和导爆索的损伤。
预裂爆破装药采用不耦合装药，根据计算的线装药密度和装药结构，将药卷均匀连续或按一定间隔距离绑扎在导爆索上，为方便装药，也可固定在一长竹片上，形成一个炸药串，然后将炸药串轻轻送入炮孔内。
装药时整个装药过程应有专人负责，进行控制和管理。
装药后应对所用炸药和起爆材料进行核对，对于剩余炸药或起爆材料应及时送回炸药库，并登记器材返回表。
（2）装药结构
装药结构按拟定的爆破设计进行控制。
（3）堵塞
堵塞严格按照爆破设计长度要求进行。
堵塞材料采用钻孔的岩屑和粘土，禁止使用含有较大粒径的碎石碴，在有水炮孔堵塞时，应防止堵塞物悬空。
（4）爆破网路敷设
装药完成后，撤离与网路敷设无关的其它人员，由爆破技术人员进行爆破网路敷设。
梯段深孔爆破采用非电导爆管和导爆索组合起爆网路，预裂爆破采用非电导爆索起爆网路。
网路敷设应按爆破设计要求进行，并严格遵守《爆破安全规程》中有关起爆方法的规定。
起爆器材使用前应事先进行检验。
网路敷设后应进行仔细检查，具备安全起爆条件时方准起爆。
爆破网路敷设如图
梯段深孔爆破和预裂爆破网路示意图
图中：
1、导火索2、火雷管3、延时雷管
4、导爆管5、导爆索
3.5起爆
起爆网络敷设完毕，经检查确认无误后，在确认人员、设备全部撤到安全地点，已具备安全起爆条件时，起爆作业人员，收到起爆信号后，进入起爆岗位，听从爆破指挥长的起爆命令，点火起爆。
为确保起爆人员的安全，在施工现场设置避炮室，起爆导火索的长度应足够长，最短不小于1.2m长，确保起爆人员点火后安全进入避爆室。
3.6处理瞎炮
爆破后，爆破技术人员必须按规定的不少于5分钟等待时间进入爆破地点，检查有无盲炮。
盲炮处理：
①爆破网路未受破坏，且最小抵抗线无变化者，可重新联线起爆；最小抵抗线有变化者，应验算安全距离，并加大警戒范围后，再联线起爆。
②在距盲炮口不小于10倍炮孔直径处打平行孔装药起爆。
爆破参数由爆破负责人确定。
③所用炸药为非抗水硝铵类炸药，且孔壁完好者，可取出部分堵塞物向孔内灌水，使之失效，然后进一步处理。
3.7爆破警戒与信号
3.7.1爆破警戒
（1）爆破作业开始前，必须确定危险区的边界，并设置明显的标志。
（2）危险区的边界设置岗哨，使所有通路经常处于监视之下。
每个岗哨值班人员配置对讲机相互联通，并与爆破指挥长联通，以便及时通告情况。
3.7.2信号
爆破前必须同时发出音响和视觉信号，使危险区内的人员都能清楚地听到和看到，应使全体职工和附近居民，事先知道警戒范围、警戒标志和声响信号的意义，发出信号的方法和时间。
本工程将在来往路口，各施工作业区布设警示牌宣传爆破时间、次数和地点，警戒范围和各种信号的意义。
起爆前将通过高音喇叭和警报器进行信号预报。
第一次信号——预告信号，所有与爆破无关人员应立即撤到危险区以外，或撤至指定的安全地点，向危险区边界派出警戒人员。
第二次信号——起爆信号，确认人员、设备全部撤离危险区，具备安全起爆条件时，方准发出起爆信号。
根据这个信号准许爆破员起爆。
第三次信号——解除警戒信号，未发出解除警戒信号前，岗哨应坚守岗位，除爆破工作领导人批准的检查人员以外不准任何人进入危险区，经检查确认安全后，方准发出解除警戒信号。
4、爆破安全控制技术
（1）采用非电起爆网路起爆，消除外来电流对爆破的危害。
（2）爆破振动控制：
a、梯段深孔爆破，采用多段微差起爆，控制最大一段装药量，分段越多，爆破振动越小；
b、合理选取微差起爆的间隔时间和起爆方案，保证爆破后的岩石能得到充分松动，消除夹制爆破的条件；
c、合理选取爆破参数和单位炸药消耗量。
单位炸药消耗量过高会产生强烈的振动和空气冲击波，单位炸药消耗量过低则会造成岩石的破碎和松动不良，大部分能量消耗在振动上。
因此应通过现场的试验来确定合理的爆破参数和单位炸药消耗量。
d、采用预裂爆破，防止爆破振动对边坡的破坏。
（3）飞石防止
a、通过爆破试验确定合理爆破参数，保证炮孔的堵塞长度和质量。
b、深孔爆破按照《爆破安全规程》规定的安全距离控制在200m以上；
c、沿山坡修建的构筑物或设施应加强防护，防止爆破飞石沿山波或山沟滚滑而造成的伤害。
（4）爆破作业严格按照《爆破安全规程》规定进行。
5、石方开挖外观质量控制措施
（1）为保证石方开挖外观质量，石方边坡开挖采预裂爆破；
（2）爆破设计拟定的爆破参数应通过前期的爆破试验，再确定适合本工程岩性特点的合理爆破参数，保证爆破后岩体破碎质量和边坡的稳定性和平整性。
（3）加强钻孔质量管理，先测量放样，按爆破参数选定的孔距，、排距进行布孔。
造孔位置必须准确，孔深、角度必须满足炮孔布置设计，钻孔过程中进行监测，不合格的钻孔进行返工，以提高爆破后外观质量。
（4）边坡预裂爆破质量控制标准
残留半孔率：
裂隙不发育岩体：
≥80%；裂隙发育岩体：
80%-50%。
平整度：
相邻两孔后的不平整度不大于15cm。
（5）为控制爆破对保留岩体和建筑物影响，要求边坡预裂爆破最大起爆药量小于50kg；深孔梯段爆破，最大一段起爆药量不得大于500kg；平地爆破（保护层以外）最大一段起爆药量不得大于200kg。
（6）垂直保护层厚度不小于1.0m。
（7）开挖石料满足上坝要求，对于爆破石块较大的，进行二次分解，满足筑坝填筑要求。
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