高速路爆破構(gòu)思與安全技術(shù)

時(shí)間:2022-06-18 03:20:00

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高速路爆破構(gòu)思與安全技術(shù)

1工程概況

大廣北高速公路第三合同段起點(diǎn)(K23+920)位于麻城市順河鎮(zhèn)安畈村朝陽(yáng)寺東側(cè),終點(diǎn)K38+701.112,路線(xiàn)全長(zhǎng)14.781112km。本工程炸藥消耗量664.63t,電雷管約12000發(fā),13m非電雷管20000發(fā),7m非電雷管8000發(fā),2m非電雷管6000發(fā)。

2爆破設(shè)計(jì)

2.1中深孔梯段爆破設(shè)計(jì)

大廣北高速公路第三合同段根據(jù)山體地形情況,本工程路基石方爆破類(lèi)型包括:淺孔爆破、緩沖爆破。挖孔樁采用豎井桶形掏槽爆破方法。所使用的炸藥以乳化炸藥為主;雷管主要采用毫秒微差非電雷管和電雷管。

2.2爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

根據(jù)招標(biāo)文件提供的地質(zhì)資料以及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際地形情況,結(jié)合鉆機(jī)的類(lèi)型,臺(tái)階高度H=10m,鉆孔傾角α取73°~90°,鉆孔孔徑為d=103mm。經(jīng)過(guò)前期爆破試驗(yàn),本工程的圍巖選用銨油炸藥單耗藥量為0.33~0.43kg/m3??紤]到開(kāi)挖區(qū)域周邊建筑物的爆破振動(dòng)安全,根據(jù)爆破振動(dòng)公式及允許爆破振速反推驗(yàn)算,本工程單響藥量Q=30kg。

3計(jì)算參數(shù)

3.1底盤(pán)抵抗線(xiàn)

根據(jù)經(jīng)驗(yàn),底盤(pán)抵抗線(xiàn)W底=(20~30)D式中:D—鉆孔直徑,本工程取23,W底為2.3m。

3.2孔深

孔深由臺(tái)階高度和超深及鉆孔傾角確定,即L=(H+h)Cosα。

3.3孔距、排距

孔距:孔距a=mW底,式中a為孔距;m為炮孔密集系數(shù),本工程采用小孔距爆破,取m=1.3;排距:排距b=w底,根據(jù)底盤(pán)抵抗線(xiàn)的具體情況,孔、排距一般為3×4m。

3.4堵塞長(zhǎng)度Lc

堵塞長(zhǎng)度?。?0~40)D,根據(jù)本工程的技術(shù)要求,取Lc=33D,根據(jù)鉆孔直徑的具體情況,堵塞長(zhǎng)度4.3~3.0m。

3.5單孔藥量

單孔藥量由單耗和單孔控制面積及梯段高度決定,即Q1=qabH。根據(jù)孔、排距的具體情況,單孔藥量42kg。

3.6深孔爆破設(shè)計(jì)

雖然炮孔底部所受的夾制力最大,而中部較小些,但為了施工的方便,本工程采用全孔裝藥結(jié)構(gòu),為了減小“巖埂”,起爆采用反向起爆方式。深孔爆破參數(shù)見(jiàn)表1。

3.7淺孔爆破設(shè)計(jì)

淺孔爆破主要為斜坡地段的爆破,淺孔爆破的目的是為深孔梯段爆破提供臨空面,淺孔爆破采用梯段爆破方式爆破,淺孔爆破開(kāi)挖深度較小,采用較小孔徑的鉆孔進(jìn)行爆破,根據(jù)本標(biāo)段鉆機(jī)配置情況,選用孔徑為42mm;按照爆破設(shè)計(jì)工藝流程,通過(guò)選取基本參數(shù),確定計(jì)算參數(shù),初步確定淺孔爆破的爆破參數(shù)。淺孔爆破參數(shù)見(jiàn)表2。

3.8起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

3.8.1布孔形式及網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)梯段爆破布孔形式及網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì):由于小孔距微差擠壓爆破能充分利用爆破能量,較好地控制爆碴塊度,降低成本,在爆破工程中獲得了越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。本工程采用小孔距的矩形布孔和梅花形布孔兩種形式。

3.8.2爆破延時(shí)時(shí)間爆破網(wǎng)絡(luò)微差時(shí)間的確定:微差擠壓爆破延時(shí)時(shí)間一般為20~30ms,根據(jù)我集團(tuán)公司在三峽工程、廣東深圳嶺澳核電站工程及江蘇田灣核電站工程施工中做的爆破試驗(yàn)和大量的工程實(shí)施,本工程選擇毫秒非電雷管段差延時(shí)23~60ms。

4預(yù)裂爆破

4.1線(xiàn)裝藥密度Q線(xiàn)計(jì)

線(xiàn)裝藥密度采用長(zhǎng)辦長(zhǎng)科院經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。Q線(xiàn)計(jì)=0.36[σ壓]0.63[a]0.67式中:Q線(xiàn)計(jì)———計(jì)算線(xiàn)裝藥密度(g/m),結(jié)合預(yù)裂爆破試驗(yàn)確定;[σ壓]———巖石抗壓強(qiáng)度(kg/cm2);[a]———孔距(cm),孔徑采用φ76mm,a取80cm;孔徑采用φ100mm,a取100cm。Q線(xiàn)計(jì)系采用2#巖石硝胺炸藥。Q線(xiàn)計(jì)要減去導(dǎo)爆索每m炸藥含量,一般導(dǎo)爆索炸藥含量為12g/m。不同孔徑的線(xiàn)裝藥密度,見(jiàn)線(xiàn)裝藥密度Q線(xiàn)表(表3)。

4.2不偶合系數(shù)

預(yù)裂爆破,一般采用不偶合裝藥結(jié)構(gòu),即:炮孔直徑遠(yuǎn)大于藥柱直徑的一種裝藥方法。炮孔直徑和藥卷直徑之比,稱(chēng)為不偶合系數(shù)(一般采用2~4)。本工程預(yù)裂爆破鉆孔直徑,采用φ76或φ102mm。藥卷直徑采用φ32mm。不偶合系數(shù),分別為2.373或3.1873均符合要求。堵塞段長(zhǎng)度一般為0.6~1.3m,用干砂等松散材料堵塞。預(yù)裂爆破參數(shù)及裝藥結(jié)構(gòu),見(jiàn)預(yù)裂爆破參數(shù)表(表4)。

4.3緩沖孔爆破參數(shù)

緩沖爆破是為了減少主爆炮孔爆破對(duì)邊坡影響,在主爆孔(梯段爆破)與邊坡開(kāi)挖爆破孔(主要為預(yù)裂、光爆或邊坡開(kāi)挖炮孔)之間增加1~2排緩沖爆破孔。緩沖爆破單耗小,采用不偶合裝藥的裝藥方式,減少爆破對(duì)保留邊坡的破壞。緩沖孔采用φ76mm孔徑的鉆孔,與預(yù)裂孔的相距為1.3m,孔距為2.0m,傾角與預(yù)裂孔一致63°,緩沖孔前一排主爆孔的鉆孔傾角控制在73°,第二排主爆孔的鉆孔傾角控制在83°采用滿(mǎn)孔裝藥,其裝藥量比主爆孔的裝藥量少13%。

5挖孔樁豎井桶形掏槽爆破設(shè)計(jì)

5.1爆破參數(shù)

孔徑φ=42mm,掏槽深度暫定為H≤2m,最后一層為鉆孔不得進(jìn)入建基面,具體根據(jù)第一次爆破效果進(jìn)行調(diào)整。單孔裝藥量Q1為:中心掏槽1~7號(hào)孔,單孔Q1=200g,8-13號(hào)擴(kuò)槽孔,單孔裝藥量為130g,具體根據(jù)第一次爆破效果進(jìn)行調(diào)整。

5.2桶形掏槽布孔,見(jiàn)圖1

圖1豎井掏槽爆破布孔說(shuō)明:上圖中,尺寸單位為cm;有數(shù)字編號(hào)的鉆孔為爆破孔,其中編號(hào)8-13為擴(kuò)槽孔;無(wú)數(shù)字編號(hào)的兩個(gè)孔,為不裝藥的鉆孔;H-為掏槽爆破深度,尺寸單位為m。

5.3起爆網(wǎng)絡(luò)

中心1~7號(hào)掏槽孔為毫秒1段(ms1),擴(kuò)槽8~13號(hào)孔為毫秒3段(ms3)。

6爆破安全控制設(shè)計(jì)

大廣北高速公路第三合同段工程爆破由于距離長(zhǎng),爆破附近區(qū)域民房多、距離近,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)爆破環(huán)境的復(fù)雜情況和爆破所帶來(lái)的危害,經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì),科學(xué)計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)的嚴(yán)格控制確保了工程爆破的安全實(shí)施。爆破危害主要是考慮爆破振動(dòng)對(duì)附近建筑物的危害,爆破飛石的危害,爆破后有毒氣體對(duì)人員的危害。爆破安全管理嚴(yán)格按《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2003)進(jìn)行。

6.1爆破振動(dòng)安全

6.1.1爆破振動(dòng)安全距離根據(jù)爆破振動(dòng)衰減規(guī)律公式及在嶺澳核電站進(jìn)行的爆破試驗(yàn)所獲得的有關(guān)參數(shù):V=K(Q1/3/R)a=KPαρ=Q1/3/R式中:V-質(zhì)點(diǎn)峰值速度(cm/s)r-比例藥包Q-最大一段起爆藥量(kg)R-測(cè)點(diǎn)至藥包中心距離K-速度規(guī)律中的常數(shù)a-速度衰減指數(shù)當(dāng)?shù)鼐用穹课蓦x本工程爆破區(qū)最近距離30m,故爆破振動(dòng)按30m距離進(jìn)行校核。根據(jù)已往類(lèi)似工程施工經(jīng)驗(yàn),K取100,α取2,一段起爆藥量按100kg,R按100m校核。振動(dòng)速度:V=K(Q1/3/R)α=100(1001/3/100)2=0.02cm/s故能充分保證周?chē)ㄖ锏陌踩?.1.2爆破飛石安全距離Rf=40d式中:d-鉆孔直徑,取4英寸。所以Rf=40d=40×4=160m。

6.2有毒氣體的防護(hù)

大廣北高速第三合同段工程爆破采用炸藥都為正氧平衡炸藥,有毒氣體爆后含量可以不予考慮。人工挖孔樁開(kāi)挖爆破后在地面上用鼓風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇,通過(guò)φ30的塑料管不斷的將新鮮空氣運(yùn)到孔底,將井底的空氣也要徹底抽換。每次爆破后應(yīng)隨即進(jìn)行通風(fēng)排煙清孔13min,并由負(fù)責(zé)人檢查孔內(nèi)無(wú)毒后,施工人員再下孔操作。

7爆破安全控制管理

7.1火工材料安全管理

大廣北高速第三合同段工程的炸藥由當(dāng)?shù)毓矙C(jī)關(guān)指定的供貨商采購(gòu),現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)炸藥庫(kù)保管,設(shè)立專(zhuān)人庫(kù)管。爆破設(shè)計(jì)人員作出爆破設(shè)計(jì)以后,經(jīng)爆破工程師批準(zhǔn),由爆破工程師開(kāi)出領(lǐng)料單,再由爆破班派領(lǐng)料員(專(zhuān)人)在現(xiàn)場(chǎng)炸藥庫(kù)領(lǐng)取火工材料。炸藥進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后,不允許無(wú)關(guān)人員進(jìn)入爆區(qū),炸藥由爆破班派專(zhuān)人負(fù)責(zé)照管,裝藥完畢后,多余的火工材料由退料員(專(zhuān)人)會(huì)同領(lǐng)料員(專(zhuān)人)退至現(xiàn)場(chǎng)炸藥庫(kù)。做到領(lǐng)料數(shù)量和使用數(shù)量、退庫(kù)數(shù)量相吻合,嚴(yán)防流失。

7.2現(xiàn)場(chǎng)安全管理

施工現(xiàn)場(chǎng)成立爆破指揮部,統(tǒng)一協(xié)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)爆破指揮,現(xiàn)場(chǎng)鉆孔完畢后,不允許與爆破無(wú)關(guān)人員進(jìn)入爆區(qū),現(xiàn)場(chǎng)操作人員必須持證上崗。操作過(guò)程中和結(jié)束后,爆破警戒人員必須佩戴警戒標(biāo)志(袖章、紅旗、口哨),現(xiàn)場(chǎng)爆破警戒采用對(duì)講機(jī)聯(lián)系,確認(rèn)警戒區(qū)無(wú)人員,設(shè)備已進(jìn)行有效保護(hù)后,由爆破隊(duì)長(zhǎng)起爆命令后起爆。起爆后13min,待煙塵消散后,由炮工進(jìn)入爆區(qū)進(jìn)行爆后檢查,確認(rèn)爆區(qū)安全后解除警戒,解除警戒后,人員、設(shè)備才能進(jìn)入警戒區(qū)進(jìn)行作業(yè)。為保證爆區(qū)內(nèi)人員、設(shè)備的安全,爆破警戒區(qū)所有人員、設(shè)備必須服從警戒人員指揮。

8結(jié)語(yǔ)

大廣北高速第三合同段在施工中針對(duì)該工程的地形地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)要求,并綜合考慮施工安全、施工進(jìn)度,施工中主要采用淺孔爆破、中深孔梯段爆破、預(yù)裂爆破和掏槽爆破等相互配合的施工方法,爆破方案合理,選用參數(shù)正確,控制措施得當(dāng),從而有效地降低了工程造價(jià),確保了工程進(jìn)度,并保證了施工安全,達(dá)到了最佳施工效果。