既有线爆破安全控制施工工法

PAGEPAGE13目录HYPERLINKHYPERLINK\l"_Toc216188292"1、前言1HYPERLINK\l"_Toc216188293"2、工法特点1HYPERLINK\l"_Toc216188294"3、适用范围1HYPERLINK\l"_Toc216188295"4、工艺原理2HYPERLINK\l"_Toc216188297"5、施工工艺流程及操作要点2HYPERLINK\l"_Toc216188299"5.2操作要点2HYPERLINK\l"_Toc216188300"5.2.1台阶大小的选定2HYPERLINK\l"_Toc216188301"5.2.2炮孔参数选择及炮孔分布3HYPERLINK\l"_Toc216188302"5.2.3炮孔装药量计算及装药结构3HYPERLINK\l"_Toc216188303"5.2.4起爆网络4HYPERLINK\l"_Toc216188304"5.2.5爆破防护5HYPERLINK\l"_Toc216188305"5.2.6爆破施工8HYPERLINK\l"_Toc216188306"6、机械设备及劳动组织10HYPERLINK\l"_Toc216188307"7、质量标准10HYPERLINK\l"_Toc216188308"7.1开挖质量标准10HYPERLINK\l"_Toc216188309"7.2爆破震动管理基准11HYPERLINK\l"_Toc216188310"8、安全措施11HYPERLINK\l"_Toc216188311"9、技术经济效益分析12HYPERLINK\l"_Toc216188312"10、工程实例131、前言随着我国铁路运输量的增大，要求铁路的运输能力随之增加，这就要求我们对既有铁路线路进行改造，对此人们往往采取增大既有铁路线路曲线半径以此提高火车行车速度。然而在曲线改造地段往往面临很多临近既有线施工的安全问题，其中面临的一个首要问题是，如何在不影响既有线行车、设备及人员安全的前提下进行紧邻既有线深路堑爆破施工。而深堑爆破存在着极大的安全风险，稍有不慎就有“砸点”，中断列车行车影响既有线行车安全的可能，因此对于我们进行控制爆破施工提出了更高的要求。本文着重介绍既有线爆破安全控制的施工方法及管理办法。2、工法特点2.1将爆破振动控制在要求范围之内，确保既有线设备安全。2.2浅孔小台阶松动控制爆破，可有效控制爆破对路堑边坡稳定性的影响，避免滑坡。2.3先进技术与科学管理相结合，可以有效加快施工进度，缩短工期，并具有良好的经济效益。2.4要点爆破，减小了爆破对行车安全的影响。2.5污染少、噪音小、微震动、造价低廉。3、适用范围3.1临近既有公路、铁路线路路堑或其它工程石方的开挖。3.2城市附近山体石方的开挖。3.3重要建筑物附近的石方爆破施工。3.4软弱围岩、不良地质的山岭隧道或地下工程爆破开挖。4、工艺原理主要是采用浅孔小台阶松动控制爆破的方法，将开挖部位沿纵向开挖成若干个小台阶，在台阶上进行钻孔，然后分批对台阶起爆，采用多排微差控制爆破技术减少了爆破对边坡扰动过大的问题。同时针对现场爆破，采取了统一指令的管理模式，一切行动统一指挥。5、施工工艺流程及操作要点5．1施工工艺流程5.2操作要点5.2.1台阶大小的选定根据机械出碴的特点，拉槽台阶宽度（垂直既有线方向）定为开挖扩堑全断面宽度，台阶长度为6m（沿既有线方向），台阶高度H为2.6m。纵向分排钻孔（一般一次控制在6排以下），每次起爆3～4个台阶，采用多排微差控制爆破技术解决爆破扰动过大问题。5.2.2炮孔参数选择及炮孔分布采用浅孔小台阶分层爆破开挖时，其台阶高度或分层的梯段高度为H＝2.6m，孔径D取50mm，超钻深度h＝0.2m，则炮孔排距或最小抵抗线b（W）≤H/2＝1.3m，故取炮孔间距a=b=1.3m，炮孔采用梅花形布孔形式。紧邻扩堑边坡的炮孔为预裂孔，中间的炮孔为主炮孔，靠近既有线一侧的一列炮孔为边炮孔。主炮孔和边炮孔为垂直打眼，其炮孔深度为L＝1.1H=2.8m，考虑到直孔与斜孔相交，故紧邻预裂孔的一列主炮孔深度仅为1.5m。预裂孔沿设计的坡度（1：0.75）打斜孔，则预裂孔深LR=H/sina+0.1H=3.51m，式中a为设计坡角。5.2.3炮孔装药量计算及装药结构每个炮孔的装药量计算公式为Q＝qabH，式中q为单位耗药量（kg/m3），对铵梯炸药，风化片麻岩取q＝0.26kg/m3,则主炮孔的装药量为：0.26×2.6×1.3×1.3=1.14㎏。边炮孔和预裂孔的单位耗药量分别为主炮孔的0.7倍和0.8倍左右，则其装药量分别是0.80㎏和0.91kg。主炮孔采用间隔装药结构，即把实际装药量的2/3装在炮孔底部，其余的1/3装在炮孔中间部位，中间装药距炮孔口深度为1.1～1.3m。边炮孔把实际装药量全部装在炮孔底部。为了保证堵塞长度，主炮孔和边炮孔均采用耦合装药方式。预裂孔采取两个间隔装药结构，即把实际装药量的1/2装在炮孔的底部，剩余1/2的60％装在距炮孔底部药包1.0m的炮孔中间位置，在把剩余的40％装在距炮孔口深0.6m左右的位置上，炮孔中的3个药包绑扎在导爆索上，即用导爆索起爆药包,采用导爆索不耦合装药方式。炮孔装药结构图如下（图5－1）。图5－1装药结构示意图5.2.4起爆网络当拉槽至一定长度后采用梯形微差起爆。起爆顺序是先起爆预裂孔，随后主炮孔排与排之间采取孔内微差起爆，沿线路走向逐排起爆，台阶邻近既有线侧的边炮孔滞后于同排主炮孔而与后一排同时起爆。台阶与台阶之间采用孔外微差，由下至上逐台阶起爆。起爆网络示意图见图5－2。边炮孔13边炮孔13图5－2起爆网络示意图5.2.5爆破防护由于石方控制爆破紧邻既有线、紧靠接触网，为确保石方控制爆破安全万无一失，杜绝飞石的出现和防止滚石、滑块，靠近既有线爆破前采取了下列措施进行了防护。1.覆盖防护为防止飞石的出现，爆破时岩体表面及上空采取炮口覆盖和柔性防护相结合的方式进行防护。即在爆区爆破体上设置一道封闭柔性防护体系（如废旧轮胎皮制防护网和布鲁克防护网），该体系施工简便、安全，防护强度高。由于它是全封闭的一次性防护，既解决了侧向覆盖又解决了地表覆盖。为加强覆盖效果，在每个炮口上采用砂袋覆盖。2.钢管排架防护为防止飞石偶尔出现的滚石及滑块对既有线安全造成影响，施工前沿线路方向铺设钢管排架进行防护，钢管排架由φ50钢管、竹排和钢丝绳组成。钢管排架竖（立）杆间距1.5m，视地基情况锚入一定深度，岩基不小于20㎝，土基不小于60㎝；横杆间距1.5m，纵横钢管交叉采用扣件联接，钢管接长采用搭接，搭接长度不小于1.5m。双层排架每个钢管结点用Φ22、长1.5m的锚杆锚固在扩堑的岩体中，在钢管竖横杆内侧挂绑竹排。钢管排架防护体系图见图5－3。竹排Φ50钢管支撑竹排6m长Ф50钢管竹排Φ50钢管支撑竹排6m长Ф50钢管图5－3双层钢管排架防护示意图5.2.6爆破施工1.试爆在正式爆破前进行试爆，在正式爆破中遇到岩石变化时也要进行试爆。试爆时，炮孔位置应选在远离既有线的位置处，按爆破设计的孔网参数和单位耗药量进行试爆，然后分析试爆效果，进行参数调整，以此作为实际设计及施工的重要依据及正式爆破的依据。2.布孔和钻眼浅孔小台阶爆破以手风钻打眼。按照设计的孔距和排距量测布孔，尤其对边炮孔和预裂孔量测必须准确，炮孔位置应用红油漆标定。钻眼时按照设计的孔位、方向、倾斜角和孔深对号钻眼。每孔钻完后，必须量测孔深，确保设计深度尤其预裂孔不能浅。若发现炮孔深度不足因钻孔时粉尘将其堵塞，必须进行高压风吹孔后再进行量测，确保符合要求，否则重新钻孔。3.装药及堵塞装药前要对每个炮孔的孔距、方向、倾斜角和孔深重新测量核对，并逐孔计算装药量，按设计装药结构进行装药。对于炮孔回填堵塞物和主炮孔间隔装药的隔离物，均应使用炮泥回填，也可采用一定湿度并含有一定比例砂的黏土回填。对于炮孔口往下的回填堵塞必须有足够的深度并注重回填堵塞质量，做到边回填边捣固，严禁把回填物一下充满炮孔，严禁用金属器物捣固。4.起爆网络连接每个炮孔安放毫秒雷管的段别必须“对号入座”，起爆网路的孔外串联的火雷管要有醒目的标志。多个台阶一起起爆时，连线应从上往下逐个台阶连接；分层爆破时，连线应从起爆的终点开始直到起爆的起点。起爆网络连接完成后，再做一次检查复核，以防出错。5.爆破振动监测。爆破振动监测是本工法的重要组成部分，是检验设计与施工正确与否、控制爆破振动危害的有效手段。监测系统见图5-4。图5-4爆破振动监测系统框图⑴测点布置。研究爆破地震动波传播规律通常是沿爆破区径向或环向布置1条或几条地表测线或1条隧道内测线，径向测点按对数曲线布置，测点应放在同一地层或基础上，每一测点最好能同时测3个方向量。观测爆破振动对建筑物影响的测点则应布置在被测地表建筑物附近的地表、基础或建筑物上。⑵量测数据的处理。应用公式V=K(Q1／3／R)α及一元回归法对所测得的数据进行回归分析，得到与介质、地形有关的系数K、α，从而可得到质点振速V的衰减规律，然后根据上式、允许最大振动速度、爆心距R，反算出允许的一次起爆药量Q。将得到的振速与安全判据(有关规程所规定的允许振动速度值)相比较，可以判断建筑物、构筑物是否安全。若所测得的振动速度值大于允许值时，则应采取减振措施。6.要点爆破根据和设备管理部门签订的协议，起爆前一切工作就绪后，通过驻站联络人员向车站“要点”，并连接起爆雷管，在起爆前10分钟，人员及机具撤离爆破区，安全警戒人员到位警戒，主要是封锁线路。在给点时间内起爆，爆破完成恢复正常后，撤除警戒，向车站销点，恢复列车正常运行。7.排架拆除爆破施工完后，拆除钢管排架。拆除排架应从上到下、先横杆后立杆逐根拆除，拆除钢管排架时要严防钢管、排架等侵限。6、机械设备及劳动组织路堑爆破需配置的机械设备和劳力与所采用的开挖方式、开挖长度及每天完成的工程量有关。根据施工统计，采用小台阶松动爆破开挖方式，3个工作面每天平均可能完成爆破并清方约1400m3，配置主要机械设备有12m3／min空压机10台（钻孔），2.5m3／min空压机5台（钻锚杆孔），7655型风枪15支，风镐5支，0.6kW砂轮机3台（打磨钻头），7kW钢筋切割机1台（切割锚杆），2.8kW钢筋弯曲机1台（弯制锚杆），24m3翻斗车9辆（运碴），挖机3台，液压凿岩机3台；投入劳力28～34人，其中指挥、爆破技术员、驻站联络员各1名，防护员6名，爆破工12名，架子工12名，各种司机15名。7、质量标准7.1开挖质量标准7.1.1爆后边坡稳定，边坡平整度±15cm，边坡上炮眼半眼痕保留率达90％以上。7.1.2爆破时无大的飞石，松动爆破效果明显，有利于开挖。7.2爆破震动管理基准7.2.1爆破振动管理基准。本工法采用爆破振动量测数据作为信息化管理目标。遵从《爆破安全规程》(GB6722—2003)的规定。7.2.2爆破噪声管理标准。爆破噪声管理基准为90dB。8、安全措施8.1爆破作业遵守《中华人民共和国民用爆破物品管理条例》和《爆破安全规程》。参加爆破施工作业的工程技术人员和其他爆破作业人员应经过爆破施工技术的培训，并考核合格，持有爆破工程技术安全作业证，有责任心的专业人员担任。8.2爆破作业按规定设置了安全防护员及驻站员。安全防护员设置：距爆破点100m～150m处各山头、线路曲线转弯盲区派安全员和驻站联络员进行联系、对线路上下行进行眺望，并设置安全警示标志。预告信号：爆前用小喇叭喊话，使所有人员撤至安全线外。起爆信号：在确定人员已全部到安全线外，用小喇叭通知点爆人员点爆。解除警报信号：爆破后应检查爆破效果，如有哑炮，应按爆破安全规程有关规定及时予以处理，解除警戒命令发布前，无关人员不得进入爆破现场，直至确保安全后，才可以解除警报信号，撤离爆破人员，收掉安全警示标志，然后用相关机械进行开挖。8.3爆破设计前必须调查清楚爆破点距轨道、电缆及光缆距离，还应考虑爆破个别飞散物、爆破空气冲击波、爆破震动对这些设施安全的影响，必要时要设立安全HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=防护"防护网，如可能危及既有线行车安全，则先采取前面爆破方案里提到的防护措施进行HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=防护"防护，并备有足够人员及物资，一旦HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=防护"防护失效，立即进行抢修，确保人员及行车安全。8.4爆破结束后要点清除危石，对可能对既有线安全形成影响的危石全部清除。线路旁边排水沟里的碎石及时清理，以防雨天洪水对既有线路基的冲刷，保障积水顺利排出线路。8.524小时派数名专门的防护人员对爆破区域的既有线进行监守，以防边坡失稳，石头滑落到既有线，堵塞交通，造成行车事故。8.6现场运输和临时存放爆破器材，应采用安装有特制车厢的汽车。特制车厢必须是外包铝板或铁皮的木车厢，车厢前壁和侧壁应开有30cm×30cm的铁栅通风孔，后部应开设有外包铝板或铁皮的木门，门应上锁，整个车厢外表应涂防火剂，并设有危险标记。车辆应安装防