轨道交通R2线2310标爆破施工组织设计.doc
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1、目 录第一章 技术设计11 编制说明依据及原则11.1 编制依据11.2 编制原则12 工程概况13 工程地质及水文地质33.1工程地质33.2 水文地质54光面爆破理论55 爆破施工设计65.1 爆破设计原则65.2 钻爆参数的选择65.3 掏槽方式75.4 装药结构及堵塞方式75.5 起爆网络设计85.6 爆破效果监测及爆破设计优化85.7 超欠挖控制措施95.8明挖车站、施工竖井爆破参数95.9 横通道及隧道爆破设计眼孔布置及参数设置126 炸药和雷管耗用量147 主要安全和防护措施157.1 爆破震动157.2 爆破飞石167.3 爆炸冲击波177.4 爆破有害气体17第二章 施工组织
2、设计171 施工方法172 施工安全管理203 应急预案214 爆破时间235 施工工期246 施工设备及材料24附图一25附图二26附图三2829广东水电二局股份有限公司东莞市快速轨道交通R2线2310标土建工程 爆破施工专项方案东莞轨道交通R2线2310标爆破施工专项方案第一章 技术设计1 编制说明依据及原则1.1 编制依据1)本项目的相关设计图纸;2)现场踏勘、调查;3)国家及地方颁布的有关法律、法规;4)中华人民共和国爆破安全工程(GB 6722-2003)5)我公司从事类似工程所积累的施工经验和成熟的施工工艺;6)我公司现有的施工机械设备及施工技术力量;1.2 编制原则1)以保证安全
3、为前提,具有可操作性;2)选择合理的施工方法,不断优化爆破参数,降低工程的造价;3)积极推广、应用新技术、新工艺、新材料、新设备,确保安全、质量、进度;4)采用先进的检测手段,利用信息反馈指导施工;5)严格按照东莞市公安局的有关规章制度进行施工。2 工程概况东莞市城市快速轨道交通R2线2310标主要工程内容包括:【寮厦站】、【珊美站】及【陈屋站寮厦站矿山法区间】、【寮厦站珊美站盾构区间】的主体工程及附属工程。爆破的区域为寮厦站,1#、2#竖井、中间风机房及陈竂暗挖隧道区间,区间线路概况示意图见图2-1图2-1区间线路概况示意图见图【寮厦站】位于莞太路与体育路的T字交叉路口处,沿莞太路道路中间呈
4、东北西南方向敷设。车站起讫里程YDK27+464.704YDK27+663.204,车站总长为198.5m,标准段宽19.7m,外包总高14.05m。车站主体结构采用地下两层两跨单岛双线设计,站台宽度10.0m,有效站台中心里程YDK27+585.304。车站主体及附属部分(通道、出入口、风道、风亭)均采用明挖顺做法施工。【陈屋站寮厦站区间】东北起陈屋站、西南至寮厦站,区间线路大体呈东北西南走向,沿莞太路敷设。爆破区域的地面环境为双向八车道的道路,道路中央与两侧绿化带均宽阔,无控制性建(构)筑物。本区间线路基本沿直线前进,最小曲线半径为1000m,总体场地条件较好。左右线隧道线间距为14m,均
5、为单线隧道。左线起讫里程ZDK25+318.619ZDK27+463.404,左线全长为2144.528m(短链0.257m);右线起讫里程YDK25+316.978YDK27+463.404,右线全长为2146.426m。采用双洞单线矿山法施工,在YDK25+900和YDK27+075设置矿山法施工竖井,在YDK26+616.5设置中间风机房。区间设三个联络通道,其中2#联络通道与泵房合建。陈屋站寮厦站区间正线隧道采用矿山法施工,区间内共设置2 处矿山法临时施工竖井。【1#竖井】竖井施工场地及竖井位于莞太路和厚道路交叉路口附近,地面环境为双向八车道的道路,道路中央与两侧绿化带均宽阔,无控制性
6、建(构)筑物。中心里程为:YDK25+910。附近存在:一根雨水砼管800*800、一根电信管28 孔700*400 四条、一条电信管100、二条电信管2 孔200*100、一根直径1200mm铁质给水管。竖井及横通道内设置1#联络通道,竖井为微拱形结构,内净空尺寸约6.17.2mm,深38.497m,基坑安全等级均为一级。联络通道的尺寸为宽6.4m,高9.276m。竖井,联络通道及横通道详细结构图见附图一。周围的管线布置详见附图二。【2#竖井】位于莞太路北侧,爆破区域的地面环境为双向八车道的道路,道路中央与两侧绿化带均宽阔,周围环境较好。中心里程为:YDK27+095。竖井附近管线:一根雨水
7、砼800、一根电信光纤100、六条电信铜/光32 孔800*400、一根电力150、一根给水铸铁200。2#竖井及横通道内设置3#联络通道。竖井为微拱形结构,内净空尺寸约6.17.2mm,竖井深34.568m,基坑安全等级均为一级。联络通道的尺寸为宽6.1m,高为4.9m,横通道的尺寸为宽6.3m,高为5.1m。联络通道及横通道详细结构图见附图一。周围的管线布置详见附图二。3 工程地质及水文地质3.1工程地质1#竖井穿过的岩石分层主要为、及。2#竖井穿过的岩石分层主要为1-1、及。1#和2#区间线路纵断面为V形坡,最大坡度为24,线路埋深17.5m40.0m,隧道顶覆土12.5m35.0m,区
8、间隧道主要穿行于、及。寮厦站主要穿过的岩石分层主要为、及素填土(Q4ml)褐黄色、褐红色、灰黄色、暗红色等,主要由粘性土组成,局部地段为填砂或填石,结构松散,上部稍压实状,表层约2080cm为混凝土,广泛分布于场地地表范围内,层厚0.55.7m。标贯修正击数平均值N=8.8 击/30cm。可塑状粉质粘土(Q4al+pl)褐黄色、灰褐色、褐红色、灰色,可塑状,局部为软塑状,切面稍光滑,干强度中等,韧性中等,无摇振反应,土质不纯,含少许砂粒,局部含少量有机质。段内共76 孔揭示该层,层厚0.98.0m,埋深0.49.7m,分布规律性差,呈透镜状分布。标贯修正击数平均值N=11.2 击/30cm;根
9、据室内试验:天然密度=1.681.94g/cm3,天然含水率w=19.132.9%,天然孔隙比e0=0.7150.988,液性指数IL=0.270.62,压缩系数a0.1-0.2=0.350.56MPa-1,压缩模量Es0.1-0.2=3.35.0MPa,直剪指标:凝聚力c=16.321.5kPa,内摩擦角=13.521.5,自由膨胀率Fs=13%34%。硬塑状粉质粘土(Q4al+pl)褐红色、灰褐色、褐黄色、黄褐色,硬塑状,局部夹可塑状,切面稍光滑,干强度中等,韧性中等,无摇振反应,土质较纯。段内共29 孔揭示该层,层厚1.07.4m,埋深0.49.3m。标贯修正击数平均值N=17.7 击/
10、30cm;根据室内试验:天然密度=1.732.01g/cm3 , 天然含水率w=15.728.5% , 天然孔隙比e0=0.5500.928 , 液性指数IL=0.070.24 , 压缩系数a0.1-0.2=0.190.41MPa-1,压缩模量Es0.1-0.2=4.49.9MPa,直剪指标:凝聚力c=19.128.7kPa,内摩擦角=15.223.8,自由膨胀率Fs=14%36%。可塑状砂质粘性土(Qel)褐黄色、灰黄色、褐红色、黄褐色等,可塑状,局部夹硬塑状,由下伏花岗闪长岩风化残积而成,结构全部破坏,长石已风化成土状,主要由1530%的石英颗粒及粘性土组成,质地不均,遇水易软化、崩解,岩
11、芯呈土柱状。段内共53 个钻孔揭示该层,厚度变化大,厚1.08.1m,埋深0.514.1m。标贯修正击数平均值N=12.3 击/30cm;根据室内试验:天然密度a0.1-0.2=0.290.49MPa-1,压缩模量Es0.1-0.2=4.06.9MPa,直剪指标:凝聚力c=17.124.5kPa,内摩擦角=16.521.0,自由膨胀率Fs=1036%。=1.681.89g/cm3 , 天然含水率w=21.340.8% , 天然孔隙比e0=0.7331.193 , 液性指数IL=0.260.54 , 压缩系数硬塑状砂质粘性土(Qel)褐黄色、褐红色、黄褐色等,硬塑状,局部夹可塑状,质地不均,含1
12、530%的石英砂、砾,由下伏花岗闪长岩风化残积而成,岩石组织与结构已全部破坏,遇水易软化、崩解,岩芯呈土柱状、粘性土夹砂状。段内共120 个钻孔揭示该层,厚度变化大,厚0.513.5m,埋深1.020.7m。该层局部见球状风化体(中等风化状),如M2-Z3-TCH-12 孔揭示情况。标贯修正击数平均值N=20.5 击/30cm;根据室内试验:天然密度=1.661.89g/cm3,天然含水率w=21.230.4%,天然孔隙比e0=0.7221.058,液性指数IL=0.030.24,压缩系数a0.1-0.2=0.230.47MPa-1,压缩模量Es0.1-0.2=6.07.6MPa,直剪指标:凝
13、聚力c=17.622.7kPa,内摩擦角=18.525.5,自由膨胀率Fs=1333%。全风化花岗闪长岩()褐黄色、灰黄色、灰褐色、褐红色、褐色,原岩结构基本破坏,但尚可辨认,矿物中除石英外绝大部分已风化成粘性土,手捏砂感强。强风化花岗闪长岩()褐黄色、黄褐色、褐红色、褐色夹灰白色,原岩结构大部分破坏,矿物成分显著变化,岩芯呈密实砂土状、角砾状土状,偶夹碎石状,手可折断或易击碎,泡水易软化、崩解,合金可钻进。中等风化花岗闪长岩()灰黄色、青灰色、灰白色、灰、灰绿色夹浅肉红色,中粗粒结构,块状构造,矿物成分主要为石英、长石。裂隙发育,裂隙面铁锰质渲染,岩体破碎。岩芯多呈碎块状、块状、扁柱状,少量
14、呈短柱状,合金钻进困难。微风化花岗闪长岩()浅灰色、灰色、青灰色、灰白色,中粗粒变晶结构,块状构造。矿物成分主要为石英、长石、云母,裂隙发育。3.2 水文地质本区间范围内无地表水系。地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。第四系孔隙潜水主要赋存于冲洪积砂层(中砂)中,以孔隙潜水为主,赋水性较好,含水量一般。人工填土层(填砂、填石)中存在上层滞水,残积土孔隙水含水层性质为砂质粘性土,透水性和富水性均较弱。地下水位埋深1.89.1m,地下水动态变化大,丰水期地下水位埋深较浅,枯水期地下水位埋深较深,年水位变幅一般在27m地下水对混凝土结构、混凝土中钢筋无腐蚀性,对钢结构具有弱腐蚀性。4光面爆破理论隧
15、道光面爆破采取微振动控制爆破技术。为控制超挖,周边采用光面爆破方法。隧道光面爆破要求周边眼爆破既能将岩石爆落下来,又能形成规整的轮廓,尽可能保留半孔痕迹,减小爆破对围岩的扰动,减少超挖量。装药集中度(q)、最小抵抗线(W)直接影响周边岩石的爆落效果;“规整轮廓”主要与炮眼间距(E)、炮眼密集系数(m=E/W)和最小抵抗线有关(W);半孔率主要与不耦合系数(D=d炮眼/d炸药)有关。因此,影响隧道光面爆破效果的主要参数应是:炮眼间距(E)、炮眼密集系数(m)、装药集中度(q)、最小抵抗线(W)、不耦合系数(D)。而它们之间又是相互联系的,只有这些参数整体上处在某一正确的范围内,才能达到理想的光爆
16、效果。影响光面爆破效果的因素有很多,主要有围岩地质条件、炸药特性、断面形状和大小、钻孔质量等。其中岩地质条件和钻孔质量是最主要的影响因素。实践表明,通常的光面爆破参数取值范围如下:炮眼间距E=(815)d、炮眼密集系数m=0.71.0、最小抵抗线W=(1020)d或者W=E/m、不耦合系数D=1.52.0、装药集中度q=(0.040.4)kg/m。具体计算设计方法有:工程类比法、半经验半公式法、理论计算法。5 爆破施工设计5.1 爆破设计原则根据地质条件,开挖断面、开挖进尺,爆破器材等编制光面爆破设计。a.根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助
17、炮眼眼底在同一垂直面上,掏槽炮眼加深20cm。b.严格控制周边眼装药量,间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布。c.本工程采用乳化炸药,塑料导爆管非电毫秒雷管起爆。d.采用毫秒微差有序起爆。e.开挖每循环进尺小于2m,采用小直径钻孔控制爆破。f.所有爆破施工全部采用微差起爆方法,最大限度减少爆破振动对环境的影响。j.大块岩石二次破碎均采用机械破碎法。5.2 钻爆参数的选择 通过爆破试验确定爆破参数,试验时参照5-1“光面爆破参数表”。表5-1 光面爆破参数表 岩石种类周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线W(cm)相对距E/W周边眼装药参数(kg/m)硬岩557060800.70.90.20.25中
18、硬岩456560800.60.750.150.2软岩355060800.50.70.070.12钻眼直径采用YT28风钻钻眼,其直径为=42mm。最小抵抗线W根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一横断面上,掏槽炮眼加深20cm。在施工过程中要结合工程实际情况而定。炮眼间距a和排距b掏槽孔孔距及排距均较小,以有利于掏槽效果;辅助孔孔距及排距相近,取得破碎石方的作用;周边眼孔距应小于排距,以达到光面的效果。超深l一般取0.10.2m,若岩石松软,宜取小值;若岩石完整坚硬,宜采用大值。堵塞长度h堵塞长度h20cm。炸药单耗q炸药单耗q取
19、0.81.0。5.3 掏槽方式采用斜眼掏槽,以便减少钻眼数量。5.4 装药结构及堵塞方式a.装药结构:周边眼:用小直径药卷间隔装药,岩石很软时采用导爆索。b.堵塞方式:所有装药炮眼用炮泥堵塞,周边眼堵塞长度不小于20cm。 1 细砂或粘土 2 乳化炸药导爆管雷管 3图5-1 爆破装药结构图5.5 起爆网络设计采用非电毫秒雷管,簇联连接,每簇传爆雷管两发,起爆的导爆管数不超过20根,用胶布均匀绑扎在传爆雷管的周围,最后用两发电雷管串联,起爆器引爆。起爆网络见图5-2。图5-2 起爆网路示意图5.6 爆破效果监测及爆破设计优化a.爆破效果检查检查项目主要有:断面周边超欠挖检查;开挖轮廓圆顺,开挖面
20、平整检查;爆破进尺是否达到爆破设计要求;爆出石碴块是否适合装碴要求;炮眼痕迹保存率,硬岩80,中硬岩60并在开挖轮廓面上均匀分布;两次爆破衔接台阶不大于10cm。b.爆破设计优化每次爆破后检查爆破效果,分析原因及时修正爆破参数,提高爆破效果,改善技术经济指标。根据爆破后石碴的块度修正参数。如石碴块度小,说明辅助眼布置偏密;块度大说明炮眼偏疏。根据爆破振速监测,调整单段起爆炸药量及雷管段数。5.7 超欠挖控制措施派专人负责超欠挖控制,每次爆破由专业工程师值班检查监督爆破全过程,以保证钻爆作业按设计进行。每循环用断面仪对开挖面进行检查,并根据检查结果进行分析,及时将分析的信息反馈到施工中,不断优化
21、设计,以进一步改进光面爆破质量。选择合理的爆破参数,周边眼采用光爆小药卷不藕合装药,选择合理间距和光面层厚度,以确保光面爆破。施工时设备操作人员相对固定,以利于提高钻眼质量。5.8明挖车站、施工竖井爆破参数(1)明挖车站爆破参数设计:松动控制爆破参数的确定台阶高度h: h=1.53.0m孔深L: L=(1.11.2)h堵塞长度l: l=(1.01.2)w,不少于50cm孔径d: d=42mm最小抵抗线w: w=(2025)d孔间距a: a=(0.81.2)w排间距b: b=(0.81.0)a单孔药量q: q=kabh炸药单耗k: k=(0.30.4) 浅眼小台阶松动控制爆破参数请见图5-3 图
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