孤石爆破方案

中鐵十一局集團有限公司廣州軌道交通六號線二期工程施工四標項目經(jīng)理部二零一二年九月孤石爆破方案評審材料主要內(nèi)容第一篇添加會議議程——某領導發(fā)言第一篇添加會議議程——某領導發(fā)言第一篇工程概況第二篇添加會議議程——某領導發(fā)言第二篇——某領導發(fā)言第二篇“孤石”地面處理總體方案

第三篇添加會議議程——某領導發(fā)言第三篇爆破施工技術(shù)方案安全保證措施及應急預案第四篇第四篇第一篇工程概況一、工程概況及地質(zhì)水文

1.工程簡介廣州市軌道交通六號線二期工程施工四標土建施工項目包括：科學城東站、暹崗站、香山路站～科學城東站、科學城東站～暹崗站盾構(gòu)區(qū)間，河沙站派出所土建工程。明挖車站科學城東站長200m，標準段寬為18.7m，底板埋深15m，為地下兩層島式站臺車站，附屬4個出入口和2個風亭；明挖暹崗車站總長334m，標準段寬為21.7m，車站頂板埋深3m，為地下兩層島式站臺車站，車站共設3個出入口和3組風亭及附屬派出所一座；盾構(gòu)隧道全長1469.674單線延米，為雙孔圓形隧道；主要附屬工程包括1個聯(lián)絡通道、8個洞門；河沙站派出所土建工程為六號線二期工程河沙站附屬工程。第一篇工程概況2.地質(zhì)狀況本標段線路經(jīng)過地區(qū)，在大地構(gòu)造上屬于華南地槽褶皺系的一部分，位于花縣凹褶斷束內(nèi)。廣從、瘦狗領、廣三斷裂是本區(qū)構(gòu)造的基本骨架。地貌屬低山丘陵地貌，沿線為剝蝕殘丘和山間沖洪積小盆地或小山谷，沿線地面標高為27～31米，高差達4m，地面較為平坦。

表1-1本標段沿線地貌概況表序號里程長度(m)地貌概況覆土厚度1YCK35+756.9～YCK36+873.201120.3開創(chuàng)大道，道路兩側(cè)多為小山丘11～18m2YCK36+873.20～YCK37+073.20200交叉路口，附近有低矮房屋2～3m3YCK37+073.20～YCK37+815.997742.8開創(chuàng)大道，道路兩側(cè)多為小山丘10～15m4YCK37+815.997～YCK38+159.997339房屋建筑、空地3～4m

3.沿線地層特性區(qū)內(nèi)地層從新到老大致可分為9個大層，地層分布情況如圖第一篇工程概況本區(qū)間長1120.3m，隧底最大埋深約29.4m，最小埋深約15.2m，中間設兩個聯(lián)絡通道。本區(qū)間隧道最大坡率20‰，曲線半徑1000m，線間距13m，隧道主要在粉質(zhì)粘土<4-1>、可塑狀砂質(zhì)粘性土層<5H-1>、硬塑狀砂質(zhì)粘性土層<5H-2>、花崗巖全風化帶<6H>地層中通過。第一篇工程概況本區(qū)間長742.8m，隧底最大埋深約23.5m，最小埋深約15.0m，中間設一個聯(lián)絡通道（帶泵房）。本區(qū)間隧道最大縱坡坡率25‰，最小曲線半徑550m，線間距13m～16m，隧道主要在<4-1>粉質(zhì)粘土、可塑狀砂質(zhì)粘性土層<5H-1>、硬塑狀砂質(zhì)粘性土層<5H-2>、花崗巖全風化帶<6H>地層中通過。第一篇工程概況

水文地質(zhì)條件

本標段地下水水位埋藏變化較大，穩(wěn)定靜止水位埋深為2.30～5.70m（科學城東站）、3.40～5.30m（暹崗站），平均埋深為4.23m（科學城東站）、3.59m（暹崗站），地下水位的變化總體趨勢由西向東逐漸變低。地下水位的變化與地形地貌、地層巖性、地下水補給及排泄關(guān)系密切，每年5～10月為雨季，大氣降水充沛，水位會明顯上升，而在冬季因降水減少，地下水位隨之下降，水位年變化幅度為2.50～3.00m。地下水賦存方式分為第四系松散土層孔隙水和基巖層風化裂隙水。

地質(zhì)詳勘資料根據(jù)招標階段的詳勘報告，本標段兩個盾構(gòu)區(qū)間共布置鉆孔100個，其中香～科區(qū)間69個，科～暹區(qū)間31個?？碧娇最愋头譃榧夹g(shù)性鉆孔（取樣及標準貫入試驗孔）和鑒別孔（標準貫入試驗孔）兩種。鉆孔分別按左、右線路外側(cè)約6m左右布置，鉆孔孔距約30～40m。根據(jù)詳勘資料，現(xiàn)有發(fā)現(xiàn)石英脈和孤石的位置如表1-2、表1-3。第一篇工程概況表1-2科～香區(qū)間發(fā)現(xiàn)石英脈和孤石鉆探位置序號鉆孔編號層位巖性起止深度（m）接穿厚度（m）鉆孔里程相對隧道位置關(guān)系1MF2Z3-XK-386H孤石18.2～19.71.5ZDK-36+331.17左6米隧道中間221.1～21.70.6隧道中間324.8～26.51.7底板以下4MF2Z3-XK-477H25～25.60.6ZDK-36+485.96左6米底板以下5MF2Z3-XSL-215H-1石英脈巖14.3～15.20.9ZDK-35+718.13左5.23米隧道中間6MF2Z3-XK-025H-213.2～13.60.4ZDK-35+742.93左7.01米隧道中間7MF2Z3-XK-127H31.1～32.61.5ZDK-35+879.55左6米底板以下8MF2Z3-XK-145H-212.2～14.52.3ZDK-35+911.73左6米拱頂穿過9MF2Z3-XK-295H-216.5～18.62.1YDK-36+181.95右6米隧道中間第一篇工程概況表1-3科～暹區(qū)間發(fā)現(xiàn)石英脈和孤石鉆探位置序號鉆孔編號層位巖性起止深度（m）接穿厚度（m）鉆孔里程相對隧道位置關(guān)系1MF2Z2-666H孤石28.5～30.11.6ZDK-37+273.7左9.85米底板以下7H30.8～32.31.5底板以下2MF2Z3-KX-035H-216.4～17.41ZDK-37+163.6左6米隧道中間3MF2Z3-KX-056H23.4～25.42.0YDK-37+222.34右1米底板以下4MF2Z3-XG-207H26.8～303.2ZDK-37+777.6左4.57米底板以下工程重難點分析

盾構(gòu)區(qū)間和車站主體施工范圍內(nèi)地質(zhì)勘察鉆孔發(fā)現(xiàn)孤石和石英脈的存在，盾構(gòu)施工時需考慮孤石和石英石對盾構(gòu)施工的影響，盾構(gòu)掘進過程中，很容易出現(xiàn)孤石不能被滾刀破碎，在刀盤前滾動，嚴重損壞刀具和刀盤的現(xiàn)象。同時孤石存在于自穩(wěn)能力不好的殘積層，洞內(nèi)基本上無條件直接進行處理，因此盾構(gòu)在存在孤石的花崗巖殘積層中掘進，將面臨極大的施工風險，嚴重影響工程進度及成本。因此，必須對本標段盾構(gòu)掘進中孤石和基巖突起進行地面爆破預處理，以降低工程風險和加快施工進度。第一篇工程概況第二篇“孤石”地面處理總體方案

二、“孤石”地面處理總體方案

總體施工方案 為保證盾構(gòu)工期及盾構(gòu)機安全通過“孤石”段，需對雙線“孤石”段進行預處理，考慮到隧道雙線位于開創(chuàng)大道機動車道之下，具備地面處理條件，本工程采用深孔控制爆破預處理的方法。

爆破施工工藝

深孔控制爆破法的優(yōu)點：避免盾構(gòu)機開倉安全風險，減小隧道洞內(nèi)處理空間限制。 爆破施工工藝：采用地質(zhì)鉆探方法進一步探明“孤石”位置，確定需地面處理的范圍，對已探明“孤石”的采用地面地質(zhì)鉆垂直打孔，裝炸藥爆破隧道范圍內(nèi)巖石，使巖石成為單邊長度小于30cm的碎塊，確保盾構(gòu)機順利出碴及正常通過孤石區(qū)段。 施工準備

機械設備和主要材料見表2-1、表2-2。第二篇“孤石”地面處理總體方案

名稱型號單位數(shù)量備注地質(zhì)鉆機YT100臺20名稱單位數(shù)量備注乳化炸藥噸5噸25米導爆管雷管發(fā)5000鉆桿米500鉆頭個100鋼板張20砂袋個若干石頭立方米120表2-1主要機械設備表2-2主要材料第三篇爆破施工技術(shù)方案三、爆破施工技術(shù)方案1.爆破參數(shù)（1）鉆孔直徑 采用地質(zhì)鉆機鉆孔，土層、巖石鉆孔孔徑均為110mm，下直徑90mm的PVC套管。（2）鉆孔形式為了便于施工和準確控制鉆孔方向，采用垂直鉆孔形式。鉆孔過程中用泥漿護孔，必要時下鋼套筒。成孔后下90mm的PVC套管護孔，套管底需安有堵頭，爆破前孔口需遮蓋，防止異物掉入堵塞炮孔。（3）火工器材選型 孔內(nèi)雷管選用毫秒導爆管雷管，起爆雷管選用導爆管，炸藥選用乳化炸藥，標準直徑為Φ60mm，具體根據(jù)現(xiàn)場的需要加工。（4）裝藥結(jié)構(gòu)及起爆網(wǎng)絡 由于炮孔深度較深，需要爆破處理的巖石埋深較深，因此起爆藥包第三篇爆破施工技術(shù)方案采用軟鋼絲懸吊于爆破點的位置，且一端固定于孔口位置，標高誤差不得大于10cm。藥包裝在特制的PVC管體內(nèi)，該起爆體須具有較好的防水性能。由于起爆體上方有約20米高的水柱，壓強相當大，因此起爆體需配重抗浮。炮孔采用正向裝藥起爆，起爆選用非電爆破網(wǎng)路，采用激發(fā)針起爆，每個炮孔裝兩發(fā)雷管，且分別屬于兩個爆破網(wǎng)路，兩套網(wǎng)路并聯(lián)后起爆。網(wǎng)路示意圖如下所示：圖3-1爆破網(wǎng)絡圖成孔后安裝PVC套管安裝完P(guān)VC套管后測量孔深第三篇爆破施工技術(shù)方案第三篇爆破施工技術(shù)方案（5）單耗計算本工程需要爆破處理的巖石位置較深，無法采取手風鉆進行鉆孔爆破施工。因此決定采用地質(zhì)鉆機進行鉆孔。依據(jù)瑞典的設計方法，單位耗藥量計算：q=q1+q2+q3+q4式中q1—基本裝藥量，是一般陸地梯段爆破的兩倍（本工程爆破對象大多位于地下15~22m左右，且存在地下水，故視為水下爆破）。對水下垂直鉆孔，再增加10%。例如普通堅硬巖石的深孔爆破平均單耗q1=0.5kg/m3，則水下鉆孔q1=1.0kg/m3，水下垂直孔q1=1.1kg/m3；

q2—爆區(qū)上方水壓增量，q2=0.01h2；

h2—水深，m；

q3—爆區(qū)上方覆蓋層增量，q3=0.02h3；

h3—覆蓋層（淤泥或土、砂）厚度，m；

q4—巖石膨脹增量，q4=0.03h；

h—梯段高度，m。本工程h=4m，h2平均取20m，h3=18mq1=1.1kg/m3q=1.1+0.01×20+0.02×18+0.03×4=1.78kg/m3在爆破作業(yè)時須參照上述數(shù)據(jù)試爆后，針對具體情況調(diào)整爆破參數(shù)。布孔形式與裝藥結(jié)構(gòu)1）孤石爆破圖3-2孤石爆破裝藥結(jié)構(gòu)示意圖圖3-3孤石爆破布孔平面示意圖第三篇爆破施工技術(shù)方案表3-1基巖突起裝藥參數(shù)表基巖厚度H（m）超深h(m)孔距a(m)排距b(m)孔深L(m)單耗㎏/m3裝藥Q（㎏）裝藥形式3.01.00.81.041.784.27連續(xù)6.01.21.01.17.21.7811.75分層9.01.51.21.210.51.7823.07分層2）基巖爆破由于孤石埋深較深，從而導致其爆破破碎難度較大，為了便于施工及爆破破碎效果，采取首先對前排孔進行爆破，然后利用前排空爆破擠壓周圍土層產(chǎn)生的自由面，再對后排孔進行逐個起爆。炮孔間排距均為0.8~1.5m，鉆孔超深1.0~2.0m，裝藥深度比基巖厚度深約0.8~1.5m。第三篇爆破施工技術(shù)方案具體鉆孔裝藥結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖3-4厚度3.0m基巖爆破裝藥結(jié)構(gòu)示意圖圖3-5厚度3.0m以上基巖爆破裝藥結(jié)構(gòu)示意圖第三篇爆破施工技術(shù)方案（七）藥包加工炸藥配重圖3-6單段藥包加工示意圖配重雷管雷管炸藥堵塞圖3-7分段藥包加工示意圖第三篇爆破施工技術(shù)方案藥卷包扎

炮眼裝藥

第三篇爆破施工技術(shù)方案炮眼填塞

炮眼裝藥

第三篇爆破施工技術(shù)方案（八）抗浮配重由于炸藥與孔內(nèi)的泥漿水比重相近，導致藥包無法下沉或下沉后在浮力作用下而無法固定，所以需對藥包進行配重抗浮。

（九）藥包就位和防護藥包加工好后，在管壁上端鉆兩孔，用鐵絲綁定，上系繩索，然后開始下藥包。根據(jù)鉆孔隊提供的鉆孔參數(shù)和驗孔情況，確定裝藥底部深度N1，然后準確測量PVC管與繩索的長度之和N2，使N1=N2，將整個藥包懸吊到準確的位置上，誤差控制在+10㎝之內(nèi)。藥包就位后，用鐵絲把繩索固定在套管壁上，使其不再移動。地面鐵板木枋沙包沙包堵塞圖3-8爆破防護示意圖第三篇爆破施工技術(shù)方案爆破覆蓋

起爆網(wǎng)絡聯(lián)接

第三篇爆破施工技術(shù)方案爆破安全校核（1）爆破安全距離為了確保爆破施工的安全，避免爆破對建筑物的損壞，施工前必須進行爆破安全距離計算，施工中嚴格按照計算的安全用藥量裝藥，并按計算的安全距離設置警戒范圍。根據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2003）規(guī)定，隧道的安全允許振速為7~15cm/s，一般房屋安全允許振速3.0cm/s.爆破地震安全距離公式：式中：V——地震安全速度（cm/s）

Q——最大段裝藥量，齊發(fā)裝藥量（kg）

K——與地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)a——爆破衰減系數(shù)K、a屬于經(jīng)驗數(shù)值，暫按中硬巖取值：K=180，a=1.8，在爆破作業(yè)中，K、a也需要通過爆破震動監(jiān)測用回歸方法進一步確定。（2）飛石對人員的安全距離按《水運工程爆破技術(shù)規(guī)范》表4.3.9和《爆破安全規(guī)程》GB6722-2003表10，當水深超過6米時，不考慮飛石對地面或水面以上人員的影響。本工程在水下15米以下處爆破，爆破沒有飛石產(chǎn)生，故100m的警戒距離是足夠安全的。第三篇爆破施工技術(shù)方案深

孔

孤石

爆

破

施

工

流

程圖是否報告監(jiān)理檢查簽字確認清場安全警戒裝藥及填塞是否報告監(jiān)理檢查簽字確認是否報告監(jiān)理檢查簽字確認是否報告監(jiān)理檢查簽字確認是否報告監(jiān)理檢查簽字確認炸藥到場技術(shù)交底施工準備鉆孔施工施工測量現(xiàn)場負責人檢查是否報告監(jiān)理檢查簽字確認爆破監(jiān)測情況反饋總負責人安全警戒與起爆爆破效果檢查警戒解除警戒解除炮孔驗收聯(lián)線第三篇爆破施工技術(shù)方案四、安全保證措施及應急預案人員組織機構(gòu)本工程成立一個爆破指揮機構(gòu)，全面負責該工程的施工進度質(zhì)量及安全。序號工序或工作內(nèi)容主要責任人備注1施工負責人項目經(jīng)理2技術(shù)質(zhì)量負責項目總工3施工技術(shù)工程技術(shù)部4質(zhì)量控制安質(zhì)部5安全負責安質(zhì)部6物資設備物設部7實驗工