臨近公路危巖靜態(tài)爆破施工方案

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1、編制說明 11.1編制依據(jù) 11.2編制范圍 11.3編制原則 12、工程概況及不良地質情況 23、施工總體思路及施工措施 33.1施工總體思路 33.2施工措施 34、安全防護 55、主要施工工藝及方法 65.1靜態(tài)爆破原理 65.2靜態(tài)爆破施工流程 65.3靜態(tài)爆破施工方法 65.4對危巖WY1清刷后坡面防護 126、工期計劃 147、擬投入主要施工人員、機械設備及材料 148、質量標準 159、安全措施及注意事項 1510、環(huán)保措施 161、編制說明1.1編制依據(jù)（1）山西**鐵路有限責任公司《**鐵路太原至靜游段鐵路指導性施工組織設計》。（2）新建**鐵路太原至靜游段工程TXXS-1標段工程招標文件、合同文件、設計文件、施工圖紙等。（3）國家、鐵道部、建設部、業(yè)主及地方政府有關安全、環(huán)境保護、水土保持的法律、規(guī)程、規(guī)則、條例等。（4）我公司積累的類似工程相關施工工藝、工法以及投入管理人員的管理水平、技術狀況、裝備力量及多年來的施工經驗。（5）現(xiàn)場調查所獲各種資料。1.2編制范圍新建**鐵路太原至靜游段工程TXXS-1標段新橫嶺隧道出口WY1危巖處理。1.3編制原則（1）堅持確保質量、安全和工期的原則；在保證安全、質量的同時，省時、省力、省成本。（2）堅持不斷優(yōu)化施工方案的原則。（3）堅持“改造自然、保護自然、建設鐵路、環(huán)保同行”和以人為本的原則。（4）運用平行、交叉、流水等科學手段組織施工，工期安排遵循“合理可行、留有余地”的原則。（5）本著先進性與適用性相結合的原則，采用先進可靠的技術，加強控制，確保優(yōu)質、安全、快速、高效完成該項工作，并以先進可靠的施工方法和工藝控制投資，降低成本。（6）堅持“高標準、高質量、科研先行”的原則，以“高、精、尖”為要求，配置與選擇施工設備、技術、工藝，特殊工序遵循先試驗、后實施，做到安全可靠。（7）遵循“重視環(huán)境、保護環(huán)境”的原則，做到不擾民，不污染環(huán)境。2、工程概況及不良地質情況新橫嶺隧道起訖里程為DK15+333～DK20+255.9，全長4922.9m，為單線隧道。隧道位于山西省太原市剝蝕侵蝕中山區(qū)，山勢陡峻、溝谷縱橫，出口端地質為奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組石灰?guī)r層，巖石陡直，施工條件困難。隧道出口段位于汾河**旅游風景區(qū)，出口（白文端）洞門里程為DK20+255.9，隧道洞頂、左側均為**景區(qū)一景點——老虎口。隧道出口段DK20+050～DK20+255.9，左側緊鄰汾河**旅游公路，右側緊鄰既有太古嵐鐵路。洞身左側覆蓋層巖體厚度為40～50米之間，山勢陡峻，呈倒角形態(tài)。巖層表面3～5m，風化程度嚴重，節(jié)理、裂隙發(fā)育，屬硅質、鈣質膠結石灰?guī)r等沉積巖。隧道右側距既有太古嵐線隧道線間距為30米，且與既有隧道平行。新建隧道出口邊仰坡陡且高，巖體節(jié)理較發(fā)育，且由于局部夾薄層泥灰?guī)r，存在差異風化，受垂直節(jié)理切割，形成危巖體，其特征如下：WY1危巖位于新建鐵路隧道出口左側約30米處（公路上方），裂縫寬約0.1-0.2米。危巖寬約8米，高約10米，厚約6米。危巖在爆破、列車震動、降水等作用下易產生落石、崩塌等不良地質，危及公路及鐵路運營安全，需采取清理、加固措施，確保安全。3、施工總體思路及施工措施3.1施工總體思路經現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn)WY1所處山體山勢陡峻、溝谷縱橫，巖石陡直，施工條件極其困難。受現(xiàn)場地形及施工工作面限制，無法滿足施工機械作業(yè)條件及要求，只能對WY1采取靜態(tài)爆破，人工撬塊，層層剝離的方式，自上而下進行清刷，直至穩(wěn)定圍巖面，清刷WY1危巖體后，對清除面約8米×10米（寬×高）范圍內進行噴錨網加固防護，防止巖面進一步風化，徹底消除安全隱患。噴錨采用Φ22砂漿錨桿，長L=3.5米，間距1.5×1.5米，梅花型布置，HPB235φ6鋼筋網片，網格間距20cm×20cm，噴C25混凝土厚10cm。估算工程量如下表：序號項目單位工程量備注1危巖靜態(tài)爆破m35002砂漿錨桿根50Φ22，L=3.5米3鋼筋網T0.2φ6，20cm×20cm，4噴射混凝土m310C25，厚10cm3.2施工措施（1）施工便道施工便道自**公路引入修建至工作面，達到爆破設備及材料的運輸目的。新建便道長約500米，路面寬3.5米，采用泥結碎石路面，設2％橫向排水坡，最大縱坡不大于10%，最小曲線半徑不得小于30米，施工便道修建需進行石方開挖約400m3。（2）腳手架為滿足施工工作面要求，確保施工安全，根據(jù)山體地形特征，自**公路面搭設腳手架至危巖WY1處，危巖WY1處腳手架有效工作平臺寬度不小于1.5米。主要材料為直徑40mm的鋼管、竹排、鋼絲繩和錨桿。腳手架立桿間距1.5m，橫桿間距2.0m，每個鋼管結點用直徑22mm、長2.5m的錨桿錨固在巖體中，坡面撐桿設在立、橫桿相交處，長度據(jù)現(xiàn)場確定，與立桿連接支撐在坡面上，腳手架頂部用直徑12mm的鋼絲繩拉于地錨固定，在鋼管橫桿上鋪設竹排，腳手架外部掛設安全網，腳手架兩端、中間每隔一定距離布設剪刀撐，剪刀撐連接3～4根立桿，斜桿與地面夾角為45°～65°，相鄰兩排剪刀撐之間加設一根長斜桿，剪刀撐的斜桿兩端除用旋轉扣件與腳手架的立桿或橫桿扣緊外，在其中間增加2～4個扣結點。腳手架搭設高度約45米。腳手架示意圖如下：4、安全防護為確保**公路及施工安全，根據(jù)山體地形特征，施工期間須封閉**公路、拆除**門衛(wèi)值班房及防護落石、滾石可能造成危害的**公路橋部位。（1）**公路安全防護WY1位于新建鐵路隧道出口左側約30米，**公路上方，為確保施工及**公路安全，爆破施工開工前與**管理局簽訂安全配合協(xié)議，對可能造成安全隱患路段的周邊至少300米進行封閉處理，封閉路段兩側各設3名專人24小時進行值班盯控，并配備通訊電話及對講機，隨時保持通訊暢通。嚴禁行人或車輛進入封閉路段，發(fā)現(xiàn)異常立即上報并及時處理。施工期間聘請有關安全人員指導、幫助工程部門把好安全關，共同營造施工期間安全氛圍。完工后對**公路進行恢復，確認安全后解除**公路封閉。（2）**門衛(wèi)值班房安全防護WY1位于**公路門衛(wèi)值班房上方，施工過程中必然造成**門衛(wèi)值班房的安全隱患，為確保施工期間**門衛(wèi)值班房及值班人員安全，爆破施工開工前與**管理局簽訂安全配合協(xié)議，對**門衛(wèi)值班房進行拆遷處理，對其值班人員進行撤離，待完工并確認安全后按相關協(xié)議進行**門衛(wèi)值班房的恢復或重建。（3）**公路橋安全防護施工期間危巖爆破產生的落石滾石可能造成**公路橋靠近山體一側橋臺的損壞，為確保施工及**公路橋臺安全，爆破施工開工前與相關單位簽訂安全配合協(xié)議，橋臺部位鋪設80cm厚細砂并在橋臺前方設1.0m高擋土坎，以確保施工期間橋臺安全，待完工并確認安全后進行橋臺恢復。5、主要施工工藝及方法5.1靜態(tài)爆破原理無聲破碎劑是通過與水反應，形成固相體積增大的結晶，結晶生長力對孔壁施加壓縮應力，當與壓縮應力成垂直方向的張拉應力超過了脆性物體的極限強度時，物體發(fā)生龜裂，隨著無聲破碎劑的膨脹壓不斷增長，被破碎物體的裂縫不斷擴大，直到破碎。常規(guī)施工方法是將無聲破碎劑用水拌成漿體，填充在巖石鉆孔中，在常溫下可產生30Mpa以上的膨脹壓，經6h～24h將巖石破碎。無聲破碎劑施工時，無震動、噪音、毒氣，加上不是危險品，所以便于運輸、保管和使用，安全方便。5.2靜態(tài)爆破施工流程無聲破碎劑施工流程為：施工準備→鉆孔破碎設計→鉆孔→將無聲破碎劑與水攪拌成漿→灌漿→巖石開裂→清理破碎巖石。5.3靜態(tài)爆破施工方法（1）準備工作1）測量放線：根據(jù)危巖特點及現(xiàn)場地形確定并測放危巖開挖線，放出危巖清理范圍及施工控制參照線。2）做好防排水工作。3）挖除覆蓋層：根據(jù)現(xiàn)場地形條件，人工挖除表面覆蓋土層并棄至運離石方區(qū)，將表層碎裂巖石用人工全部清除，使整體巖石全部裸露，為鉆眼爆破做好準備。4）準備好靜態(tài)爆破所用材料：藥劑、潔凈拌和水、盛水桶、拌和盆、捅棍（水平灌裝）、防護眼鏡、橡膠手套、備用潔凈水和毛巾。（2）鉆孔設計及鉆孔1）鉆孔設計巖石的破碎設計首先要了解山體的地質構造、巖質、節(jié)理發(fā)育狀況(傾斜角度)，巖石的抗壓強度和抗拉強度，然后確定破碎時的最小抵抗線形W、孔距a和排距b、孔徑D、孔深L、鉆孔方向和鉆孔布置。根據(jù)施工取得的經驗，各種參數(shù)一般估計值如下：最小抵抗線形W最小抵抗線根據(jù)巖石的形狀、節(jié)理、鉆孔孔徑和要求破碎的塊度等因素來確定，一般取值為：破碎軟質巖石：W=40cm～60cm，破碎中、硬質巖石：W=25cm～40cm。根據(jù)設計資料及現(xiàn)場查勘情況，危巖巖體屬于中、硬質巖石，所以取W=35cm?？拙郺和排距b巖石破碎塊度較小時，W、a、b均取小值，相反，取大值，一般取值為：破碎軟質巖石：a=40cm～60cm，破碎中、硬質巖石：a=30cm～50cm。排距b根據(jù)巖體的自由面多少決定，自由面多，b取較大值，反之，b取較小值。多排孔分次破碎時，b一般等于(0.6～0.9)a。多排孔采用梅花形布孔。危巖巖體屬于中、硬質巖石，所以取a=40cm，b=0.8a=32cm。孔徑D孔徑是決定無聲破碎劑破碎效率的重要因素?？讖紻較大，無聲破碎劑裝藥量較多，產生的膨脹壓較大，其破碎效果較高。但由于無聲破碎劑水化同時放出熱量，當內部蓄熱狀態(tài)達100℃時，無聲破碎劑漿體中未水化的水分就會沸騰，產生蒸汽壓，從而把無聲破碎劑漿體噴出來。所以，最大孔徑D主要取決于無聲破碎劑漿體是否噴出來。一般孔徑不小于20mm，但不大于50mm，取D=40mm?？咨頛孔深大小主要取決于破碎面的高度(H)和巖石的約束程度。無聲破碎劑漿體填滿鉆孔時，由于孔底部分發(fā)生裂紋較困難，所以，冬季施工，最大孔徑D可以適當放寬。當設計破碎面為巖石的節(jié)理面或斷裂面時：L=(O.90～1.05)H，(H為設計破碎高度)。對于巖體節(jié)理面不清楚時，除創(chuàng)造人工自由面外，由于無聲破碎劑對孔底部分破壞困難，孔深要比設計破碎深度大5％Hcm。相反，對于孤石破碎，因其四面凌空，L可為H的80％左右。鉆孔方向鉆孔方向與巖體的節(jié)理方向互相垂直，其破碎效果最好。一般來說，盡可能鉆垂直孔，鉆孔施工和填充無聲破碎劑漿體方便簡單。如巖石節(jié)理不清楚，則要在破碎面上打水平孔或斜孔、再打垂直孔，分段切割或破碎，以達到最佳破碎效果。鉆孔布置a孤石：根據(jù)孤石的大小、形狀和破碎塊度，來調節(jié)無聲破碎劑用量。取值為：D=30mm～50mm，a=40cm～60cm，L=80％H。b巖石切割：有節(jié)理情況下，鉆孔方向要與節(jié)理面垂直；對于遠離自由面的采取梅花型及在巖石破碎面的上面和側面同時鉆孔的形式進行破碎；在無節(jié)理面或節(jié)理面不清楚時，要在預定破碎面上鉆水平孔，創(chuàng)造人工自由面，方可奏效。取值為：D=30mm～40mm，a=20cm～40cm，L=(1.0～1.05)H。c鉆孔位置與裂紋形狀：巖石鉆孔灌入無聲破碎劑漿體后，裂紋一般按相鄰接近的孔首先聯(lián)成線。d孔距與孔徑的關系：一般情況下，孔距與孔徑之比為10倍左右。2）鉆孔根據(jù)鉆孔設計確定的相關參數(shù)在巖石上用空壓機帶動風鉆進行鉆孔。初步確定靜態(tài)爆破參數(shù)后，選擇代表性段落進行試爆，根據(jù)試爆效果修正爆破參數(shù)后，再進行正式施工。（3）拌漿、灌漿1）無聲破碎劑型號的選擇施工中，根據(jù)施工期間的氣溫或工作環(huán)境溫度選擇無聲破碎劑型號，見下表。無聲破碎劑型號和使用范圍型號使用溫度范圍使用季節(jié)無聲破碎劑I20℃～35℃夏季用無聲破碎劑Ⅱ10℃～25℃春秋用無聲破碎劑Ⅲ5℃～15℃冬季用無聲破碎劑Ⅳ-5℃～8℃寒冬用結合本工程的施工時間，選用無聲破碎劑Ⅳ型。2）無聲破碎劑使用量估算根據(jù)試驗測得無聲破碎劑的比重和每立方米漿體中無聲破碎劑重量K，見下表。無聲破碎劑比重及漿體容重無聲破碎劑型號比重／g·cm-3水灰比K/kg.m-3無聲破碎劑-Ⅲ、Ⅳ3.280.331650無聲破碎劑用量Q=∏R2LK式中：Q——每米鉆孔的無聲破碎劑理論用量，kg/m3；R——鉆孔半徑，m；L——鉆孔深度，m，L=1.0m；K——每立方米漿體中無聲破碎劑用量，kg/m3；當鉆孔直徑不同和使用無聲破碎劑型號不同時，算出每米鉆孔的無聲破碎劑使用量，見下表。無聲破碎劑-Ⅲ、Ⅳ：Q=3．14×R2×1×1650=5181×R2(kg/m)。每米鉆孔的無聲破碎劑使用量表型號鉆孔直徑/mm2830323436384042444648無聲破碎劑-Ⅲ、Ⅳ4.064.665.315.996.717.488.299.1410.0310.9611.943）無聲破碎劑質量檢查無聲破碎劑為塑料袋包裝，只要不受潮，存放一年左右不會變質?，F(xiàn)場可用如下直觀試驗法鑒別：取200g無聲破碎劑與60ml水拌成漿體，灌入100ml玻璃瓶中，在相應溫度下，經8h～24h玻璃瓶破裂，則此無聲破碎劑有效，可以繼續(xù)使用。4）拌漿無聲破碎劑每袋為5Kg，加水量一般為無聲破碎劑重量的30％，即加入1500ml的水，無聲破碎劑漿體以暢流入孔為準，無需多加，否則會降低破碎效果。攪拌時，先把水倒人桶中，再倒無聲破碎劑，用人工攪拌時，要戴橡膠手套，攪拌時間一般為60s～90s。無聲破碎劑如果結塊久置，會降低它的性能，所以殘留在桶底的無聲破碎劑結塊，要隨時清理。攪拌好的無聲破碎劑漿體，要在10min以內用完，久置會使灌孔困難，效率降低。5）灌漿①對于垂直孔，可直接傾倒進去，孔口留2cm左右空隙，用廢紙或廢布將口堵實，有利于提早破碎時間。②對于斜孔或水平孔，為防止倒流的現(xiàn)象，可用水灰比為0．25～0.28的水與無聲破碎劑拌成漿體，用手搓成條，塞入孔中，再用木棒搗壓密實，最后用塞子堵口。③多排孔采用梅花型布置。鄰近自由面的孔，容易開裂，中間孔因受四周限制，開裂困難，因此，在灌無聲破碎劑漿體時，要有一定的時間差，即先灌邊緣一、二排孔，經l～3h，再灌三、四排孔，以此類推。④灌漿時，為確保施工人員安全需配戴防護眼鏡及口罩，避免漿體沖出傷及眼睛和其它部位。因無聲破碎劑具有輕度腐蝕性，所以碰到皮膚時要立即用清水沖洗。施工期間，聘請生產廠家現(xiàn)場指導。（5）藥劑反應時間的控制藥劑反應的快慢與溫度有直接的關系，溫度越高，反應時間越快，反之則慢。藥劑（卷）反應時間過快易發(fā)生沖孔傷人事故。實際操作中，控制藥劑反應時間太快的方法有兩種，一種是在拌合水中加入抑制劑或促發(fā)劑，加入量為拌合水的0.5﹪～6﹪；另一種方法是嚴格控制拌和水、干粉藥劑和巖石溫度。氣溫較高時，破碎前對被破碎物遮擋，藥劑存放低溫處，避免暴曬。將拌合水溫度控制在15℃以下。氣溫較低時，藥劑反應時間會延長，反應時間太長會給施工帶來不便。一般解決辦法是加入保溫劑和提高拌和水溫度。保溫劑加入過多，會降低藥劑膨脹力。拌和水溫度可根據(jù)實際適當提高，但最高不可超過40℃（否則可能沖孔）。反應時間一般控制在15～30分鐘為較好，施工現(xiàn)場條件較好時，可根據(jù)實際縮短反應時間，以利于施工。每次靜態(tài)爆破的數(shù)量控制在20m3左右，鉆孔數(shù)量控制在60～100個，灌裝靜態(tài)爆破劑的時間控制在30分鐘以內。無聲破碎劑完全膨脹時間由試驗確定。(6）清理巖石待無聲破碎劑完全膨脹后，由人工使用鋼釬清理破碎的巖石，清理順序為自上而下，清理完成后進入下一層巖石的靜態(tài)爆破。清理過程中注意安全，防止巖石墜落傷人事件發(fā)生。5.4對危巖WY1清刷后坡面防護（1）施工準備施工前先根據(jù)邊仰坡現(xiàn)場實際情況確定防護范圍，后用腳手架、竹排等架設施工平臺，施工平臺要保證穩(wěn)定、可靠，平臺的高度根據(jù)邊仰坡的高度及施工操作方便而定，另外在原地面合適地方于腳手架搭設處左右兩側各清理20m2左右的場地，以放置噴射機及堆料的要求。（2）砂漿錨桿的施工錨桿預先在鋼筋加工場按設計要求加工制作。砂漿強度不得低于M20。砂漿錨桿施工工藝流程為：鉆孔→清孔→注漿→插入桿體→安裝錨桿墊板。施工采用人工手持氣腿式風鉆，按設計要求鉆孔，達到標準后，用高壓風清除孔內巖屑；用注漿泵將水泥砂漿注入孔內，砂漿至少填充錨桿孔體積的2/3后方可停止注漿；及時將加工好的桿體插入孔內，安裝錨桿墊板。施工注意事項：錨桿鉆孔位置及孔深必須準確；錨桿要除去油污、鐵銹和雜質；錨桿體插入孔內不小于設計長度的95%。（3）鋼筋網鋼筋網擬采用HPB235φ6鋼筋加工，網格間距20cm×20cm，按設計預先在加工場加工成型，鋼筋網制作前對鋼筋進行校直、除銹及油污等處理。鋼筋類型及網格間距符合要求。鋼筋網根據(jù)危巖清理后邊仰坡的實際起伏形狀鋪設，并與巖面間隙不大于3cm。鋼筋網與鋼筋網、鋼筋網與錨桿點焊在一起，使鋼筋網在噴射混凝土時不晃動。鋼筋網加工場加工成片，采用安全繩將網片吊至工作面，現(xiàn)場焊接形成整體。（4）噴射砼噴射混凝土采用**出口拌合站拌制，噴射機械手濕噴混凝土作業(yè)。初噴在爆破開挖完成后立即進行，以盡早封閉暴露開挖面，防止表層風化剝落。噴射砼前，根據(jù)《砼錨噴支護技術規(guī)范》的規(guī)定及施工前所做的標準配合比再進行試配，力求達到強度的前提下回彈量最小，施工中將嚴格按照施工規(guī)范及施工經驗控制好砼的施工質量：1）噴射前，對邊仰坡坡面上可能松動的巖石再次進行清理，并用高壓風清理坡面上的其它雜物，且使坡面有一定的濕度；2）噴嘴與受噴面保持垂直，同時與受噴面保持0.6～1m的間距；3）噴射砼的回彈物一律作廢品處理，所有回彈砼將從工作面清除，嚴禁重復使用回彈砼料；4）為保證砼噴射厚度和減少砼回彈率，施工時，采取分層噴射砼方法，并在坡面上打入控制厚度的標記鋼筋。5）對噴射完畢的砼進行定期養(yǎng)生，養(yǎng)生時間不少于14天，并且每天灑水保濕。6、工期計劃本危巖清理施工計劃工期為3個月。7、擬投入主要施工人員、機械設備及材料根據(jù)每日計劃完成工作量，以滿足施工要求，合理利用勞動力，充分發(fā)揮機械設備使用效率為原則，擬投入施工人員、機械設備及材料如下表：主要施工人員數(shù)量表序號工種單位施工部位數(shù)量備注1管理人員名新**隧道出口WY1清理5全面管理2靜態(tài)爆破員名新**隧道出口WY1清理15爆破3架子工名新**隧道出口WY1清理6局部搭設腳手架4機械工名新**隧道出口WY1清理35司機名新**隧道出口WY1清理36電工名新**隧道出口WY1清理17普工名新**隧道出口WY1清理10清理主要機械設備及材料表序號設備/材料名稱型號規(guī)格單位施工部位數(shù)量備注1移動式空壓機2.5m3/min臺新**隧道出口WY1清理5打眼送風3人工風槍7655型支新**隧道出口WY1清理10打眼4風鎬支新**隧道出口WY1清理5局部清理5挖掘機320型臺新**隧道出口WY1清理1清理公路面落石滾石6自卸汽車12m3臺新**隧道出口WY