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边坡爆破方案

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北京密云云凤庄园住宅项目二期工程
山体公园岩石边坡修整爆破设计

目 录
1设计说明及依据 1
1.1设计说明 1
1.2设计依据 1
2工程概述 1
2.1工程概况 1
2.2工程难点 2
3爆破方案 2
3.1爆破施工方案 2
3.2主要施工措施 11
3.3爆破安全与防护措施 11
3.4爆破技术要求 14
3.5施工工艺 14
4、爆破器材及其它材料 18

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1设计说明及依据
1.1设计说明
本设计的编写充分体现工程目的和要求，考虑目前爆破技术现状和类似工程施工和管理经验，结合北京密云云凤庄园住宅项目二期工程山体公园岩石边坡修整爆破的特点和周边环境情况，执行爆破行业的有关规定，满足业主对工程质量、工期和进度的要求，确保施工安全。
1.2设计依据
（1）《北京密云云凤庄园住宅项目二期工程山体公园挡墙与边坡防护施工图设计》；
（2）《岩土工程勘察报告》
（3）《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》；
（4）《爆破安全规程》（GB6722-2003）；
（5）现场调查资料；
（6）类似工程中的施工管理经验。
2工程概述
2.1工程概况
爆破工程场区位于北京市密云县溪翁庄镇东智东村北侧，密关路东侧，为修建山体公园，将原水泥厂开挖爆破后的山体进行边坡修整，根据设计要求，西侧山体爆破开挖坡度为45°，东侧山体开挖坡度为66°，最大开挖深度为28米。依据《岩土工程勘察报告》，山体岩性为石灰岩，硬度系数f值为7，裂隙发育，岩石整体性较差。爆破区域四周400米内无重要设施和建筑物，西南侧400米为在建别墅区，爆破环境良好。
2.2工程难点
（1）坡度陡峭，钻孔困难。原山体的坡度陡峭，探头石、危险石较多，需要修筑道路和工作平台，作业困难。
（2）岩石整体性差，边坡质量要求高。拟开挖的边坡角度约为45°和66°，且开挖线开口形状为曲线型，需要采用光面爆破和浅孔爆破相结合的作业方式，以满足边坡角度和形状的要求。
（3）由于山体岩性破碎、节理、裂隙发育，建议东侧山体与西侧山体都修整成45°边坡角，防止山体崩落和滑坡。
3爆破方案
3.1爆破施工方案
3.1.1爆破施工原则
（1）石方爆破有关规范、规程以及爆破技术要求。
（2）确保爆破及周边环境的安全。
（3）为保证施工的连续性和破碎质量，同时有利于爆破安全的控制，石方爆破一律采用潜孔钻钻孔，光面爆破技术。
（4）爆破有害效应控制在《爆破安全规程》（GB6722-2003）规定范围内。
（5）利用现有地形，合理布置工作面。
（6）根据爆破区域的不同位置，严格控制爆破单位炸药消耗量、单响最大药量和一次爆破规模。采用毫秒微差起爆方法，最大限度地减少爆破振动对主体建筑物及周边环境的影响。
（7）采取有效安全防护措施和技术手段，控制爆破飞石、滚石对周边环境的影响。
3.1.2爆破方案
根据本工程的地质条件、地形特征和周边环境，并结合以往类似工程的实践经验，爆破方案确定如下：主爆孔爆破采用松动爆破技术，预留光爆层作为边坡处保护层，开挖线爆破采用光面爆破技术。施工方案如图1。爆破施工分为东西两区，分别作业，光面爆破布孔示意图见图2和图3.
45°（66°）
光爆层2.0m
光爆孔
主爆孔

图1：爆破施工方案

图2 西侧修坡爆破示意图（坡角45°）

图3 东侧修坡爆破示意图（坡角66°）
爆破施工工序：
（1）场地平整。使用人工浅孔爆破进行上山临时道路修筑，开挖深度小于2m的区域，采用小直径台阶控制爆破技术施工。
（2）主体爆破。自上而下分2~3层台阶进行开挖，孔深度暂时定为15左右米。爆破时在边坡前部预留2.0米光爆层，确保边坡岩体是稳定性。
（3）二次破碎。大块岩石二次破碎采用机械破碎法，对于特别大的岩块先用爆破法弱分解成几个大块后，再用机械破碎。
（4）起爆技术。采用毫秒延时起爆网路，严格控制爆破振动对周边建（构）筑物的危害。
（5）安全措施。该工程的爆破危害主要是控制爆破飞石对主体建筑物和周边环境的影响。采用松动爆破技术、加大填塞长度等技术措施实现对爆破飞石危害效应的控制。
3.1.3爆破参数
爆破参数主要依据待爆岩体的性质、爆破区域周边环境、钻孔机械、炸药种类等因素进行选取。如遇特殊地质构造等情况应适当调整爆破参数。
（1）主控制爆区深孔爆破参数
为了满足粒径要求，降低大块率，同时满足爆破、挖装、运输效率的优化，主爆破区域钻孔直径不宜选择过大。根据工程经验，本工程深孔爆破钻孔直径选择Φ=90mm。爆破参数按以下各式计算（H代表台阶高度）：
最小抵抗线 W=（25～40）Φ m
钻孔超深 h=(0.25～0.35)W m
炮孔深度　　　 L=H+h m
填塞长度 lˊ=（0.8～1.5）W m
装药长度 l=L～lˊ m
孔间距 a=(1.0～1.5)W m
排间距 b=(0.8～1.0)W m
单孔药量 Q=q·a·b·H kg
或： Q=q·W·a·H kg
该工程的岩石为浅粒岩，根据以往控制爆破工程经验，炸药单耗应在 0.4～0.5kg/m3。

表1 Φ90深孔台阶控制爆破参数
H(m)
W(m)
h(m)
a(m)
b(m)
L(m)
l (m)
lˊ(m)
Q(kg)
3
2.3
0.3
2.5
2.3
3.3
0.8
2.5
3.5
4
2.3
0.3
2.5
2.3
4.3
1.8
2.5
8
5
2.5
0.5
2.7
2.5
5.5
2.5
3
11
6
2.5
0.5
2.7
2.5
6.5
3.5
3
15.5
7
2.7
0.8
3.0
2.8
7.8
4.8
3.0
21.6
8
2.7
1.0
3.0
2.9
9.0
6.0
3.0
27.0
9
2.7
1.2
3.2
2.9
10.2
7.0
3.2
31.5
10
2.8
1.5
3.2
2.9
11.5
8.0
3.5
36.0
注：单位长度装药量4.5kg/m(乳化炸药)

根据该工程情况确定主爆区每次爆破布孔一般为3~6排。其基本参数由台阶高度不同计算确定（见表1）。钻孔布置采用梅花形或长方形布孔，台阶松动控制爆破断面见图5，平面图见图6。

图4 松动控制爆破断面图

（2）光面爆破爆破参数
钻孔直径Φ=90mm，炮孔角度按照边坡设计角度控制，钻孔位置沿开挖轮廓线布置，其爆破参数的计算公式如下：
最小抵抗线 W=2。0m
炮孔深度　　　 L=15m
孔间距 a=1.6m
单孔药量计算：
根据工程具体情况，结合以往的经验，q光可按下式计算：
q光 ＝k光·a光·W光
式中：q光-----光面爆破线装药密度（Kg/m）；
k光-----光面爆破单位用药量（g/m3）；取k光＝（75～90）；
a光-----光面爆破孔距（m）；
W光-----光爆层厚（m）。
本设计取q光＝（180～300）（g/m）
（3）大块岩石爆破参数
为保证安全，大块岩石、孤石二次破碎主要采用机械破碎法，对于特别大块岩石可先采用弱爆破法使其破裂为若干大块岩石，然后再利用机械破碎，使其满足块石粒径要求。大块岩石二次破碎爆破钻孔直径选择Φ=42mm，单位炸药消耗量控制在0.05kg/ m3，钻孔深度L=2/3·H，最小抵抗线W=1/2·hˊ。爆破参数见表3。
表2 大块岩石、孤石二次破碎爆破参数表
H
（m）
hˊ
（m）
W
（m）
V
（m3）
L
（m）
Q
(kg)
1.0
1.0
0.50
1.4
0.60
0.08
1.5
1.0
0.50
2.2
0.90
0.1
注： H代表大块高度，hˊ代表大块宽度。

3.1.4火工品器材
（1）炸药
本工程石方爆破主爆药为乳化炸药，爆破起爆体为管状乳化炸药。
（2）雷管
本工程石方爆破的起爆网路为电与非电混合式微差起爆网路，孔内雷管选择10～12m导爆管非电毫秒雷管，孔外连接管选择3~5段毫秒电雷管，大块岩石破碎选用瞬发电雷管。
3.1.5装药结构
（1）主控制爆区
深孔台阶控制爆破使用乳化炸药作起爆药和主爆炸药，填塞材料使用石粉碴。起爆药包位于炮孔下部。当孔内有水时，先用高压风管进行吹水。
浅眼台阶控制爆破、大块岩石二次破碎爆破均采用管状乳化炸药做主爆炸药，整卷下装，起爆雷管置于炮孔底部，使用石粉碴填塞。
3.1.6起爆网路
（1）主炮孔起爆网路
选用目前使用最为安全可靠的电与非电导爆管混合起爆网路，孔内和主体网路连接均使用导爆管雷管，最终由电雷管引爆。
采用毫秒微差起爆方法，起爆方式根据待爆岩体条件采用排间起爆，排间间隔时间不小于50ms。爆区网路连接见图7。

图5 主控制爆区起爆网路示意图

3.1.7大块岩石二次破碎
挖装运输过程中，超过挖装粒径要求的大块岩石不能装车，需进行二次解小。以往施工经验，大块岩石二次破碎采用爆破法处理，其爆破飞石比较难控制，容易引起爆破安全事故。采用机械破碎法，即利用液压油炮破碎大块岩石。这样既保证施工安全，又有利于挖装作业的连续性，提高装车效率。因此，本工程施工大块岩石二次破碎主要采用液压油炮破碎，但对个别特大块岩石使用液压油炮处理比较困难，可以采用浅眼爆破实施弱爆破，使其开裂，然后再使用机械法进行大块岩石二次破碎。
浅眼爆破法进行特大块岩石二次破碎必须严格控制装药量，确保爆破不产生飞石。特大块岩石二次爆破破碎工作与深孔爆破同时进行，以减少对挖运作业的影响。
3.2主要施工措施
（1）为保证工程施工安全，确保工程质量和施工工期，科学合理地根据现场实际情况划分施工台阶。
（2）大块石的二次破碎和孤石的处理方法是否科学合理，关系到飞石是否能够得到有效控制的关键之一，因此尽量采用机械施工，当采用爆破施工时，必须加强防护。
（3）施工时要根据不同的台阶高度、地质、地形和周边环境情况选择爆破参数如：孔距、孔径、孔深、段数、单耗、抵抗线和单次爆破规模及选择合理的爆破临空面等。
（4）加强与业主、指挥部和监理的联系，积极组织运输施工。为满足运输需要，施工时合理布置爆破工作面，及时调整施工计划，保证工程进度。
（5）建立高速运转的项目经理部，加强内部管理，落实责任制为工程施工打好良好基础。
3.3爆破安全与防护措施
爆破危害效应主要包括爆破振动、爆破飞石和爆破滚石几个方面。该爆破工程周边环境较复杂，需要采取有效的控制措施，尽量减小爆破危害效应对周边环境的影响。
3.3.1爆破振动
A 爆破振动安全距离计算
为保证爆破时周围建筑物设施的安全，根据《爆破安全规程》（GB6722-2003），对爆破振动进行安全距离计算，校核爆破设计的装药量，控制一次齐爆最大药量，减弱振动效应，确保爆区四周建（构）筑物和设施的安全。
按公式： 计算出药量和距离的关系：

装药量和安全距离计算结果见表4。
式中：R——爆区到建筑物的距离，m；
Q——允许的齐发最大安全装药量，kg；
V——最大安全振动速度，cm/s；
k，α——与地质条件有关的系数。
根据该爆区的地质条件，取k=120，α=1.5
表3 最大单响药量与距离和振速的关系
距离（m）
振速(cm/s)
30
50
80
100
150
1
2
9
36
70
235
3
17
78
320
625
2110
5
47
217
888
1736
5890
10
188
868
3556
6944
23437
本工程中，爆区对面新建酒店按3cm/s的振速进行控制，由上表确定最大单响药量为70kg。
B 爆破振动控制措施
为了降低爆破振动，可采取以下措施：
① 微差爆破。根据爆破区域的实际环境情况，采用微差爆破、逐孔起爆等爆破减振技术。
② 选择合理起爆间隔时间，控制最大单响药量不大于70。
③ 确定合理的起爆方向和起爆顺序，使爆破最小抵抗线侧向保护目标。
3.3.2 爆破飞石
个别飞石的飞散距离
根据《爆破安全规程》（GB6722-2003）的规定，爆破个别飞石允许的安全距离见表6。
本工程中由于主体建筑物离爆区较近，因此，应严格控制飞石的飞散距离。
表4 爆破飞石安全距离
爆破种类
人员安全距离（m）
一般施工机械安全距离
（m）
浅眼、深孔台阶控制爆破
200
100

3.3.3 爆破安全防护措施
（1）技术措施
① 装药前应认真校核各个炮孔的最小抵抗线，如有变化，必须修正装药量，不准超量装药。
② 采用石粉碴进行填塞，它可保证填塞密度和填塞段的摩擦阻力，在保证填塞长度的条件下，可避免冲孔发生。
③ 毫秒微差起爆方法，控制单段最大药量，减小爆破振动和个别飞石。
3.4爆破技术要求
（1）炮孔：炮孔位置精度直接影响爆破效果和爆破安全，必须严格控制。
（2）装药和填塞：炸药量、装药结构和填塞质量对破碎效果、爆破飞石、爆破振动控制以及保留岩体的保护都至关重要。
（3）起爆网路应严格执行电子雷管的使用方法。
（4）遇有雷暴天气，应停止爆破作业（包括装药、填塞、防护等），作业人员迅速撤离至警戒范围，并对爆破区域加强警戒。雷暴天气过后再进行爆破作业。
3.5施工工艺
3.5.1工艺控制过程
（1）根据设计、规范要求进行测量放线，确定每个炮孔的钻孔位置和深度。
（2）采用机械和浅眼台阶控制爆破法开挖深度较浅的岩石，为下步爆破开创临空面。
（3）根据待爆岩体的地形、地势、开挖深度，选择合理的爆破方法；根据爆破参数确定方法选择合理的孔网参数、爆破参数。
（4）根据施工技术要求测量布置炮孔、钻孔。钻孔作业前必须认真清理作业面范围内浮石、松石等，对于孔口岩石破碎不稳固段，应在钻孔过程中进行泥浆护壁，避免孔口形成喇叭状和出现填孔现象。
（5）验孔。
① 检查孔位、深度、倾角是否符合设计要求；孔内有无填塞、孔壁是否有掉块以及孔内有无积水、积水深度如何。验孔不合格时应及时处理，进行补孔、补钻或透孔。
② 复核前排各钻孔的最小抵抗线，适当调整装药参数，使其符合设计要求。
③ 炮孔未经检查验收不得开始装药作业。
（6）装药。
① 严格按设计要求控制每孔的装药量，并在装药过程中检查装药高度。
② 装药过程中发现填塞等现象时，应停止装药并及时疏通。如已装入雷管或起爆药包，处理过程要注意雷管或起爆药包。用木制长杆处理，严禁使用钻具、钢筋等处理。
③ 装药过程中发现装药量与装药高度不符时，应及时检查校核，找出问题，并采取相应措施。
④ 炮孔内有水时，乳化炸药要装至高出水面1m后再装散状铵油炸药。
⑤ 根据复核前排各炮孔最小抵抗线调整装药参数。
⑥ 装药过程要认真记录，包括装药的基本情况、出现的问题及处理措施。
⑦ 装药结束后，应进行检查验收，未经检查验收不得进行填塞作业。
（7）填塞。
① 使用石粉碴作为填塞材料，填塞材料中不得夹有碎石块。
② 根据炮棍上的刻度记号，控制填塞长度，使其满足设计要求。
③ 不能捣固直接接触药包的填塞材料或用填塞材料冲击起爆药包。
④ 填塞时要注意雷管脚线、导爆管等，防止被砸断、破损、拉紧。
⑤ 严禁无填塞爆破。
（8）爆破网路敷设。严格按设计要求敷设爆破网路。
（9）爆破区域表面覆盖防护。根据爆破区域距保护物之间的距离，采取不同的表面覆盖防护措施。
（10）爆破警戒、起爆。
根据《爆破安全规程》有关规定确定爆破警戒范围，并设置明显标志及岗哨。具体警戒范围控制爆破按设计定。
在警戒范围主要位置设置警戒人员，警戒人员严格按照起爆信号执行警戒，确保爆破安全。每次爆破前30分钟进行安全警戒，警戒范围内的一切人员必须全部撤离。
每次爆破应依次发出预告信号、起爆信号和解除警戒信号。
第一次信号——预告信号。
警戒人员从爆区由里向外清场,所有与爆破无关人员、机械设备立即撤到安全区域。
第二次信号——起爆信号。
爆破工程师在确认人员、设备全部撤离危险区、爆破网络通畅，具备安全起爆条件时，爆破工程师才能发出起爆信号，起爆人员收到起爆命令后开始充电起爆。
第三次信号——解除警戒信号。
未发出解除警戒信号前,警戒人员应坚守岗位，无关人员不准任何人进入危险区。经检查确认安全后, 爆破工程师方准发出解除警戒信号。
（11）爆破后安全检查。
爆破后5分钟，爆破技术人员进入爆破现场，检查爆破效果。如果发现危石、盲炮等现象应及时处理，未处理前应在现场设立危险警戒或标志。
（12）盲炮处理
爆破施工过程中总难免出现个别盲炮，在处理盲炮时严格执行爆破安全有关规定。
预防盲炮首先应该对使用的爆破器材进行抽检，爆破前选用合格的炸药、雷管以及其它起爆器材；在爆破施工过程中，要清理好炮孔中的积水；在装药填塞时，必须仔细进行，注意每一个环节，防止损坏起爆药包和折断雷管的起爆线路。
根据爆破安全规程有关规定，处理盲炮一般采用二次爆破法、炸毁法以及冲洗法等三种方法。属于漏点火的拒爆药包，可找出原来的雷管脚线，经检查确认完好后，进行二次起爆；对于不防水的硝铵炸药，可用水冲洗炮孔中的炸药，使其失去爆炸能力；对于防水炸药装填的炮孔，可用掏勺细心地掏出填塞物，再装入起爆药包将其炸毁。如果拒爆炮孔周围的岩石尚未发生松动破碎，可以在拒爆炮孔附近钻一平行新孔，重新装药起爆，将拒爆孔炸毁。
（13）爆破记录。
爆破结束后，爆破技术人员对本次爆破过程进行记录，包括爆破参数、爆破效果，爆破器材使用情况，以及爆破出现的问题等。
爆破员应将剩余爆破器材仔细清点，如数及时交回爆破器材仓库，并作好火工品器材使用记录。
4、爆破器材及其它材料
表5 主要爆破器材表
序号
材料名称
单 位
数 量
1
炸药（乳化）
吨
5
2
数码雷管
发
8000
3
电雷管
发
8000