公路土石方工程爆破施工方案(含计算书).doc

土石方爆破施工计算书

二O一五年一月

目录
一、工程概况 3
二、编制依据 3
三、主要工程数量 3
四、相关技术要求 3
4．1安全允许距离与环境影响评价 3
4.2 个别飞散物安全允许距离 7
4.3 外部电源与电爆网路的安全允许距离 9
五、爆破施工作业程序及说明 9
六、爆破施工设计 10
七、爆破安全验算： 12
1、爆破飞石的计算： 12
2、爆破地震波的计算 13
3、防爆破冲击波的安全距离计算 13
五、总结 14

一、工程概况
二、编制依据
2、国家现行规范与标准：
1）《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）
2）《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）
5）《爆破安全规程》（GB6722-2011）
3、通过现场掌握的有关情况和资料及本企业施工技术管理水平和已完类似工程成功的工程经验。
三、主要工程数量
本合同段的石方开挖主要集中于两段，1、K22+080—K23+800；2、K24+500—K25+655，设计总石方量为：19.99万m3目前剩余约18万m3

四、相关技术要求
4．1安全允许距离与环境影响评价
1 一般规定
(1) 爆破、爆破器材销毁以及爆破器材库意外爆炸时，爆炸源与人员和其他保护对象之间的安全允许距离，应按爆破各种有害效应(地震波、冲击波、个别飞散物等)分别核定，并取最大值。
(2)各种爆破器材库之间以及仓库与临时堆放点之间的距离，应大于相应的殉爆安全距离。各种爆破作业中，不同时起爆的药包之间的距离，也应满足不殉爆的要求。
(3)确定爆破安全允许距离时，应考虑爆破可能诱发滑坡、滚石、雪崩、涌浪、爆堆滑移等次生有害影响，适当扩大安全允许距离或针对具体情况划定附加的危险区。
2 爆破振动安全允许距离
(1) 评价各种爆破对不同类型建(构)筑物和其他保护对象的振动影响，应采用不同的安全判据和允许标准。
(2)地面建筑物的爆破振动判据，采用保护对象在地点峰值振动速度和主振频率；水工隧道、交通隧道、矿山巷道、电站(厂)中心控制室设备、新浇大体积混凝土的爆破振动判据，采用保护对象所在地质点峰值振动速度。安全允许标准如表1。
表1 爆破振动安全允许标准
序号
保护对象类别
安全允许振速(cm/s)
＜10Hz
10 Hz～50Hz
50Hz～100Hz
1
土窑洞、土坯房、毛石房屋a
0.5～1.0
0.7～1.2
1.1～1.5
2
一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物a
2.0～2.5
2.3～2.8
2.7～3.0
3
钢筋混凝土结构房屋a
3.0～4.0
3.5～4.5
4.2～5.0
4
一般古建筑与古迹b
0.1～0.3
0.2～0.4
0.3～0.5
5
水工隧道c
7～15
6
交通隧道c
10～20
7
矿山巷道c
15～30
8
水电站及发电厂中心控制室设备
0.5
9
新浇大体积混凝土d：
龄期：初凝～3 d
龄期：3 d～7 d
龄期：7 d～28 d

2.0～3.0
3.0～7.0
7.0～12
注1：表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。
注2：频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。选取频率时亦可参考下列数据：硐室爆破＜20 Hz；深孔爆破10 Hz～60 Hz；浅孔爆破40 Hz～100 Hz。
a 选取建筑物安全允许振速时，应综合考虑建筑物的重要性、建筑质量、新旧程度、自振频率、地基条件等因素。
b 省级以上(含省级)重点保持古建筑与古迹的安全允许振速，应经专家论证选取，并报相应文物管理部门批准。
c 选取隧道、巷道安全允许振速时，应综合考虑构筑物的重要性、围岩状况、断面大小、深埋大小、爆源方向、地震振动频率等因素。
d 非挡水新浇大体积混凝土的安全允许振速，可按本表给出的上限值选取。
　(3) 爆破振动安全允许距离，可按式(1)计算。
　　 R= (1)
　　式中：
　　——爆破振动安全允许距离，单位为米(m)；
　　 Q——炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，单位为千克(kg)；
　　 V——保护对象所在地质点振动安全允许速度，单位为厘米每秒(cm/s)；
　　、a——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，可按表2选取，或通过现场试验确定。
表2 爆区不同岩性的、a值
岩 性
K
a
坚硬岩石
50～150
1.3～1.5
中硬岩石
150～250
1.5～1.8
软岩石
250～350
1.8～2.0
　　群药包爆破，各药包至保护目标的距离差值超过平均距离的10%时，用等效距离和等效等药量分别代替R和Q值。和的计算采用加权平均值法。
　　对于条形药包，可将条形药包以1~1.5倍最小抵抗线长度分为多个集中药包，参照群药包爆破时的方法计算其等效距离和等效药量。
　(4)没有包括的一般保护对象的爆破振动安全标准，可参照2的规定由设计论证提出；特别重要的保护对象的安全判据和允许标准，应由专家论证提出。
(5) 在特殊建(构)筑物附近或爆破条件复杂地区进行爆破时，应进行必要的爆破振动监测或专门试验，以确保保护对象的安全。
　(6)爆破冲击波安全允许距离
3 爆破冲击波安全允许距离
(1) 露天裸露爆破大块时，一次爆破的炸药量不应大于20kg，并应按式(2)确定空气冲击波对在掩体内避炮作业人员的安全允许距离。
　　3
25
Q
R
k
=
(2)
　　式中：　——空气冲击波对掩体内员的最小允许距离，单位为米(m)；
　　——一次爆破的炸药量，秒延时爆破取最大分段药量计算，毫秒延时爆破按一次爆破的总药量计算，单位为千克(kg)。
(2)地表大药量爆炸加工时，应核算不同保护对象所承受的空气冲击波超压值，并确定相应的安全允许距离。在平坦地形条件下爆破时，可按式(3)计算超压。
　　R
Q
R
Q
R
Q
P
3
1
2
3
2
3
1
.
1
3
.
4
14
+
+
=
r
(3)
　　式中：
　　 rP——空气冲击波超压值 Pa；
　　Q——一次爆破的梯恩梯炸药当量，秒延时爆破为最大一段药量，毫秒延时爆破为总药量，单位为千克(kg)；
　　R——装药至保护对象的距离，单位为米(m)。
　　空气冲击波超压的安全允许标准：对人员为0.02×105Pa；对建筑物按表6取值。空气冲击波安全允许距离，应根据保护对象、所用炸药品种、地形和气象条件由设计确定。
表3 建筑物的破坏程度与超压关系
破坏等级
1
2
3
4
5
6
7
破坏等级名称
基本无破坏
次轻度破坏
轻度破坏
中等破坏
次严重破坏
严重破坏
完全破坏
超压,105Pa
＜0.02
0.02～0.09
0.09～0.25
0.25～0.40
0.40～0.55
0.55～0.76
＞0.76
建筑物破坏程度
玻璃
偶然破坏
少部分破呈大块，大部分呈小块
大部分破成小块到粉碎
粉 碎
—
—
—
木门窗
无损坏
窗扇少量
破坏
窗扇大量破坏，门扇、窗框破坏
窗扇掉落、内倒、窗框、门扇大量破坏
门、窗扇摧毁，窗框掉落
—
—
砖外墙
无损坏
无损坏
出现小裂缝，宽度小于5mm，稍有倾斜
出现较大裂缝，缝宽5mm~50mm，明显倾斜，砖跺出现小裂缝
出现大于50mm的大裂缝，严重倾斜，砖跺出现较大裂缝
部分倒塌
大部分到全部倒塌
木屋盖
无损坏
无损坏
木屋面板变形，偶见折裂
木屋面板、木檀条折裂，木屋架支坐松动
木檀条折断，木屋架杆件偶见折断，支坐错位
部分倒塌
全部全塌
瓦屋面
无损坏
少量移动
大量移动
大量移动到全部掀动
—
—
—
钢筋混凝土屋盖
无损坏
无损坏
无损坏
出现小于1mm的小裂缝
出现1mm~2mm宽的裂缝，修复后可继续使用
出现大于2mm的裂缝
承重砖墙全部倒塌，钢筋混凝土承重柱严重破坏
顶棚
无损坏
抹灰少量
掉落
抹灰大量
掉落
木龙骨部分破坏下垂缝
塌落
—
—
内墙
无损坏
板条墙抹灰少量掉落
板条墙抹灰大量掉落
砖内墙出现
小裂缝
砖内墙出现大裂缝
砖内墙出现严重裂缝至部分倒塌
砖内墙大部分倒塌
钢筋混凝土柱
无损坏
无损坏
无损坏
无损坏
无破坏
有倾斜
有较大倾斜
　(3) 爆破作用指数＜3的爆破作业，对人员和其他保护对象的防护，应首先考虑个别飞散物和地震安全允许距离。
(4) 地下爆破时，对人员和其他保护对象的空气冲击波安全允许距离由设计确定。
　(5) 水下裸露爆破，当覆盖水厚度小于三倍药包半径时，对水面以上人员或其他保护对象的空气冲击波安全允许距离的计算原则，与地面爆破时相同。
　(6)在水深不大于30 m的水域内进行水下爆破，水中冲击波的安全允许距离，应遵守下列规定
4.2 个别飞散物安全允许距离
1 爆破时，个别飞散物对人员的安全距离不应小于表4的规定；对设备或建设物的安全允许距离，应由设计确定。
　2抛掷爆破时，个别飞散物对人员、设备和建筑物的安全允许距离，应由设计确定，并报单位总工程师批准。
表4 爆破个别飞散物对人员的安全允许距离
爆破类型和方法
个别飞散物的最小安全允许距离/m
1．露天岩土爆a
a)破碎大块岩矿：
裸露药包爆破法
浅孔爆破法
400
　　300
b)浅孔爆破
200(复杂地质条件下或未形成台阶工作面时不小于300)
c)浅孔药壶爆破
300
d)蛇穴爆破
300
e)深孔爆破
按设计，但不小于200
f)深孔药壶爆破
按设计，但不小于300
g)浅孔孔底扩壶
50
h)深孔孔底扩壶
50
I)硐室爆破
按设计，但不小于300
2．爆破树墩
200
3．森林救火时，堆筑土壤防护带
50
4．爆破拆除沼泽地的路堤
100
5．小下爆破
a)水面无冰时的裸露药包或浅孔、深孔爆破
水深小于1.5m
水深大于6m
水深1.5～6m
与地面爆破相同
不考虑飞石对地面或水面以上人员的影响
由设计确定
b)水面覆冰时的裸露药包或浅孔、深孔爆破
200
c)水底硐室爆破
由设计确定
6．破冰工程
a)爆破薄冰凌
50
b)爆破覆冰
100
c)爆破阻塞的流冰
200
d)爆破厚度大于2m的冰层或爆破阻塞流冰一次用药量超过300kg
300
7．爆破金属物
a)在露天爆破场
1500
b)在装甲爆破坑中
150
c)在厂区内的空场中
由设计确定
d)爆破热凝结物
按设计、但不小于30
e)爆炸加工
由设计确定
8．拆除爆破、城镇浅孔爆破及复杂环境深孔爆破
由设计确定
9．地震勘探爆破
a)浅井或地表爆破
按设计，但不小于100
b)在深孔中爆破
按设计，但不小于30
10．用爆破器扩大钻井b
按设计，但不小于50
a 沿山坡爆破时，下坡方向的飞石安全允许距离应增大50%。
　　b 当爆破器具置于钻井内深度大于50m时，安全允许距离可缩小至20m。

4.3 外部电源与电爆网路的安全允许距离
1 电力起爆时，电雷管爆区与高压线间的安全允许距离，应按表5的规定；与广播电台或电视台发射机的安全允许距离，应按表6、表7和表8的规定。
表5 爆区与高压线的安全允许距离
电压/kV
3～6
10
20～50
50
110
220
400
安全允许距离/m
普通电雷管
20
50
100
100
—
—
—
抗杂电雷管
—
—
—
—
10
10
16

表6 爆区与中长波电台(AM)安全允许距离
发射功率/W
5～25
25～50
50～100
100～250
250～500
500～1000
安全允许距离/m
30
45
67
100
136
198
发射功率/W
1000～2500
2500～5000
5000～10000
10000～25000
25000～50000
50000～100000
安全允许距离/m
305
455
670
1060
1520
2130

表7 爆区与移动式调频(FM)发射机的安全允许距离
发射功率/W
1～10
10～30
30～60
60～250
250～600
安全允许距离/m
1.5
3.0
4.5
9.0
13.0

表8 爆区与甚高频(VHF)、超高频(UHF)电视发射机的安全允许距离
发射功率/W
1～10
10～102
102～103
102～104
104～105
105～106
106～5×106
VHF安全允许距离/m
1.5
6.0
18.0
60.0
182.0
609.0

UHF安全允许距离/m
0.8
2.4
7.6
24.4
76.2
244.0
609.0
注：调频发射机(FM)的安全允许距离与VHF相同。
　2 手持式或其他移动式通讯设备进入爆区应事先关闭。

五、爆破施工作业程序及说明
1、作业程序：
场地清理平整→炮孔测定放线→钻机就位→钻机钻孔→吹孔→装药→堵塞→联接起爆网→爆破。
2、施工准备
1）技术准备
⑴测量放线完成：边坡线测放、孔位测放、边坡台阶平面及高程等
⑵技术交底至作业人员；

3）爆破材料准备
炸药：由于岩体爆破一次炸药用量较大，炸药选用广西金建华民用爆破器材有限公司生产的岩石乳化炸药，用Φ70mm或Φ35mm的卷装乳化炸药。
现场建临时炸药、雷管民爆器材库房，专人管理和领用。
3）机械设备及人员准备
钻孔设备：采用Φ90潜孔钻、Φ90人工钎钻、7m3空压机
挖掘设备：1.2m3挖掘机
人员：钻工4~6名，爆工2名，普工2名。
4）现场条件准备：
根据爆区的工程地质条件及考虑到潜孔钻的作业要求，首先用大型推土机或挖掘机在爆区顶部进行场地平整，形成爆破区作业面。一方面尽量为潜孔钻提供较为宽阔平整的作业场地，减少不必要的爆破量，另一方面也为爆区的施工便道提供土方来源。
施工临时用电、道路畅通，符合现场施工安全的规范要求。
3、爆破前后安全工作程序：
布置安全岗和施爆区安全员 -- 炮孔堵塞 -- 撤离施爆区和飞石及强地震波引响区的人畜 -- 起爆 -- 清除瞎爆 -- 解除警戒 -- 测定爆破效果。

六、爆破施工设计
本合同段的石方开挖主要集中于两段，第一段K22+080—K23+800；第二段：K24+500—K25+655结合实际情况爆破开挖分段、分台阶开挖。临空面即山体坡向.台阶高度8m，宽度不小于8m。
1、中深孔爆破参数的选择
1）钻孔形式确定：
钻孔采用平行于台阶边坡进行钻孔，设备用潜孔钻，边角地带、根部、2次解炮采用小孔爆破。
2）布孔方式：

为了改善爆破质量，充分利用爆破能量，选择梅花布孔方式。布孔纵向与台阶边坡线平行。

3）爆破参数的确定：
⑴孔径
孔径为直径Φ90mm，以下按孔直径Φ90mm潜孔钻机确定爆破参数。
⑵台阶高度：
台阶高度为H=8m。
⑶底盘抵抗线：
按台阶高度确定底盘抵抗线公式：
W1＝kd＝35×0.9＝3.15m
K—系数，取35，d—钻孔直径为90mm。
⑷炮孔超深：
根据经验公式确定炮孔超深
h＝（0.15～0.3）W1＝（0.15～0.3）×3.15＝0.47～0.94（m）
爆破参数的选择原则：为确保爆破安取1m。炮孔超深过大，将造成钻孔和炸药的浪费，增大对下一台阶顶盘的破坏，给下次钻孔造成困难；超深不足，将产生根底影响装运工作。因此，炮孔超深应根据工程地质决定，现场可进行调整。孔深L＝6米（斜长）
⑸孔距和排距
孔距a＝mw1＝1.2×3.15＝4.62m 取a＝3m(密集系数m值选用1.2)
排距b＝0.85×a＝0.85×3＝2.55取排距b＝2.5m（采用梅花形布置）
⑹炮孔堵塞长度：
炮孔堵塞长度一般按炮孔直径的20—40倍，即1.8米到3.6米，取炮孔堵塞长度为2.0米。
⑺单位炸药消耗量
根据工程地质资料，以往的施工经验和工程实际情况，单位炸药消耗量约为：q＝0.35kg/ m3
⑻每孔装药量

理论装药：Q1＝0.33e.q.a.w1.H＝0.33×0.95×1.3×3×2.5×6＝18.34(kg)
⑼微差时间
为了达到微差挤压爆破效果，微差时间确定为：ΔS＝25毫秒
⑽起爆顺序
根据工程实际情况，可采用“V”型微差起爆或对角微差起爆。
2、光面爆破参数的选择
本工程爆破开挖终了边坡较长，根据规范和图纸对边坡的要求，边坡采用预裂爆破，才能保证边坡的稳定和安全。其参数确定如下：
1）孔径
为了发挥设备效率，确保预裂效果Φ=90mm。
2）孔距
根据相关经验和本工程的实际情况，确定预裂爆破孔距为：a=1.5m。
3）孔深：
为保证边坡稳定，光面爆破的台阶应按设计边坡台阶高度考虑，可分多次进行，孔深5.5m。
4）线装药密度
根据相关经验确定线装药密度为Q线＝1.0kg/m。
5）堵塞长度：为了达到预裂效果，充分发挥爆破能。因此确定炮孔堵塞长度为1.5~2.0m。
七、爆破安全验算：
1、爆破飞石的计算：
按爆破飞石的距离计算公式：
Rf=KF×20n2×W
式中：Rf——飞石的飞散距离，米；n——爆破作用指数，标准松动爆破取0.75，W最小抵抗线取3.15m；KF安全系数1.0~1.5
Rf =1.5×20×0.75×0.75×3.15=53.2（米）

根据《爆破安全规程》GB6722—2011 爆破警戒最小范围确定为200米。
2、爆破地震波的计算
R=[K/V] 1/α Q1/3
R—为安全距离，K—为系数（参照表2） 取200；
α—衰减指数（参照表2）取1.5，Q—同段炸药量，V—质点垂直振动速度，根据国家爆破安全规程，民房（参照表1）取2cm/s。
1）爆破对周围房屋的影响，取安全距离为100，齐发爆破炸药控制量：
Q= R3 /[K/V] 3/α=1003/(200/2）2=100（Kg）
2）爆破对周围房屋的影响，取安全距离为150，齐发爆破炸药控制量
Q= R3 /[K/V] 3/α=1503/(200/2）2=337（Kg）

3、防爆破冲击波的安全距离计算
R
Q
R
Q
R
Q
P
3
1
2
3
2
3
1
.
1
3
.
4
14
+
+
=
r

rP取最高安全的级别1级（完全无损），并防止空气冲击波对人和建筑物的伤害，（参照表3） 取系数P=0.02，
1）第一段爆破区块K22+080-800段最近民房距离取R=150m (祥见附表)
公式近似于：Q=(P*150/1.1)3=(3/1.1) 3=20Kg
2）第二段爆破区K24+500- K25+655段最近民房距离取R=0.5m
公式近似于：Q=(P*0.5/1.1)3=(0.002/1.1) 3=0Kg
3）假设一次药量为100KG；安全距离为150m时 求rP值
根据公式 R
Q
R
Q
R
Q
P
3
1
2
3
2
3
1
.
1
3
.
4
14
+
+
=
r
求得rP=0.038
4）假设一次药量为100KG；安全距离为100m时 求rP值
根据公式 R
Q
R
Q
R
Q
P
3
1
2
3
2
3
1
.
1
3
.
4
14
+
+
=
r
求得rP=0.06
5）假设一次药量为337KG；安全距离为150m时 求rP值
根据公式 R
Q
R
Q
R
Q
P
3
1
2
3
2
3
1
.
1
3
.
4
14
+
+
=
r
求得rP=0.06

五、总结
根据以上计算结果得出一下结论：
1、 根据工程地质资料，以往的施工经验和工程实际情况，单位炸药消耗量约为：q＝0.35kg/ m3 以此推出每用100kg炸药可以得到285m3石方。
2、 每孔装药量理论装药为：18.34(kg)
3、 爆破警戒最小范围为200米，
依据附表可以看出沿线的大量民房学校都在警戒线以内
4、 爆破地震波计算
（1）在安全距离为100m的情况下一次炸药最大齐爆量为：100kg以意味着本工程还需要进行630次爆破才能完成所有石方工程；并且此时的rp=0.06（依据表3）可知会出现：玻璃破坏、门窗损坏、瓦片少量移动、顶棚少量落灰、内墙抹灰少量掉落等现象
（2）在安全距离为150m的情况下一次炸药最大齐爆量为：337kg以意味着本工程还需要进行187次爆破才能完成所有石方工程；并且此时的rp=0.06（依据表3）可知会出现：玻璃破坏、门窗损坏、瓦片少量移动、顶棚少量落灰、内墙抹灰少量掉落等现象

以上两种爆破方案在一定范围内也许能满足理论安全距离但爆破次数较多同时每次爆破所产生的的冲击波将给附件居民生活带来很大的影响，同时当地居民房屋的补偿工作也会给本项目带来巨大的工作和经济压力。

5、 防爆破冲击波的安全距离计算
（1）在满足rP取最高安全的级别1级（完全无损）rP=0.02的情况下一次炸药最大齐爆量为：20kg以意味着本工程还需要进行3157次小型爆破才能完成所有石方工程，这样将严重影响施工工期，也不符合施工实际。