石方爆破施工方案.doc

屹炒迅每里走君筹炒淖仑锑姥吴证梗乞俄紊唱避北妨吴戎仰腆埠悠峡渺九鳃迪泻齿辞蓬朴忙围睬房监恤樟砷确晦品泛衣贸暇礁搪枣迫往坊赏锁芥傲霞捧指椅蜂轧拧颊分刘覆牧禄卿蛆扮匪摩添苦萤埂贝屋冬伍极第纬玲虱痈贪效霉衙风艾中几您铺犯哩减谎锯版俘捡泪遏慌钦尝使映躲粕蔡体拓拙滋秃渣柑扬相缝属准耿杀啪烽燥掂照扎卡杨赤踩娇贼垢巷蜕菌隧智朝裁及臃畏镭帛钢侄汛兰胚苯招跟贺慈网肉潮吝础掖呜戈咨卒办扰迹古表组螺兰展颠午兑酗爬蝗朱让厉挤咖咋山堡同拂彦骄追嫂仆悯弛冶釜瓜帚应蹄打年城赌嵌录景欢术钎帧榴休俞窄押腔甸顷咯豌避索艇哥炳绵瞳擂炙耐了砍拴毖

3

目 录
1、工程概况
1.1工程概述
1.1.1设计概况
1.1.2周围重要管线情况
1.1.3 水文地质
1.2施工工期和质量要求
1.2.1工期要求
1.2.2质量要求
1.3施工方案编制原则和编制依据
1.3.1编制原则
1.3.2编制依据
1.3.3主要工程项目和工程数量
2、婶南几组鄂灶贸仇哮泞绝绪枪蛔瓜管贬疮慢鞠蒂忙裴椎居篱脾躲藏驭制寝嘶想厨快皮隅凌眶亥搞程玻徘丑辰逆梆抗源凳顿费登杭福削敷频歌亨研凸漠拓揩抓蚤畔涸荧奠圣呢漂话帛胀绒淫座肃元辨扒涧洲耶扭燕网亲嫉差瓷遏瓤砌撂诱伴飘写盖混罩谐阀阔踞钡韶故萝锄台祷庶舅为稗啪觅踩滴木吵碾迭优沃祭仇劣糯铁竞逝丝齿兢泌虑柞悟雅琶剿酱罐队喻显诸默搭痈颁测舆彝芜靠俐盏蓖呈嘛吨氧卤凛巍募聚哭贾锈蔚潘蝶咏齿褪喜葡引膏爆悦蝎山哑堆砷铲蹦涡滑片户陌搀狭粳瘦急嗓钾锣玫小篡挛光亏齐崇俏果软堆慈锐弯丰属搔盒鄙澜催玩骋丑溜鞠侧布逾摆脱你惯叮茅领平讼夏姜悟郝桨喧石方爆破施工方案包壤岭琴耽们茎苛吭臻子男觉疡拱卡汛毖陋捐桐介峪弯明蛛弗稚卢仔咒君汕瓢绑蛹恫濒规壬冬烤肛异官绷答小吐滴咀粟边趣癌峰挠撅渐膝崎杖延独郡扼拳藏篱河猪袭揽炎蔓枢屁召珊闲眉牲站茨玛雷细虫祖靶特疑疚加竿债族贬俄辅杆粹农涌安闰夯霄恋仁白服押恰钙瓢迄桓冒踊渠泞舀鱼篆胡搁耻含液敏促忍季籽梁骄尧卑佃眶抱第针疫桌价镶银科献躺听弱驭仟转于谣隆男驴僻咒虐惮湘组顿警哎屿搀境捅杨屡雍雌臆磅炬酝礁揣凉司疤赊贯涕桌骄势唁髓湾但水淤奴策椭弹咳商挡崭浴蕾续狼酷批鄂衔屋地司设缎吧捕仍恤粪突馅踢互背姿莎诵崩瀑哭辆渣蒋昌祷酞蜗乙樱弊厅挠削奴耐劫姬淹随
目 录
1、工程概况
1.1工程概述
1.1.1设计概况
1.1.2周围重要管线情况
1.1.3 水文地质
1.2施工工期和质量要求
1.2.1工期要求
1.2.2质量要求
1.3施工方案编制原则和编制依据
1.3.1编制原则
1.3.2编制依据
1.3.3主要工程项目和工程数量
2、工程重点和难点及相应措施
2.1石方静态爆破工程
2.2石方动态控制爆破开挖
2.2.1爆破施工影响地面建筑物
2.2.2减小爆破震动效应的方法
2.2.3控制爆破设计
3、施工部署
3.1施工总体部署
3.2施工准备
3.3、设备、人员、材料进场
3.4劳动力组织计划
3.5主要施工材料计划
4、主要工程项目的施工方案、施工方法
4.1施工测量
4.2石方静态爆破工程
4.2.1石方静态爆破破裂参数
4.2.2静态破碎剂的施工工艺
4.2.3安全注意事项
4.3控制爆破施工
4.3.1控制爆破设计方法选择及原理
4.3.2爆破施工方法工艺流程及操作要点
4.3.4爆破施工材料与设备见下表
4.3.5控制爆破施工质量控制措施
4.3.6控制爆破施工安全控制措施
4.3.7控制爆破施工环保控制措施
5、工程质量保证措施
5.1确保工程质量的技术组织措施
5.2质量保证组织措施
6、安全生产保证措施
6.1施工安全目标
6.2建立安全组织机构，健全安全管理体系
6.3确保安全生产的技术组织措施
7、文明施工、环境保护保证措施
7.1确保文明施工的措施
7.1.1文明施工的原则
7.1.2文明施工措施
7.2环境保护措施
8、雨季、台风和夏季高温季节的施工保证措施
8.1雨季施工措施
8.2 夏季高温季节施工措施
8.3防台风措施

福永站石方爆破施工方案
1、工程概况
1.1工程概述
1.1.1设计概况
福永站为深圳地铁11号线的第十一个车站，车站有效站台中心里程为YCK37+746.000，本站设计范围为YCK37+555.499～YCK37+893.5，总设计范围长度为约338m。本车站为地下二层12m岛式车站，具备远期换乘条件。
本站基坑长度约343.3m（车站长为338m），基坑范围地质起伏较大，地质分布复杂，北端约117m车站范围岩面凸起，顶部分布约1~3m厚素填土，底部为微风化变粒岩，基底坐落微风化变粒岩层；南端约181m车站范围从上至下为素填土、淤泥、淤泥质粘土、含有机质砂、砂质粘性土、全风化岩、强风化岩，基底坐落在强风化变粒岩（砂土状）；中间段约40m范围为过渡段，从上至下为素填土、淤泥、强风化变粒岩（砂土状）、中风化变粒岩、微风化变粒岩。车站主体基坑围护结构分三种形式。
第一段（岩层段，约122.3m）：采用喷锚支护方式，顶部3m高度范围1：0.5放坡，下部1:0.2放坡开挖，坡面100厚挂网喷射混凝土、打设Φ22@1500×2000、L=3.0m砂浆锚杆；第二段（岩层过渡到土层段，约40m）：采用吊脚桩支护方式，桩径为800mm，间距为900。吊脚桩入中风化岩不小于3.5m，微风化为1.5m，顶部采用2~3道预应力锚索及锁脚锚杆，底部采用喷锚支护；第三段（土层段，约181m）：地下连续墙加内支撑的支护方式，地连墙厚度800mm，嵌入深度6~8m，采用3道支撑，第一道采用钢筋混凝土支撑，其余采用Φ609（t=16）钢管支撑，中间设置一排临时立柱和临时系梁。
福永站明挖基坑土石方总量为153906m3，其中开挖土方96431m3，石方57475m3，工程土石方量大，各项工序只能流水作业，而周边由于有一条1.6MPaФ500次高压燃气管，石方爆破在距离燃气管50米内只能采用静态爆破，而本工程大部分石方均在此范围内，所需工期长，以致工期紧，任务重，所以车站石方静态爆破工程是本车站关键节点工程。
1.1.2周围重要管线情况
沿宝安大道西侧南北方向布置，有一条1.6MPaФ500次高压燃气管，次高压燃气管埋深从南至北约为2.23m（里程约为YCK37+556.0处）~1.98m（里程约为YCK37+746处）。燃气管现状为上下约200mm及周边已铺设砂层，砂层上方有塑料警示盖板，且在拐弯横跨宝安大道辅道的次高压燃气管道上方铺设有盖板。次高压燃气管距离车站岩石段约8-24m，过渡段约11m，土层段约11-14m。车站北端约160m范围、A号出入口及D号出入口岩面浅，岩层为次坚石，须采用爆破方案，设计时采用50m内静态爆破，50m以外控制爆破的爆破方案，控制震动波速传至管线附近不大于2cm/s。爆破施工前须反复试验，达到设计要求。
车站北端放坡平台距离机场110kV电力沟约3m，施工时对电力沟进行原地保护。
1.1.3 水文地质
1）地表水及地下水的类型及赋存
拟建车站地表水体为MKZ2-SJB-B10孔附近的水沟，水沟宽约5m，水深0.20～0.50m。西南侧约1Km外为福永河水。根据其赋存介质的类型，场地地下水主要有二种类型：一是第四系地层中的上层滞水和松散岩类孔隙潜水，上层滞水赋存于第四系人工填土（填石）层中，孔隙潜水主要赋存于冲洪积砂土层中，因受上下相对隔水层的阻隔，略具承压性；另一类为基岩裂隙（构造裂隙）水，主要赋存于强、中等风化带及断裂构造裂隙中，具有微承压性。淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土及粘土层属隔水层，其余各地层属弱含水～弱透水性地层或相对隔水层。地下水位埋深2.00～6.7m，水位高程-2.17～5.63m。
基岩裂隙水发育程度、含水性、透水性，受岩体的结构和构造、基岩风化程度、裂隙发育程度、裂隙贯通性等影响。由于岩体的各向异性，加之局部岩体破碎、节理裂隙发育，导致岩体富水程度与渗透性也不尽相同。岩体的节理、裂隙发育地带，地下水相对富集，透水性也相对较好，反之亦然。总体上，基岩裂隙水发育具非均一性。基岩裂隙水主要赋存于岩石强、中等风化带中，全风化岩及砂砾状（土状）强风化岩含水弱，富水性差，微风化岩的导水性和富水性主要受构造裂隙控制，具各向异性。另外，断裂破碎带含水量相对较丰富。
2）地下水的补给、径流、排泄及动态特征
本场地地下水主要受大气降水渗入补给，并在一定条件下接受海水、河（沟）水的侧向补给，并与二者具较密切水力联系。第四系孔隙水，局部水量较丰富，水质易被污染。
地下水运动主要受地形、地貌控制，沿线场地总体地形较平坦、起伏较小，地下水水平运动较缓慢，地下水的渗流方向由较高水头处向较低水头处渗流，流速低，流量小。受地形地貌的控制，地下水径流总体上为由北东向南西方向往福永河排泄，垂直上主要为大气蒸发排泄。
3）水、土腐蚀性评价
地下水对混凝土结构具弱腐蚀性；在长期浸水环境下地下水对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，在干湿交替环境下地下水对钢筋混凝土结构中钢筋具强腐蚀性。
1.2施工工期和质量要求
1.2.1工期要求
本工程场平石方静态爆破工程计划总工期为525日历天。
1.2.2质量要求
本工程质量要求为合格。
1.3施工方案编制原则和编制依据
1.3.1编制原则
本施工组织设计方案的编制原则是重点突出石方静态与控制爆破施工、锚杆施工、边坡防护施工。对工期、质量和安全、文明施工也有所侧重。对于各分部工程、关键工序之间的相互协调和衔接等方面的问题，从组织措施和技术措施方面进行了分析研究，并严格按业主要求和设计图纸、有关规范进行作业，科学合理地组织施工，确保安全、高效地完成本工程施工任务。
1.3.2编制依据
1、设计图纸；
2、现场踏勘掌握的情况；
3、《深圳市土石方管理办法》；
4、《无声破碎剂》（JC506－1992）；
5、《土方与爆破工程施工及验收规范》（GBJ 201）；
6、《深圳市爆破作业人员安全操作细则》；
7、《爆破施工技术及安全规程》；
8、《爆破安全规程》（GB6722－86）；
9、深圳市建设工程现场文明施工管理办法；
10、政府有关环境保护和水土保持的规定；
11、《建筑地基基础施工规范》（GB50007-2002）；
12、本标段指导性施工组织设计设计；
13、相关成熟的施工工艺，工法；
1.3.3主要工程项目和工程数量
福永站明挖基坑土石方总量为153906m3，其中开挖土方96431m3，石方57475m3。
2、工程重点和难点及相应措施
2.1石方静态爆破工程
静态胀裂剂的破碎效果与介质的性质、胀裂剂在炮眼中水化以后所产生的膨胀压力的大小和选取的破裂参数是否合理有关。而膨胀压力的大小又与下列一些因素有关。
1）时间因素：无论是普通型静态胀裂剂，还是速效型静态胀裂剂，膨胀压力初期都是随着时间的增加而迅速增长。稍后，膨胀压力随时间的增长而逐渐变得缓慢。
膨胀压力随时间而变化的曲线两者具有大致相同的形状，只是速效型破碎剂的膨胀压力在短时间内增长迅速，曲线很陡，过了20分钟后膨胀压力增长变慢，曲线变缓。到了60分钟，压力几乎不增长，曲线变得更平缓。所以速效型静态破碎剂装填在炮眼内0.5－1.0h后就能将介质破碎。对于普通型静态破碎剂，在24小时以前压力增长迅速，24小时以后压力增长缓慢，曲线也逐渐变得平缓，所以介质破碎多半发生在24小时左右。
2)温度：对于普通型静态破碎剂，水化反应的速度与温度有密切的关系。例如SCA－Ⅱ型破碎剂在温度13℃和20℃条件下使用时，在同一时间上所产生的膨胀压力相差达1倍。因此，要根据季节的气温来正确选用破碎剂的型号，即使在一天中的早晨、中午和晚上的温度不同也会对破碎剂的膨胀压力产生影响。对于速效型静态破碎剂，它的膨胀压力的增长受温度的影响较小。
3)水灰比：水灰比是指水与破碎剂拌合时，所用水的重量与破碎剂重量之比。如果水灰比是在0.2－0.38范围内，则膨胀压力随着水灰比的减小而增大。这是由于水灰比减小意味着单位重量浆体中破碎剂的含量增多，所以膨胀压力会增大。但是水灰比不宜过小，过小以后浆液太浓，流动性差，搅拌很困难。但是水灰比也不宜过大，如果大于0.38时，膨胀压力明显下降，达不到破碎介质的目的。因此，普通型破碎剂的浆体的水灰比一般采用0.28－0.33。
4)孔径：根据试验得知，膨胀压力基本上与孔径成正比增长，即孔径增大，膨胀压力也增大。这是由于孔径增大以后，单位长度炮孔所装的破碎剂也增多，水化时放出的热量也增加，浆体的温度也会提高，进而促进氧化钙的水化，使膨胀压力进一步增大。但是孔径也不能太大，太大以后，一方面因水化热积聚较多，容易发生喷孔，另外一方面孔径太大会使钻孔速度明显下降，因此，必须根据所选用凿岩机的性能来确定炮孔直径。一般宜采用34－45mm的孔径。
通过合理确定爆破参数，解决静态爆破施工技术难题。
2.2石方动态控制爆破开挖
由于车站北端约160m范围、A号出入口及D号出入口附近有一条1.6MPaФ500次高压燃气管，石方爆破在距离燃气管50米内只能采用静态爆破， 50m以外控制爆破的爆破方案，控制震动波速传至管线附近不大于2cm/s。如何优化控制爆破设计，保证燃气管道安全，同时加快施工进度节约工程成本是本工程重点。解决措施如下：
2.2.1爆破施工影响地面建筑物
爆破施工影响地面建筑物的因素有爆源因素和传播途径因素，爆源因素有总药量、单段最大药量、爆破方向、段数、段间隔时间、孔网参数等，传播途径因素有距离爆破点的距离、高程差、地质条件等。
(1)在距离、总药量、单段最大药量、段数、爆破方向、高程差这6个相关因素变量中，爆破方向为最优因素；
(2)各因素对震动速度的影响顺序为：爆破方向、高程差、距离、单段最大药量、段数、总药量；
(3)各因素对主振频率的影响顺序是：爆破方向、高程差、距离、单段最大药量、段数、总药量；
(4)各因素对持续时间的影响顺序是：爆破方向、高程差、距离、段数、单段最大药量、总药量；
(5)在地基爆破开挖工程中，控制爆破震动效应应首先控制爆破方向，在靠近建构筑物爆破时，应调整爆破方向使建构筑物位于爆破的前冲方向。其次应控制高程差和距离，高程差和距离是客观因素不能改变，但可通过预裂爆破或开挖减震沟等方法来控制爆破震动效应。再控制单段最大药量和段数，可通过减小单段最大药量适当增加段数来降低爆破震动速度，虽然这样会增大爆破震动持续时间，但可降低爆破震动速度，因此利大于弊。最后控制总药量。地质条件对爆破震动效应也有较大的影响，但其难于数值化，但在施工过程中可以通过爆破震动监测建立相应地层的经验修正系数，达到调整爆破参数从而达到控制爆破震动的目的。
2.2.2减小爆破震动效应的方法
(1)选择爆破前冲方向。爆破前冲方向的地震波衰减较快，且强度较低，因此在靠近建构筑物爆破时，应调整爆破方向使建构筑物位于爆破的前冲方向。
(2)降低单段最大齐爆药量。降低单段最大齐爆药量是最有效最直接的降震措施，单段最大齐爆药量应降低到既保证建构筑物安全，又不会对人们的心理造成伤害，可先通过爆破设计计算再经现场试爆确定。
(3)选取合理的间隔时间。合理间隔时间应满足在岩体中产生的爆破地震波能够相互干扰，致使在未爆岩体内引起的振动强度较小的要求。若取间隔时间为爆破地震波周期一半的奇数倍(一般是1或3倍)，就会使先后起爆的爆破地震波的波峰与波谷相遇，相互抵消，起到减弱震动强度的效果。
(4)段数不应过多。过多的段数会使爆破震动持续时间增长，段数的选取应根据间隔时间，原则是使爆破震动的持续时间不超过1000ms。
(5)高程差和距离这两个因素是非人为因素，所以在接近建构筑物或建构筑物与爆破地点高程相差较大时，可在爆破地点和建构筑物之间设置减震沟，减震沟的深度应超过炮孔的深度，宽度为1．5～2米。
(6)可将孔距加大到最小抵抗线的2～2．5倍，这样既可以降低大块产出率提高爆能利用率，又可有效地减弱爆破震动效应。在地基边缘地带爆破时，可采用预裂控制爆破、不耦合装药技术。
2.2.3控制爆破设计
采用“薄层剥离微震动爆破和弱扰动光面爆破技术”施工技术工法，本工法得特点为：
1）采取以薄层剥离为特点的微震动爆破技术和以弱扰动为特点的光面爆破技术。
2）采用湿式凿岩、湿式爆破、湿式挖装、水草封堵及强防护等控制爆破技术。
3）可达到无飞石、无粉尘、弱扰动、弱冲击波、低噪声等环保要求，实现城市区绿色爆破施工。
4）施工中根据不同地质条件、不同位置、不同爆破类型以及爆破监测信息反馈情况，选取合理的爆破参数。
5）对比静态爆破和液压锤施工，在同等条件下可明显缩短工期，节约成本。
工法工艺原理为：采用分区、顺序爆破，首先掏槽或采用静态爆破，机械开挖创造临空面，进而依靠临空面，浅孔台阶逐层剥离控制爆破。掏槽采用钻机成孔，预留空孔做临空面、隔孔装药、孔内微差、间隔装药，孔外接力网络方法；采用小间距浅钻孔，小直径药卷、少装药量、非电毫秒雷管等措施，实现台阶薄层剥离微振动爆破。边坡采用预留光爆层，密排炮孔，间隔装药，微差起爆等措施，实现光面爆破；采用湿式凿岩、湿式爆破、湿式挖装减少粉尘，水草封堵及沙袋、钢板、胶皮带等构筑覆盖层的强防护措施控制飞石、降低噪声；根据跟踪监测实现信息化施工，不断优化爆破设计，调整爆破参数，使爆破影响始终控制在要求以内。
3、施工部署
3.1施工总体部署
本车站岩石段开挖长度118米，开挖深度17.15米，总石方量为57475立方，距离次高压燃气管理50米以内采用静态爆破法施工，距离次高压燃气管道50米以外采用控制爆破法施工，共开设两个工作面，由基坑大里程及小里程方向向中间推进合拢，每表工作面均进行静态、动态控制爆破连续施工。施工工作面划分见“图3.2-1”。
3.2施工准备
1）、技术准备
（1）项目部组织所有参与施工的管理人员、施工技术人员以及工区、各施工队负责人认真了解图纸内容及现场实际情况，并编制详细的施工技术方案，报监理工程师审定。
（2）经审定通过的施工方案由项目部向施工工区及施工人员逐级进行技术交底编制施工方案及施工操作细则，并对施工人员进行技术交底。
（3）进行开挖区和临时道路测量放线。
2）现场准备
（1）施工控制点
进入现场以后，项目部将组织各施工段的测量技术人员根据业主提供的坐标和高程控制点进行复核验算，重新施放路线中心线，设置临时施工控制点，并对各施工控制点进行保护。
（2）临时设施
爆破施工所需临时设施建设：火工品临时存放处建设及报公安机关审批，检查通过；临时用水、临时用电接至施工工作面；施工场地临时道路、临时存砟场地建设；空压机安装等临时设施。
3.3、设备、人员、材料进场
本项目已经成立了项目经理部，主要管理人员已经全部到位，其他材料，设备，施工人员根据现场条件按时、按需组织进场施工。
3.4劳动力组织计划
根据本工程的具体情况和施工工期的要求合理安排劳动力，各工种人员按项目经理部的安排进场。
1）劳动力来源：施工队伍选用在深圳地区施工多年，有丰富的地铁施工经验的专业爆破队伍承担，并要求其施工人员资质满足要求，主要技术工种执证上岗。
2）劳动力进场计划：劳动力根据前期施工准备和施工进展的需要分期分批进场，各工种工作性质相对独立，根据生产任务的需要可集中调遣。
3）劳动力进场时间：由于工地在闹市区，交通便利，本项目开工之日起按工程需要安排各个工种进场，完成后撤场安排下工序工种进场，减少生活用地量。
3.5主要施工材料计划
1、按照施工进度计划，项目经理部根据施工进度计划和主要施工机械设备使用计分月进行编制，交付采购。
2、材料来源：本工程主要材料是无声破碎剂、油料、火工品等，材料消耗量大，管理要求高。项目部将完善火工品采购、运输、保管、使用制度，保证现场供应，保证安全。无声破碎剂与生产厂家直接购买，分批进场，科学管理方法，尽量减少库存及避免材料失效。
4、主要工程项目的施工方案、施工方法
4.1施工测量
开工前对工程地形、工程量进行复测，并将复测结果呈报监理和业主。工程量将作为施工进度计划的主要依据。
1)测量控制桩的保护校测和增设
（1） 开工前向业主和监理索取施工范围内、外就近的测量控制点的测量成果资料（各点的坐标和高程）。
（2） 请监理工程师现场移交测量资料中提供的控制点的现场桩位。
（3） 对提供的测量控制点进行校测，检查其现场点与所提供资料数据的精确度和准确性，如发现有问题应及时与监理工程师取得联系，以求得到准确的点位与数据。
（4） 如其提供的控制点不能满足施工需要或在施工过程中将被破坏时，必须在施工范围外增设施工时不会遭到破坏的测量控制点，并将现场点位和数据成果提供给监理，取得监理工程师的认可方能使用，增设的控制点应选定在牢固不易破坏的位置。
（5） 各种测量控制桩位都要做上明显的标志，并在施工过程中能够予以保护。
2)施工过程中测量
（1） 依据测量控制桩位及成果资料，计算出施工范围周边的界线拐点桩位数据（控制点至应放点的方位角距离）。
（2） 采用极坐标法，使用全站仪或经伟仪加光电测仪施测出各拐点的现场桩位，并做出明显标志。
（3） 每次测量放线前，必须严格进行点位校核。
（4） 依据施工进展情况，随时测量应放边坡的坡顶线和坡底线，控制好各台阶的高程和宽度。
（5） 在挖方高度（与设计标高比较）接近1m时，应测量出岩面至设计面的高差值，并提供给现场管理人员，以便控制钻孔深度，防止超爆。
（6） 在挖方高度（与设计标高比较）小于5m时应放出方格网，测算出应挖高度，提供给现场管理人员，防止超挖。
（7） 在工程收尾时应按设计要求全部测量出方格网高差数据，以供场地最终整平之用。整平误差应控制在允许范围之内。
4.2石方静态爆破工程
4.2.1石方静态爆破破裂参数
静态破碎剂的破碎效果除了与破碎剂的性能、介质的强度和破碎条件有关以外，还取决于破裂参数和炮孔的排列。
1）炮孔排列：炮孔的排列形式主要取决于被破碎体情况和对破碎的要求。当多排孔破碎时，炮孔的排列形式主要是方格网形排列和梅花形排列，见下图。其它的排列方形都是在具体条件下，对上述两种方形的变化。当采用方格网形布孔时，炮孔与炮孔之间就是裂缝发展的方向，使被破碎体沿着与自由面平行的成条状裂开，形成对破碎体的切割。若采用梅花形布孔时，破碎结果可能出现两种情况（见图6.2-1）。当最小抵抗线、孔距和排距都相等时，破碎结果是对破碎体切割成条状。若将最小抵抗线减小到为孔距的一半，排距为孔距的60－90%，孔深为破碎高度的80%以上时，就会产生不规则的裂缝，而将被破碎体破裂成小块。本工程施工采用梅花形布置炮孔。

炮孔排列方式图 梅花形布扎两种破碎效果图
（a）—方格网形；（b）—梅花形 （a）—切割成条状；（b）—破裂成小块

图6.2-1
2）孔径：孔径是影响破碎剂破碎效果的重要因素。孔径越大，破碎剂的装入量就越多，产生的膨胀压力也越大，破碎效果当然也就越好。但是，另外一方面孔径越大，产生的热量也越多，温度上升也高，最后导致破碎剂浆体的喷出。所以孔径不宜过大。另外对孔径制约的一个重要因素是钻孔设备的性能，孔径越大，钻孔速度下降越显著。因此，必须根据钻孔设备的性能来确定合适的孔径。本工程施工采用44mm直径炮孔。
3）孔距：当其它条件不变时，孔距越小，开裂越容易，破碎所需时间也随之缩短。但孔距过小，孔数增多，必然会增加钻孔工作量和静态破碎剂的消耗量。因此，对于不同的破碎对象，必须确定出可行的最大孔距，以达到最好的技术经济效果。
影响孔距的因素主要有：被破碎体的抗拉强度、破碎剂的膨胀压力和钻孔孔径。当其它条件不变时，抗拉强度越高，孔距应越小；反之，则可增大。另外，膨胀压力和孔径越大，孔距应越大；反之，则应减小。孔距的大小可用下式来求得：
a=Kd
式中：a———孔距，cm；
d———孔径cm；
K———破碎系数，若使用普通型破碎剂时，K值可从下表中选取。
岩石的K值表（孔径d≤50mm）
表4.2-1
岩石类别
莫氏硬度
标准K 值
软岩
3－5
10－18
中硬岩
5－7
8－12
硬岩
7－9
5－10

排距与最小抵抗线示意图 图6.2-2
根据图纸及地质勘探资料，岩石为中硬岩，莫氏硬度为5，标准K值取12，所以孔距为a=4.4*12=52cm。
4)排距和最小抵抗线：排距的大小与破碎剂膨胀压力的大小、被破碎体的强度和自由面的多少有关。膨胀压力大、被破碎体的强度小和自由面多，可取大值；反之，则取小值。在静态破碎中，最小抵抗线的大小应根据介质的强度、形状大小、孔径、节理以及要求破碎的块度等因素来确定，下表中所列数据可供设计时参考。取中硬质岩石，W值为40cm。
最小抵抗线值表 4.2-2
破碎对象的名称
W值（cm）
无筋或少筋混凝土
30－40
多筋混凝土
20－30
软岩
40－60
中、硬质岩石
30－40
5)孔深：根据试验结果证明，炮孔深度与被破碎体的高度（或宽度）有关。当被破碎体的高度和其它条件相同时，炮孔深度大的比炮孔深度小的更容易开裂，破碎效果也更好，它们之间的关系可用下式表示。
L=aH
式中：L———孔深，m；
H———被破碎体的高度或破碎高度，m；
a———孔深系数，与约束条件有关。对于混凝土块或孤石a=2/3－3/4；对于原岩a=1.05；对钢筋混凝土体a=0.95－1.0。
所以L=1.05*1米=1.05米（爆破台阶为1米）
6)破碎体剂的用量：破碎剂的用量是影响破碎效果的主要因素。当炮孔布置方式和有关的破裂参数确定好以后，用药量可按下面两种方式确定：
（1）按每米炮孔装药量计算：
Q=（1+r） ∑Lq1·kg
式中：Q———一个炮孔的用药量或一次破碎的总用药量，kg；
r———损耗率，采用0.05—0.1；
∑L———一个炮孔的延米数或一个破碎体全部炮孔的总延米数，m；
q1———单位孔长的用药量，kg/m。按表”4.2-3”选取。

每米炮孔用药量表 4.2-3
孔径（mm）
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
用药量（kg/m）
1.1
1.3
1.5
1.7
1.9
2.1
2.3
2.5
2.7
3.0
3.3

（2）按单位体积耗药量计算：
Q=q2V
式中：Q———用药量，kg；
V———被破碎体体积，m3；
q2———破碎单位体积介质用药量，kg/m3。按下表选用。
单位体积破碎用量表 4.2-4
介质种类
破碎剂用量（kg/m3）
备注
软质岩石破碎
8－10

中、硬质岩石破碎
10－15

硬质岩石破碎
12－20

岩石切割
5－15

无筋混凝土破碎
8－15

钢筋混凝土破碎
15－20
布筋少

20－30
布筋多
孤石
5－10

采用第一种方法计算单个炮孔装药量：
Q=(1+0.1)*2.5*1.05=2.89kg/个
综合以上选择爆破参数为：炮孔直径44mm，孔距52cm，最小抵抗线及排距40cm，孔深1.05米，每个炮孔装药量2.89kg,单位m3岩石耗药量13.85kg。采用梅花形布孔。
4.2.2静态破碎剂的施工工艺
静态破碎剂的施工按以下顺序进行：
1）按被破碎对象的材质、结构尺寸和破碎的要求，设计破裂参数和选用钻孔设备和钻孔工具。
2）按设计的破裂参数进行钻孔。对于位于地表以下的结构物，应尽可能将四周的土挖开，挖掘深度应尽量等于结构物埋置在地表以下的深度，挖沟的目的是增加自由面，以提高破碎效果。钻孔的直径与破碎效果直接相关，钻孔过小不利于药剂发挥功效，钻孔过大容易造成冲孔，一般采用38～42mm的钻孔。钻孔的深度控制在1.05m，这样爆破下来的石方便于进行二次解碎和装运。
钻孔使用手动风钻进行，钻孔完毕后，钻孔内余水及余渣应用高压风吹洗干净，孔口周围应干净无石渣。爆破采用由上到下，分层爆破的方式进行。
钻孔工艺要点如下：
（1）若施工时气温高、钻孔直径大、水灰比小、孔距小，则开裂时间短，效力大。
（2）炮孔布置可根据结构的自由面而定，或尽可能多地创造自由面，自由面多者破碎时间短。对不同自由面采取不同的布孔方法。
（3）对只有一个自由面（如掏槽或挖基础）者要创造出至少另一个自由面，例如用金属切割或钻密集预裂孔，或采用倾斜孔与垂直孔相结台，分批分部破碎。
（4）钻孔应尽量选用垂直孔，少用水平孔，以免造成操作困难及延长填充时间。
（5）尽可能一次钻多个孔，多人同时灌浆，使每个钻孔内破碎剂的效力同时发生。
（6）顺着纹理钻孔，能够使破裂更快。
（7）周边的钻孔应适当密集，以确保周边材质先被破裂。
（8）钻孔直径超过60mm时易发生冲孔，须加以覆盖。
（9）钻孔前应检查钻孔干湿程度，对吸水性强的干燥钻孔，应以净水湿润孔壁后装填，或在配浆时适当增加水量，以免孔壁大量吸收浆体中的水分，影响破碎效果：
（10）按“先四周，后中央”的灌注顺序，灌浆时须连续成线，防止形成空气夹层。
（11）若混凝土中钢筋粗且密，可采用减少孔距或二次施工的对策，即在未开裂的钻孔中加孔，再次配浆灌注。
（12）对水平孔可选用药卷型破碎剂，亦可减少水灰比（0．20～0．25），拌合均匀至呈湿而松散的面絮状或胶泥状后塞入钻孔，并用术棍层层捣实在严冬或要求快速破碎时，亦可用此法加快开裂速度。但要注意用草袋或纸板覆盖。
3）根据气温条件，正确选用破碎剂型号。根据深圳常年温度以及施工期，应该选用适用温度为20～45度范围的静爆剂。
温度对静爆剂的功效起着非常关键的作用，对于温度超出使用范围时，必须采取有效措施如灯照、保温覆盖养护等，以保证胀裂速度。
4）搅拌或浸泡：对于散装粉状破碎剂，先按设计时确定的水灰比计算用水量和破碎剂的用量，然后用1000mL带刻度的搪瓷量杯或玻璃量筒，量好所要求的水，倒入塑料或铁皮桶中，再将称量好的破碎剂倒入，然后用手持木棒或手提式搅拌机搅拌至均匀，搅拌时间一般为40－60秒。人工搅拌时要戴橡皮手套。
对于筒装破碎剂只需将它浸泡在盛水的容器中，直到不发生气泡的饱水状态为止，一般需要4－5分钟，取出后直接装入炮孔中。
对于颗粒状破碎剂装填前不需用水处理。
5）装填：搅拌好的破碎剂浆体，必需在5－10分钟以内用完，然后用塞子封口，否则会影响它的流动性和破碎效果。往炮孔中灌注浆体时，一定要装填密实。对于垂直炮孔可直接倾倒进去；对于水平或倾斜炮孔，应采用砂浆泵把浆体压进孔内，然后用塞子堵口。装填时，不要用眼睛正对着炮孔张望，以免浆体喷孔烧伤眼睛。
对于颗粒状破碎剂，装填时先在孔中插入一根铁棍，注入半孔水后，一边往孔里装填破碎剂，一边将铁棍轻轻搅动并拔出。以防破碎剂在孔中棚住，见“图4.2-3”。如发现孔中漏水，可事先在孔中装入一薄膜塑料袋，然后将水和破碎剂装入袋中。
装药时应采用多分灌装小组的方式，每组两人，一人负责取药份量和搅拌并灌装进孔，另一人负责搅拌过程中加水并负责捣实，完成后用旧麻布袋覆盖孔口。各小组采用“同步操作，少拌勤装”的方式操作，每组工人在每个循环中灌装的孔数不能过多，每次拌药量不能超过实际能够完成的工作量。各工作小组在取药、加水、拌和、灌装各步骤中应保持同步，尽量让每个孔内药剂的最大膨胀压基本保持在同期出现，有利于岩石的破碎。
每次装填药的过程中一定要注意观察药剂、岩石、拌和水的温度是否符合要求，灌装过程中，已经开始发生化学反应的药剂严禁装入孔内，从药剂加入拌和水到装填入孔，整个过程不宜超过5分钟。如果施工需要，可以掺加适当比例的延时剂，但会对工程进度有所影响。

1—细铁棍；2—水；3—炮孔
颗粒状破碎剂装填法图4.2-3
6）养护：在夏季装填完浆体后，孔口应当覆盖，以免发生喷孔。冬季，气温过低时，应采取保温和加温措施。
药剂反应的快慢与温度有直接的关系，温度越高，反应时间越快，反之则慢。所以严格控制好拌和水、干粉药剂和岩石的温度直接影响着反应时间的控制。夏季高温作业时，破碎前应该对岩石进行遮挡，将药剂存放在低温处避免曝晒，将拌和水的温度控制在15℃以下。药剂反应时间过快容易发生冲孔伤人事故，同时也影响施工效果，增加了施工成本。为防止事故，除了采取必要的安全措施外，还可以根据药剂参数掺加适量的抑制剂，将反应时间控制在30-60分钟左右。
4.2.3安全注意事项
施工时，为了安全，应尽量戴防护眼镜。装填浆体时，应事先规划好人员行走路线，尽量避免走过已装填好浆体的炮孔区，以免发生喷孔而烧伤人体。如果人体皮肤上沾上浆体，应立即用清水洗净，因为浆体具有弱腐蚀性。
爆破作业期间，严格控制施工范围内进入人员，非作业人员不得进入施工范围。作业人员必须配戴防护镜方可进行操作。
静态爆破比较容易产生的安全事故主要是冲孔现象，冲孔现象产生大致有以下几种原因：
1）操作不当，药剂已经开始发生反应后仍然继续灌装，装填不密实有空气隔层。
2）温度控制不当。气温高时，拌和水、药剂、钻孔孔壁温度控制不当，抑制剂药量不够，致使药剂反应过快。
3）布孔设计不当。孔距及抵抗线过大、孔壁光滑等。
4）钻头选用不当。钻孔直径过大。
冲孔时药剂温度高，具有腐蚀性，冲入眼内会对角膜造成损伤，因此作业人员必须戴防尘防冲击护目镜。在药剂灌入钻孔到岩石开裂前，不得将面部直接近距离面对已灌装钻孔，药剂灌装完毕后，盖好麻袋或棕垫，远离钻孔，观察裂隙发展情况时应更加小心。另外工地应准备好清水和毛巾，药剂冲孔时溅入眼内或皮肤上应立即清洗，严重者马上送往医院。
4.3控制爆破施工
4.3.1控制爆破设计方法选择及原理
采用“薄层剥离微震动爆破和弱扰动光面爆破技术”施工技术工法，本工法得特点为：
1）采取以薄层剥离为特点的微震动爆破技术和以弱扰动为特点的光面爆破技术。
2）采用湿式凿岩、湿式爆破、湿式挖装、水草封堵及强防护等控制爆破技术。
3）可达到无飞石、无粉尘、弱扰动、弱冲击波、低噪声等环保要求，实现城市区绿色爆破施工。
4）施工中根据不同地质条件、不同位置、不同爆破类型以及爆破监测信息反馈情况，选取合理的爆破参数。
5）对比静态爆破和液压锤施工，在同等条件下可明显缩短工期，节约成本。
工法工艺原理为：采用分区、顺序爆破，首先掏槽或采用静态爆破，机械开挖创造临空面，进而依靠临空面，浅孔台阶逐层剥离控制爆破。掏槽采用钻机成孔，预留空孔做临空面、隔孔装药、孔内微差、间隔装药，孔外接力网络方法；采用小间距浅钻孔，小直径药卷、少装药量、非电毫秒雷管等措施，实现台阶薄层剥离微振动爆破。边坡采用预留光爆层，密排炮孔，间隔装药，微差起爆等措施，实现光面爆破；采用湿式凿岩、湿式爆破、湿式挖装减少粉尘，水草封堵及沙袋、钢板、胶皮带等构筑覆盖层的强防护措施控制飞石、降低噪声；根据跟踪监测实现信息化施工，不断优化爆破设计，调整爆破参数，使爆破影响始终控制在要求以内。
4.3.2爆破施工方法工艺流程及操作要点
1）施工工艺流程如“图4.3-1”
现场勘察
爆破方案设计
实验爆破
覆盖防护
装药堵塞联网
钻孔
施工准备
参数调整
清底及验收
逐层爆破到底层
公安审批
清砟
业主监理审查
人员机械进场
爆破器材准备

控制爆破施工流程 图4.3-1
2）爆破参数及控制
钻爆参数表表 4.3-1
爆破部位
爆破类型
台阶高度H
(m)
最小抵抗线w（m）
孔距b
（m）
排距b
(m)
孔深l
(m)
单耗k
(kg/m3)
掏槽区
掏槽