安全、高效完成营业路旁路堑石方爆破施工福建铁建集团京沪线提速.docx

安全、高效完成营业路旁路堑石方爆破施工前 言京沪线K931提速曲线改建工程位于安徽省明光市张八岭镇境内，线路采用在既有线左侧双线绕行，工程起讫里程为下DK930+000下DK935+938.37，长5.74Km；设计速度为：客车160Km/h，货车：90 Km/h；最小曲线半径1600m，缓和曲线130m；最小线间距：直线4.20m，曲线4.30m；夹直线及圆曲线长度80m；限制坡度4；级重型轨道，A型轨枕和60Kg/m轨的无缝线路。考虑预留电气化要求，直线段双线路堤宽度12.20m，路堑11.80m，曲线段按规定在曲线外侧加宽0.40m；路基形状均采用三角形路拱，横坡为4%。主要工程量：路基土石方66.5万断面方；新建无缝线路10.3 Km；改建无缝线路1.0 Km；路基附属浆砌圬工：10521立方米；公跨铁中桥一座30.21延长米；新建盖板涵10座174.32延长米；接长盖板涵3座105.75延长米。其中下DK931+100+700石质路堑施工紧靠营业线，坡高陡峭，岩石节理发育、层次分明，且多数节理面倾向路堑，岩层走向与既有线成300600的倾角。岩层特点：上部是风化后的泥夹石及泥质岩，下部基岩是风化较弱层状的绿岩，整体性差，个别地段有局部粘土渗入层面和节理面。施工时开挖深度为6.013.5m，是京沪提速曲线改造蚌埠分局管内的重点、难点、控制性工程。一、 QC小组简介1、小组概况小组名称福建铁建集团京沪线提速曲线改造营业线旁爆破QC小组小组成立时间2003-6-10小组登记号福铁建集团二公司200303小组类型攻关型小组人数10人活动频数每月6次起止时间2003-6-102003-9-1活动出勤率96%2、QC小组成员简介姓 名年龄文化程度职 称职 务组内职务温裕洪36本科高级工程师指挥长组长、总负责人郑志强38本科高级工程师公司副经理顾问、技术指导郑信荣31大专工程师安质部长副组长、现场负现、成果整理郑金锋29本科工程师项目总工组员、技术指导程柏锋28中专助工技术主管组员、技术负责黄向伟30中专助工物资设备部长组员、材料设备管理刘挺海35高中工人施工队长组员、现场协调张福波48高中工人施工员组员、操作施实者刘完灿38高中工人爆破工组员、操作施实者陈飞虎30高中工人安全员组员、操作施实者二、选题2.1选题理由理由一：公司安全目标：杜绝一切人身重伤及以上事故、行车一般及以上责任事故。理由二：临线爆破是营业线施工“八控、两加强”的重要内容安全、高效完成营业路旁路堑石方爆破施工 理由四：K931临线石方爆破是京沪提速曲线改造工程的控制性工程。理由三：业主原则：超前谋划，精细准备，科学管理，快速高效，质量创优，安全稳定，期到必胜。理由六：集团公司质量方针：科学的严格管理、永恒的质量保证理由五：京沪提速曲线改造工期紧、任务重。全线必须在12月8日开通三、现状调查2003年5月20日，接到该工程任务后，指挥长、组长温裕洪就立即带领小组成员实地勘测地形、了解列车行车情况、熟悉营业线施工安全规定，查找以往营业线旁爆破施工方法、存在到问题，处理问题的办法，形成如下调查结论。1. 营业线旁爆破时应对爆破效果和爆破危害进行双重控制，爆破危险主要有爆破地震波、飞石、空气击波、噪声；爆破效果要求爆体尽可能达到“碎而不抛”或“碎而不散”、石块均匀、便于装车，爆后边坡稳定并具有一定的平整度。当危及营业线行车安全时，应向行车组织部门申请施工封锁计划，不得利用列车间隔时间擅自爆破，并应对不可避免的爆破危险采取相应的防护措施。2. 既有京沪线在此处的两线间距为4.06.0m，每天实际通过的客货车超过了190对，平均每5分钟有列车通过，行车密度极大。为确保行车安全，施工需同时封锁上、下行线。运输部门同意根据每天列车运行情况给二次爆破点，每次15分钟，间隔5小时以上。该地段爆破施工量47000立方米，若在2个月内完成，每天平均需完成近800 m3 ，技术难度大，任务十分艰巨。3. 设计新开路堑底宽断面57m，仅新建下行线与局部新建上行线需重新开挖新路堑，绝大部分新建上行线利用既有下行线落底新建，工作面十分狭窄，无法充分利用施工机械，石料运输十分困难。4. 施工现场岩层特点：上部是风化后的泥夹石及泥质岩，下部基岩是风化较弱层状的绿岩，整体性差，个别地段有局部粘土渗入层面和节理面。岩石自身节理发育、层次分明，多数节理面倾向路堑，岩层走向与既有线成300600的倾角。施工时开挖深度为6.013.5m，稍稍大意石块就会滑落入线路影响行车。5. 在既有下行线左侧1023米处有一条上世纪20年代日本人修筑铁路路基，标高比既有线路基高67m，若能利用，能为爆破施工增加一个临空面与孔位朝向，修整后的老路基也可作为施工便道，加大了工作面，有效防止运输车辆撞入营业线的危险，新路堑标高降到20年代修筑的路基面后，爆破对行车安全影响会减少很多。四、活动目标、可行性认证1. 活动目标值安全目标：杜绝因爆破造成人身重伤及以上事故、行车一般及以上责任事故，实现爆破封锁安全、正点，确保运输畅通无阻。工期目标：二个月内完成该施工任务，确保全线12月8日如期开通。2. 可行性认证1) 在该工程中有远离营业线进行深孔、浅孔路堑爆破施工，有经验可借鉴、对岩石成分、结构、特性有较为充分理解。2) 上海铁路局、蚌埠铁路分局、监理单位对该控制性工程都十分重视，要求各运输、行车设备管理部门全力配合并指派专人协助该工作。3) 集团公司领导全力技持，指挥长亲自挂帅，有多名长期从事矿山、路堑爆破，并具有丰富施工经验的爆破技术人员与爆破员共同参与。4) 小组主要成员有攻克技术难题的经验与钻研精神，并取得多项QC成果，多次获得省、路局奖励，已为公司安全质量管理积累了丰富的、宝贵的施工经验。在营业线旁如此短的时间内完成集中的土石方爆破肯定会遇到一些困难，遇想不到情况，特别是对行车安全威胁，但只要我们齐心协力，运用科学手段开展攻关活动，课题目标是完全可以实现的。五、原因分析围绕“安全、高效”这两个目标，结合以往既有线爆破施工情况，全体小组成员群策群力、集思广益对施工所存在的问题进行原因分析，建立如下关联图。六、要因确认：通过分析远离营业线旁深孔、浅眼爆破的施工情况，以往营业线爆破施工造成行车、人身安全的事例，针对关联图中的各种末端因原，运用调查分析、现场验证方法，形成如下要因确认表。序号末 端 因 素要 因 确 认结 论1设计不合理设计方案与施工现场情况有较大出入，过于理论化，未充分考虑施工过渡，需局部修改。是要因2炸药量不准爆破设计问题是爆破作业的中心问题，需理论计算并进行现场检验与验证。是要因3爆破参数选取不合理爆破设计问题是爆破作业的中心问题，需理论计算并进行现场检验与验证。是要因4防护措施不到位参与施工人员对营业线施工比较生熟，施工安全防护工作与措施是确保营业线行车安全与施工安全的重要手段。是要因4未制定并实施抢险措施爆破作业因岩石的差异，不可避免有意外情况，必需采取必要的防范措施。要要因5违章指挥作业近2个月作业施工，管理难免有漏洞，存在凭老经验，省略动作、侥幸心理情况，会有松懈。是要因6盲炮处理不当爆破员经验丰富、技术过硬，非要因7自爆不可护力、难于防范，严格火工品管理非要因8岩体不均匀、不可护力，属于隐蔽性工程，难于把握非要因9堵塞不好保证爆破效的关键内容之一是要因10孔位不当爆破安全、效果重要内容，是要因11安全距离不够保守考虑，通过时间、空间上的安排来防范非要因12通风不良露天作业，人员撤离往上风方向。非要因13过早进入爆破区露天作业、严格纪律、防止违章非要因14装药结构不合理安全爆破重点。是要因15雨天、不可护力，石方施工，利用石碴铺便道非要因16高温不可护力，调整作业时间。非要因17机械故障未及时修增加备用设备、专人修理，必要时从远离阿营业线施工作业区调用。非要因七、制定对策：针对以上主要因素，我们运用对策表逐一制定出对策、措施，明确负责人，限期落实。序号要 因对 策目 标措 施时 间负责人1设计不合理在满足线路提速要求、工程成本、地界前提下，局部变更线间距。为施工增加工作面，为爆破增加临空面与设计院沟通，提出局部变更线间距的方案及其优缺点，征得同意后变更原设计6月15日以前郑军锋2炸药量不准根据设计院提供岩石特性进行浅眼爆破设计，并进行现场验证。 确定各种爆破参数，炸药用量进行爆破设计，在同岩石特性远离营业线的深孔爆破区根据爆破设计进试爆，施工时不断完善有关爆破参数6月15日9月1日郑信荣郑志强刘完灿3爆破参数选取不合理4防护措施不到位制定相应防护措施，并按措施组织实施为安全提供二次保障，减少机料侵、飞石对行车设备的破坏做好准备工作，设立防护对防护体加以保护，开设防震沟，选用微差起爆方法。6月15日9月1日程柏锋郑信荣5未制定并实施抢险措施制定相应抢险措施，并按措施组织实施在出意外时，能有规定时内处理，保证安全、正点组织足够人员、配备足够机具，做好应急抢险工作。6月15日9月1日刘挺海6违章指挥作业强化管理、加强监督提高全员的安全意识明确责任，制定并落实严格的奖惩、检查。郑信荣7堵塞不好结合现场实际、严格按设计、标准作业孔位选择合理，堵塞装药符合要求严格施工质量、仔细观察，认真检查刘完灿张福波8孔位不当9装药结构不合理八、实施一、 人员机械进场后，即优先组织人员对该地段进行清理，放出设计边界线，邀请业主、监理、设计院现场勘察，鉴于设计底宽断面为57m，要保证提速工程总工期，施工只能采取自上而下、面向并平行于既有线的纵向台阶开挖法进行爆破，如此爆破后滚石、危石对行车安全威胁很大，也很难保证在15分钟的封锁时间内将侵线的石碴清理完，爆后路堑边坡薄，存在不稳定隐患。 6月12日小组正式向设计院提出变更原设计，将新建的上下行线间距加大6.0m，把老路基标高以上与既有线间的石方全部进行爆破，使面向既有线方向爆破的标高降低到67米范围，缓解运输与施工矛盾，克服施工时因底宽限制无法充分利用施工机械出碴严重影响施工进度的困难。变更示意图如下:613.5m行中心变更后下线老路基中心线67m既有下行中心线变更前下行中心线310m5-7m6.0m二、 爆破设计：1. 参数确定：路堑地质为灰绿色片元古界变质岩，节理发育，表面易风化，强度300450MPA，属于次坚石。参数选取上，考虑山体一侧为既有线路堑边坡，原先施工时有挠动过，日久风化严重，决定按软石标准考虑爆破设计。 6月23日27日，小组相关人员根据爆破设计在远离营业线同岩性区域进行10次不同炮眼试验，水平炮眼按：孔距a=2.02.5(m)；排距b= b=1.52.0(m)；孔深H=3.04.5(m) ；单孔装1016卷32mm直径乳化炸药(每卷 0.25Kg),上向炮眼按：排距 b=2.03.0(m)；孔距 a=2.03.0(m)；孔深 H=4.05.0(m)，单孔装1118卷32mm直径乳化炸药， 堵塞长度一般考虑0.50.8 m，得出最小抵抗线宜取WP=1.52.0米，其与岩石类别特征、台阶高度、角度等有关，孔距a、排距b：按a=（1.01.5）WP、b=（0、91.2）WP间选取；岩石较坚硬时应取较小值；反之取大值, 单个炮孔装药量Q（kg），按下式计算Q=K*WP*a*H，WP台阶浅孔爆破底板抵抗线（m）；a、b分别为炮孔间距、排距；H台阶高度（m）；K用药量系数(kg/m3)；K值通过试验发现当K为0.8KG/ m时，岩石开裂很少，类似内部作用药包，当K值逐渐加大时，开裂越来越明，取为0.16KG/ m3时，不但岩石开裂大，而且有飞石现象，得出爆破药量宜为1.0-1.20KG/ m3。2. 爆破施工方案：为了布炮眼、钻孔提供相对干净的场地，防止爆破时炮口处已松动的石块飞溅，先用挖掘机将上部的表层杂草、风化后的泥夹石、泥质岩及局部粘土清除，然后采用从北向南依次推进，每次20米长、每次100孔左右，人工打眼施工（直径=40mm），老路基标高以上采用水平炮眼，背向既有线，方向倾斜于临空面，夹角为700-800；老路基标高以下采用上向炮眼，分二层台阶推进，方向倾斜于横向临空面，夹角为750-800。时间安排如下表：序号作 业 内 容时间 （分钟）1起爆网路布线和爆破体覆盖32警戒、线路防护、安装雷管、起爆33爆后检查、拆除线路防护物、清理现场和开通线路9三、 充分做好爆破前各项准备工作，对驻站联络员、工地防护员、爆破员、监炮员选派正式职工担任，由指挥部安质部邀请安徽省明光市公安局、蚌埠铁路分局安监委专家对其进行岗前培训，考试合格后方准上岗；配备对讲机（10台）、行车信号及防护用品（10套），做到通讯联络畅通；与蚌埠工务段、车务段、电务段、铁通公司签订安全协议并聘请安全监护员把好安全关。对爆破震动波防护主要严格控制一次起爆的炸药用量（不超过250Kg），采用非电毫秒雷管进行顺段微差爆破，及时清理落入既有线水沟的石料，使该沟成为天然的防震沟。飞石与滑石对钢轨与枕木破坏，爆破时与危石清理时，在面向线路方向爆破区前后10米范围，设置高4.0m，竹篦防护棚，隔挡石块，便于防护棚牢固架设选在既有线的水沟位置, 每隔3在沟底挖立柱的孔洞，孔底用砂浆回填堵塞, 立柱采用200直径以上的圆木，采用自制牢固的长3.0m竹篦，用铁线、铁钉与立柱固定，需防止整片倒塌侵入线路轨道（控制高度）。用竹篦对爆破区前后20米范围的上下行线既有线钢轨、枕木进行覆盖，宽度为3.0m。（如下图示），并用麻袋或编织袋装粘土压在孔口上。爆破区域现场指定专人负责，统一指挥，存危险区的边界设置警戒岗位哨和标志，爆破时必须同时发出声响信号与视觉信号，使危险区内的人员都能清楚地听到或看到，并及时撤离危险区域。爆破后及时对爆区进检查，确认无安全隐患后才能解除安全防护。四、 每次爆破前，组织50个以上人员并配备相应材料机具（裸露药包、大捶、撬棍、铁钳，挖掘机）做好抢险准备，一旦爆破体溜坍，侵入线路界限，立即进行抢险作业，确保线路及时开通。对爆破后确实有危及行车安全的危石需要处理，应立即向车站报告，落实行车防护，启动临时封锁方案。五、 加强营业线石方爆破的施工组织领导，确保行车安全，成立以指挥长为组长的安全领导小组、安质部具体抓营业线爆破日常工作，设立爆破办公室，由调度负情况的收集、汇报，每周织织全体施工人员进行一次学习，学习内容为铁道部施工安全会议精神、局路、分局有关行车安全的规定、集团公司、公司安全规章制度、其它单位的安全经验。现场成立钻眼组、爆破组、防护组、危石清理组、抢险组，明确安全负责人，制定并细化各自的岗位职责，对爆破安全重点实行层层包保。指挥部建立安保监督体系，深入贯彻“安全第一，预防为主”的安全方针，坚持每半月对安全进行一次检查与布置，并积极配合业主、路局、分局、车务、电务进行定期与不定期检查。制定了安全爆破奖惩罚办法，对爆破中的违章违纪从严从重进行处罚，现场成立一支安全员队伍、对每个工点实行定人、定岗、定责任巡查，发现一个处理一个。制定严格实行火工品领料、退料制度，要求每次领料都必须有爆破员、安全员到场，按当班需要量提供，多余料必须当班退回，并填写用料记录表，报施工负责人批准，坚决做到杜绝帐物不符和火工品丢失。六、 建立质量监督小组，对每道工序进行质量跟踪检查，一旦发现弊病，马上要求整改，把质量隐患消灭在萌芽状态。孔位布置上，先按设计测定，派专人对设计孔位进行现场检测，避免在岩石被震动、节理发育或岩性变化较大的地方，当需调整时应注意同抵抗线、排距和孔距的关系，应保证抵抗线、排距和孔距的调整不超过10%，对钻孔作业时情况进行记录（通过时声音、岩粉），有异常时调整药量。装药堵塞上严格操作程序，十分小心安放爆药包。考虑装药的便利采用连续装药结构。九、效果检查：7月15日小组对爆后各项情况进行了检查：1. 通过调整设计，路堑底宽由原来57米增加到了11-13米、解决运输车辆单向行驶的问题，老路基以上部分的出碴，能充分利用原有的老路基，减少了车辆之间的相互干扰，调整了炮朝向。2. 总共进行了十次爆破，爆后轨道尺寸无变化，道床稳定，在浅眼、密孔、小药量的爆破设计中爆破震动对轨道几何影响很小，基本不会危及正常的行车安全。爆破区前后20米范围的竹篦覆盖能有效防止小块的飞石对轨道设备损害及道床污染，防护棚能将因节理过分发育落入线路方向的石块挡住或起缓冲作用，无机料侵线情况发生。十次封锁开通时间都在十分钟以内，实现安全、正点。3. 未出现任何危及人身安全的事苗、事故，职工安全防范意识强、纪律严明，操作规范。4. 爆破体松动，挖掘机能清理，但大块率比重大（约60%），装车因难、车辆等待时间较长。挖掘机清理大块石时，出现危石情况较多。不少要进行二次解爆量，人工钻孔受解爆干扰多，工作效率低，瞎炮较多，处理麻烦，造成有效爆破次数偏少，爆工程量仅为5400立方米，未能实现预定工作量。十、总结巩固：通过第一轮循环，对爆破参数的选取、施工程序、防护工作、应急抢险准备等心中有数,对营业线爆破基本能做到安全、可控、正点，针对大块率比重大（估计为60%）、破碎程度不理想、二次解爆工作量大，会影响正常钻孔工作、进而影响爆破次数，未能实现平均每天800立方米工作量，达不到预定的高效目标。为实现总体目标值，及将未能完成的任务及时补上去，小组开展以“降低大块率（20%）、提高有效爆破次数”为课题、开展第二轮循环。十、原因分析、主因确定1、鉴于运输部每天只给二次爆破封锁时间，1至14日共计有效爆数应为28次，实际只有10次，小组对造成114日爆破未能按计划实现的各种原因进行了分析，形成如下调查表，序号原 因频 数频率累计频率1管路未能一次起爆，需二、三次封锁爆破950502人工钻孔数目不够422773通信不畅通浪费封锁时间211834封锁计划取消211945雨天16100根据调查表绘排列图2、对造成大块率比重大（60%），进行调查分析形成如下因果图，人料多人操作、经验不同不同批炸药性能有差异作业有差异、雷管质量不好失效心存安全顾虑、思想保守大块率比重大 导爆管堵塞作业受束缚 爆破方案、参数不够优化孔内杂物 孔位调整 岩层缝隙法环从排列图、因果图可以得出，造成低效主要原因有：管路未能一次起爆，需二、三次封锁爆破、多人操作经验不同、爆破方案、参数不够优化、孔内杂物十一、制定对策序号要 因对 策措 施时 间负责人1管路未能一次起爆，需二、三次封锁爆破、认真检查管路，改联结方法每次联线完后，在爆破员自检基础，派专人复核，改进管路联接方法6月15日至9月1日刘完灿2多人操作，经验不同加强沟通、专人决策组织所有爆破人员对前阶段爆破进行总结，沟通各自的心得，对以后不同意见统一到爆破组长、由其统一决策，克服各自为政的毛病。6月15日至9月1日郑信荣3爆破方案、参数不够优化结合现场、及时调整、优化逐渐调整原有方案、参数，克服经验主义。6月15日至9月1日刘完灿4孔内杂物做好保护、尽可清理认真检查、及时清理、孔口封盖、调整药量。6月15日至9月1日十一、实施一、 针对每次起爆孔数近100个，雷管段数多，孔外导爆管多，容易出现联接上的错误，要求每次联线完后，爆破员必进行再次自检，自检合格后，报爆破组长复查，合格后，严禁车辆、人员再次进入，造成破坏。联接方法将顺段微差爆破，改为孔外串联隔段微差爆破，将原来每15-20根用塑料联结块联在一起导爆管，改每1214根为1组，联结块内装一个即发电雷管改为装二个即发电雷管，并在联结块加入少量炸药，仅对路堑边坡处外二排采用麻袋或编织袋装粘土压在孔口处防止飞石，其余取消，减少管路损坏，孔口有覆盖的,孔内均装两个雷管，同时要求每次爆破段数不要超过10段，否侧先起爆的飞石扎断管路。二、 7月17安质部组织所有爆破人员对前阶段爆破进行总结，沟通各自的心得，讲述其经验的理由，统一大家的认识，做到取长补短，互通有无，要求以后对不同意见，必须统一到爆破组长那里、由其统一决策，严禁区各自为政、各做各的。三、 爆破方案上事先在横向方向增开挖临空面，其后每次爆破前及时将上次爆破的石块清除，创造新的临空面，防止石块外线路方向推移。参数选择上，对路堑边坡处外二排、中间、里侧采用不等量的装药，要求每次逐步调整，多过几次试验，得出里侧比设计加大15%，中间不变，外侧减少5%，孔位尽可按梅花形布置，对堵塞区段的大块，加打浅眼1.5米,与主炮孔齐爆，减少二次解爆。四、 孔口钻完后、即记录深度，然后用稻草封盖以免地面岩粉石块掉入孔内。在装药前再测量其深度，检查与记录是否符合，对岩粉沉积，积水、渗水用压机吹清，对孔避塌落、碎石的落入无法清理及时调整药量或再打孔。十二、效果检查8月8日小组对第二次活动结果进行了总结，爆破大块率明显减少，比重为20%左右、破碎程度较好、绝大数石料爆破后能用挖掘机直接，基本不需二次解爆，钻孔也正常工作、有效爆破次数达到80%，平均每天完成1500立方米工作量，达到预定的高效目标。每次封锁时间均在12分钟以内，按现有的施工方法进行工期预计能提前10天。十三、巩固措施及总结合理化建议1. 营业线爆破应本着“浅眼、密眼、少药”的原则，避免大规模、大孔径，药量，宜松动可清为准则。2. 在双线间的一侧爆破，临近爆破区这侧的线路影响大，需要较长的封锁时间，另一则线路可以缩短封锁时间，其主要影响是爆破时的飞石，对于本工程来讲，如果给同样的封锁时间（上下行都是15分钟），将其改为下行20分钟，上行10分钟较理想。3. 装药结构上同样的药量，条件允许尽可能使用间隔装药，能得到更为均匀的石料，避免上部堵塞区的大块。