某隧道出口路堑控制爆破方案

达成铁路扩能改造工程ZQSG-1标YDK27+815~YDK27+950段路堑控制爆破施工方案1、工程概况YDK27+815~YDK27+950段既有线路堑开挖，全长135米，新建铁路均位于既有线右线，全段控爆挖方量共计26968m3。代表性路基横断面图如下。（图一）2、总体施工方案由于本工程临近既有铁路施工，必须确保既有线行车安全，根据本工程既有线扩堑石方开挖的特点，结合进度要求和资源配置等情况，特制定以下施工方案：①扩堑石方控制爆破方案：先沿线路方向纵向超短台阶分层拉槽控制爆破，再横向台阶控制爆破开挖作业，即先沿设计边坡拉通路堑纵向主槽，然后横向爆破开挖隔墙，临近既有线时预留1m～2m17 宽的岩体作为中部主爆体的隔墙，以避免飞石危及既有线行车安全。②爆破安全防护方案：扩堑地段沿既有线边坡搭设钢管排架，排架离既有左线中心距离不小3m。在岩石上打不浅于0.5m的孔,底排立杆插入孔中,用水泥砂浆锚固。排架采用锚杆锚固在边坡岩体中固定，锚固深度不小于1.0m。排架与岩层面平行，用短钢管支撑。排架顶加设钢丝绳斜拉固定，排架上满铺竹夹板隔离封闭爆破山体，形成全封闭防护体系。③爆破时封锁既有线，与供电段、工务段、电务、车站等单位签定安全协议。一次爆破3～4个台阶，每天施爆三次，每次封锁40分钟。④对于较软弱岩层辅以破碎冲击器和手持式破碎机进行破碎的施工方法。⑤对于堑顶少量土方采用挖掘机开挖的方式，采用台阶法开挖，先开挖靠近设计边坡线一侧，待开挖至下一台阶时，再将靠近既有线一侧的土方挖除，开挖土质边坡处及时进行边坡的临时防护或及时施工永久性边坡防护，以防止下雨对土质边坡进行冲刷产生塌方现象。⑥该路堑施工过程中，将会把既有线天沟同时挖除，为了保证既有线天沟的排水畅通，及时挖临时土沟，将流水引入路基以外。3、爆破施工方法顺线路方向纵向超短台阶分层拉槽开挖，采用浅孔松动控制爆破方法；边坡岩体根据主爆体的爆破情况和岩石级别准确地选择爆破参数，采用浅孔光面爆破方法，提高边坡的光爆效果；预留岩体作既有线隔墙，根据边坡的光面爆破情况和岩石级别更准确地选择爆破参数，采用浅孔减弱松动控制爆破或采取机械凿除。17 4、爆破设计①浅孔主爆破要求由于露天爆破的孔径主要取决于钻机类型和岩石级别，根据本工程面窄点多的施工特点，钻孔机具采用7655型移动式凿岩机钻孔，炮眼直径42㎜，炮眼深度据现场岩体考虑2～4米；根据开挖深度分几个台阶进行爆破，台阶高度考虑到钻机型号、并为钻孔、爆破和铲装石碴创造施工条件，台阶高度设置为3m，台阶长度（沿既有线方向）5～7米，分层多作业面同时开挖。炮孔方向：中间主炮孔沿线路纵向水平布置，边坡光面孔与边坡坡面水平平行布置。②主爆孔松动控制爆破参数设计以坚石为例设计，炮孔深度L=3m。抵抗线W=（0.35～0.6）L=（0.35～0.6）×3m=1.05～１.８m，为保证施工安全，考虑本工程的施工特点，防止爆破时抛掷飞石，药量计算取W=1m，实际操作中暂取W=1.2m。炮孔间距a=1.0～1.5m，取a=1.0m，炮孔排距b=（0.9～1.0）a=（0.9～1.0）×1=0.9～1.0m，取b=1.0m单位体积耗药量q：根据本工程岩石地质结构情况,岩石节理裂隙发育、岩性，以爆破的岩石松动破碎而不飞散为标准，取q=0.35kg／m3～0.4kg／m3，结合正式爆破前进行的“试炮”，再调整q值。采用2#岩石硝铵炸药，部分有水地段采用乳化炸药。单孔用药量17 Q=qWaL=(0.35kg／m3～0.4kg／m3)×1.0×1.0×3.0=1.05～1.2kg，取为Q=1.2kg装药结构：见下图（图二）“主爆孔侧面布置示意图”，装药长度L1=1.2/0.15×0.2=1.6m，堵塞长度L-L1=3-1.6=1.4m，不小于W=1.0m或20d=20×0.042=0.84，满足炮孔堵塞质量要求。主爆孔侧面布置示意图（图二）6.0m侧面布置示意图1.6m1.4m3.0m1.2m1.0m3.0m2#岩石硝铵炸药水泥纸堵塞0.8m粘土堵塞1.0m0.7m1.0m1.0m3.0m1.0m下台阶上台阶刷坡线0.5m1.0m0.8m1.2m立面布置示意图17 ③边坡浅孔光面爆破参数初步设计炮孔眼深，取L=3m。最小抵抗线W：即为光爆孔与主爆孔间距，根据边坡预留岩体的情况W=0.6～1m，取W=0.7m。边坡顶预留层不宜过大，否则正常的药量无法克服岩石阻力，容易造成欠挖。炮眼直径d：炮眼直径取d＝42mm。光爆炮眼间距a：根据工程特点、岩石特征、炮眼直径，光面爆破炮孔间距选用炮眼直径的10～16倍，并满足a=W/m（m为炮孔密集系数，m>1），即炮孔间距取a=0.6m。根据台阶高度和孔间距的要求，孔排距b取0.5m。光面爆破单位体积耗药量q：光爆孔装药量取主爆孔药量的70%，即q＝0．2kg／m3～0．3kg／m3。每个炮孔装药量Q＝q×a×W×L=（0.2～0.3）×0.6×0.7×3=0.25～0.4kg，最大每孔装药量为0.4kg，为防止药量过大而损伤边坡，线装药密度应该进行严格控制，一般不大于0.15～0.25kg／m。装药结构：装药结构采用不耦合间隔装药法，炮孔堵塞长度为1/3L=1.0m，具体方法是将炸药绑扎于2m的有一定强度的竹签中间和两端，每条炸药各插入一个毫秒雷管线，将绑扎有炸药的竹签缓慢的放入孔底，在竹签的顶端塞入20cm的水泥纸，再在水泥纸上面填入粘土，并夯实。如（图三）所示。光爆炮孔采用同段毫秒雷管传爆，保证各药包同时起爆，以减少飞石和爆破震动。17 ④既有线预留岩体防护墙（宽度为2m）的拆除，采用浅孔减弱松动控制爆破，（图四）爆破参数设计：以坚石为例设计，炮孔深度L=1.0m。抵抗线W=（0.35～0.6）L=（0.35～0.6）×1=0.5～0.6m，考虑本工程的施工特点，为保证施工安全，防止爆破时抛掷飞石，药量计算取W=0.6m，实际操作中暂取W=0.8m，超钻深度h=0.1W～0.3W=0.06～0.18m，取浅孔光面爆破孔立面示意图（图三）0.5m1.0m1.0m0.5m6.0m3.0m0.2m0.8m2.0m3.0m浅孔光面爆破装药结构图3.0m炸药及雷管雷管脚线水泥纸堵塞粘土堵塞2.0m0.8m0.2m竹签17 h=0.1m，则炮孔深度L=1.1m。预留岩体厚h1=2-1.1=0.9m>W=0.6m，可以保证既有线安全。炮孔间距a=（1.0～1.5）W=（1.0～1.5）×0.6=0.6～0.9m，取a=0.6m；炮孔排距b=（0.9～1.0）a=（0.9～1.0）×0.6=0.5～0.6m，取b=0.6m。单位体积耗药量q：根据本工程的施工安全特点和施工经验，取q=0.35～0.4kg/m3，炸药采用2号岩石硝铵炸药。单眼炮孔用药量：Q=qaWL=（0.35～0.4）×0.6×0.6×1.0=0.13～0.15kg，取Q=0.15kg。防护墙松动爆孔立面示意图（图四）＞3m竹夹板双排防护钢管排架撑杆1.1m0.9m0.8m0.6m0.6m0.6m0.5m线路中心线装药结构：采用间隔不藕合装药，装药长度L1=0.15/0.15×0.2=0.2m，堵塞长度L-L1=1.1-0.2=0.9m，不小于W=0.6m或20d=20×0.042=0.84，满足炮孔堵塞质量要求。17 人力凿除在危及行车安全的情况时，控制爆破又不能实施时，可用空压机人力凿除。5、爆破地震安全距离根据《爆破安全规程》所列下式计算：Q≤R3V3/a/K3/a式中R─爆破地震安全距离取15mQ─炸药量，千克，齐发爆破取总炸药量；微差爆破取最大药量；v─地震安全速度，6cm/s；K—取值150；a—取值1.4；Q=1.3kg≥1.2kg（主爆孔单孔用药量），满足要求6、爆破施工顺序①沿设计边坡拉通路堑纵向主槽横向爆破开挖爆破或人力凿除岩体隔墙②沿设计边坡分台阶开挖纵向主槽施工顺序示意图（图五）说明：①为第一次施爆区域，②为第二次施爆区域施工顺序示意图（图五）①①②②③控制爆破起爆顺序示意图（图六）17 说明：①为主爆破孔先起爆，②为主爆破孔次爆破，③为光面爆破孔后爆破控制爆破起爆顺序示意图（图六）③①①②②②③③①7、对既有线采取的防护方案根据爆破山体的地形特征，采取三种排架防护措施。为保证行车安全，防护防架的立杆及撑杆不得侵限，离既有铁路中心不小于3m。措施如下：①扩堑开挖高度大于12m，坡脚距既有线中心线小于3m的高路堑采用双排钢管架防护（见图七）。高路堑双排钢管架防护示意图（图七）新建线中心线竹夹板钢丝网地锚坡面撑杆立柱横杆既有线中心线ф22mm锚杆1.2mФ12mm钢丝绳坡面17 说明：⑴钢管采用Φ48mm，壁厚3.5mm，立柱高度结合开挖面的高度来定，钢管排架顶部用ф12的钢丝绳拉于地锚固定，并用钢丝网封闭。⑵立柱基础底部必须楔入岩体50cm以上，间距1m。双排钢管架宽度为0.5m，横杆垂直方向间距1.2m，坡面撑杆设在立、横杆相交处，长度据现场确定，与立杆连接支撑在坡面上。⑶在每个钢管节点用ф22mm锚杆锚固在岩体中，锚杆长2～2.1m，锚固入岩体1.2～1.3m。⑷在钢管排架内侧绑扎一层竹夹板防护飞石，竹夹板紧密相连，用铁丝牢固的固定在钢管排架上。竹夹板距悬崖边为0.3m，以便清除个别碎石。⑸覆盖爆破体：用炮被将爆破体覆盖。将废旧轮胎外层橡胶剥离弃之不用，剩下的外胎切成长2m、宽5cm、厚1cm的长条，再编制成2m×2.5m（也可以编制成其它尺寸）的方块。⑹控爆开挖方向：沿线路纵向超短台阶拉槽开挖，为了行车安全，防护墙厚度定为2.0m宽。②低路堑单排钢管架防护（见图八）。说明：⑴钢管采用Φ48mm，壁厚3.5mm，立柱高度结合开挖面的高度来定，钢管排架顶部用ф12的钢丝绳拉于地锚固定，并用钢丝网封闭。⑵立柱间距取1m，横杆间距取1.2m～1.5m17 ，在钢管排架内外侧设撑杆固定，撑杆间距1.0m，支撑点高度2.5m。在每个钢管节点用ф12mm钢丝固定在Φ48mm钢管制作的地锚上，地锚锚固入岩体1.2～1.3m。低路堑单排钢管架防护（图八）竹夹板既有线中心线新建线中心线钢丝网立杆ф12钢丝横杆撑杆ф12钢丝地锚⑶覆盖爆破体：用炮被将爆破体覆盖。将废旧轮胎外层橡胶剥离弃之不用，剩下的外胎切成长2m、宽5cm、厚1cm的长条，再编制成2m×2.5m（也可以编制成其它尺寸）的方块。⑷控爆开挖方向：沿线路纵向超短台阶拉槽开挖，为了行车安全，锚杆段岩体待拉槽作业后再松动控爆或人力凿除。③阶梯式高路堑防护（见图九）。说明：⑴以上防护是根据地形，采用分层分台阶钢管排架防护。⑵钢管采用Φ48mm，壁厚3.5mm17 ，立柱高度结合开挖面的高度来定，钢管排架顶部用ф12的钢丝绳拉于地锚固定，并用钢丝网封闭。⑶立柱基础底部必须楔入岩体50cm以上，间距1m。双排钢管架宽度为0.5m，横杆垂直方向间距1.2m，坡面撑杆设在立、横杆相交处，长度阶梯式高路堑防护（图九）既有线中心线新建线中心线竹夹板ф12钢丝ф22锚杆高阶梯防护排架立柱横杆低阶梯防护排架坡面撑杆设计坡面线据现场确定，与立杆连接支撑在坡面上⑷在每个钢管节点用ф22mm锚杆锚固在岩体中，锚杆长2～2.1m，锚固入岩体1.2～1.3m。⑸根据地形情况，钢管架靠悬崖边绑扎一层竹跳板防护飞石，竹跳板距悬崖边定为0.3m，以便清除个别碎石。⑹覆盖爆破体：用炮被将爆破体覆盖。将废旧轮胎外层橡胶剥离弃之不用，剩下的外胎切成长2m、宽5cm、厚1cm的长条，再编制成2m×17 2.5m（也可以编制成其它尺寸）的方块。⑺控爆开挖方向：沿线路纵向超短台阶拉槽开挖，为了行车安全，防护墙厚度定为2.0m宽。⑻待高台阶开挖到标高后，拆除钢管架排架，移至到下层台阶再搭设钢管排架防护。④爆破区域布置见下图（图十）。爆破区域布置（图十）爆破岩体爆被防护岩体防护钢管排架既有线中心爆破岩体≥6m≥6m大于2.3m说明：⑴顺线路方向防护排架超出爆破岩体不得小于6m。⑵所使用炸药类型为：硝铵炸药，毫秒火雷管、塑料导爆管。8、工期安排本段路堑控爆挖方量共计26968m3，计划投入劳动力105人，挖掘机1台，装载机1台，自卸汽车10台，空压机2台，潜孔钻机8台。根据爆破设计，平均每天开挖石方约450m3，计划2个月时间施工完该段爆破，计划施工时间为2006年4月1日~2006年5月30日，总工期60天。9、其它作业要点①17 排架搭设注意事项：钢管搭设先竖杆后横杆，先下后上；杆件采用对接或搭接，竖杆搭接长度不小于1m；搭设时要及时与坡面锚杆固定，以确保搭设过程的安全；没搭设完毕的排架一定要在收工时锚系牢固，确保排架的稳定；质量不合格的杆件、扣件不能使用。②试爆：在正常爆破前须进行试爆，正常爆破过程中如遇到岩性变化也应试爆。一般取3～5个炮孔，按爆破设计选择的孔网参数和单位耗药量（取设计的最小值）进行试爆，然后分析爆破效果，调整参数。③布孔和打眼：按设计的孔距和排距进行布孔，炮孔位置应用红油漆标出。④装药与堵塞：装药前要对每个炮孔的孔距、排距和孔深测量核对，把药放在炮孔口旁边。炮孔回填堵塞长度不得小于1m，堵塞材料不应使用打眼粉渣，应选取一定湿度的含砂黏土。边回填边捣实，要注意不损坏导爆管。⑤连接起爆网路：各个炮孔置放的毫秒雷管段别必须“对号如座”，孔外串联的雷管要有醒目的标志，连线和覆盖时应当小心。多台阶一齐起爆时，从上往下逐个台阶连线；梯段爆破时，连线应从起爆的终点开始直向起爆的起点。⑥爆破“要点”及安全警戒：装药前通过驻车站联络员向车站“要点”，在确定给点前10min，人员及机具撤离到安全区，安全警戒人员到位警戒、封锁线路。最后连接起爆雷管，“给点”指令下达后，立即起爆。⑦安全检查：起爆过后，安全检察员首先检查线路，然后检查排架，确认线路符合开通要求后，立即通知车站销点，解除警戒，开通线路。⑧清方：当列车通过时应暂停挖装。⑨排架倒用：扩堑一段后，需拆除排架倒用。应从上到下、先横杆后立杆逐根拆除，拆下的钢管、扣件、锚杆、竹夹板等检查有不合格的，不能继续使用。⑩记录表格：为了记录爆破效果和不断改进提高，每次爆破都应做详细记录。10、质量要求爆破扩堑后，宽度、堑底标高、边坡坡度要符合设计要求。17 11、安全措施为了加强安全监控管理系统与相应的安全措施,爆破作业严格按如下规程、规定和标准操作。《爆破安全规程》（GB6722-2003）、《铁路工程施工安全技术规程》、《中华人民共和国民用爆炸物品管理条件》、《拆除爆破安全规程》（GB13533-1992）、《国务院办公厅关于切实加强民用爆炸物品管理的通知》、《国务院办公厅关于进一步加强民用爆炸物品管理的通知》、《民用爆破器材生产流通管理暂行规定》、《施工现场安全防护用具及机械设备使用监督管理的规定》。①炸药管理制度：爆炸物品管理“五双”制度：双人保管、双人锁匙、双本帐册、双人发货、双人领用。②爆破器材管理“七不发”制度：为了加强对爆炸物品的管理，防止丢失和违章使用现象的发生，严格制度，有下列情况的不予发药。⑴没有坚持“五双”制度的；⑵在使用、管理过程中帐、物不相符的；⑶违反操作制度，不轻拿轻放的；⑷没有指定专人领取爆破器材的；⑸爆破器材收发手续不全的；⑹领用单上字迹不清楚、涂改的；⑺不按当班量使用领取爆破器材的。③装药量控制⑴在施工前必须先进行试验，在完全了解掌握炸药、岩石性质后，选择合理单位用药量。⑵每次爆破先由爆破技术人员计算爆破石方体积、单孔装药量、总用药量，经爆炸物品安全管理领导小组负责人签字后，由炮工组组长会同安全员、物设部人员按量领取。⑶由炮工组组长根据单孔装药量将炸药进行分配，由指定装药人领取进行装药。⑷炮孔装药量既不能过小，更不能过大，按计算严格控制；17 ⑸装药后由爆破技术人员会同炮工组组长进行检查、核实，检查合格后才能进行下一步作业。⑹爆破后由爆破技术人员和炮工组组长进行评估，总结经验，指导下一次装药量控制。④防护排架⑴成立防护排架组，进行防护排架的搭设和维护。⑵排架搭设必须严格按照防护排架的技术要求进行搭设。⑶排架搭设系空中作业，工人必须佩带安全帽、安全带。⑷立杆及斜撑不得侵入线路限界，离铁路中心不得小于2.3米。⑸竹夹板要密铺，安装要牢固可靠。⑹每次爆破前，防护排架组必须对防护排架进行检查，检查合格后，才能进行爆破；每次爆破后，防护排架组及时检查防护排架情况，并进行维护，保证排架的安全稳固。⑤爆破岩体覆盖炮被时，炮被上用装土草袋压牢，严禁压石头。⑥瞎炮处理（缺眼，残药均应视作瞎炮处理）⑴瞎炮四周5米内禁止行人通行；⑵将引线接通后再行起爆；⑶距瞎炮0.6米处，打一个平行炮眼进行诱爆；⑷如能取出堵塞物时，可重装起爆药包进行起爆；⑸瞎炮的处理一定要在封锁的时间内处理。⑥必须在既有线一侧设安全隔离线，出碴运输、施工作业人员、材料、机具不得超过隔离线，以免危及行车安全。⑦防止飞石冲击列车采取的安全措施：放炮作业时要封闭土溪至八庙区间。⑧派设驻站联络员、工地防护员，工地及车站各配置一台专用对讲机进行现场联系。⑨成立爆破防护组，负责安全防护及爆破区域的安全警戒。⑩17 为防止发生意外，工地上事先储备一定数量的抢险物资，如备用钢轨、零配件、起拔道工具等，并成立应急抢险组，由一名经验丰富的线路工任组长，同时制定爆破施工应急救援预案，一旦发生意外，由应急救援领导小组指挥应急抢险组进行抢险。⑾放炮作业时，必须有一名应急救援领导小组成员在场，检查各项安全措施及预防发生意外组织抢险。⑿封闭开通线路前由施工负责人及有关部门配合人员共同确认线路完好后才能通知开通。⒀爆破施工前与有关单位签定安全施工协议后才进行施工。17