铁路工程路堑爆破开挖方案（控制爆破光面爆破）

XX至XX铁路客运专线XX399+125～XX401+061.65路堑爆破开挖方案一、工程概况设计范围：XX399+125～XX401+061.65，全长409.605m，前接XX隧道，后接XX村中桥，土石方共计43455m3。设计类型：松软土路基等。工程地质及水文地质概况：地形地貌：本段属低山区剥蚀地貌，丘槽相间，地形起伏较大，地面高程480～500m，相对高差20m，自然横坡平缓，局部稍陡。坡面上覆土层厚，基岩部分裸露，地表植被差，低洼处大多为水田，地势较高处为旱地。测区有乡村公路相通，交通较为方便。地层岩性：本段地表上覆第四系全新统人工填土层（Q4ml），坡洪积层（Q4dl+pl）松软土、粉质粘土，坡残积层（Q4dl+el）粉质粘土；下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组上段（J2S2）泥岩夹砂岩。地层岩性分述如下：<1-28>松软土（Q4dl+pl）：为粉质粘土，褐灰色，软塑状，含少量朽木及有机质。呈透镜状分布于XX400+810-XX400+920段地形低洼处，厚0-2m，属Ⅱ级普通土，E组填料。<1-29>粉质粘土（Q4dl+pl）：褐黄色，硬塑状，粘性强。分布地形低洼处，厚2-5m，属Ⅱ级普通土，D组填料。<1-42>粉质粘土（Q4dl+el ）：褐黄色，硬塑状，含少量砂泥岩质碎石角砾。分布于测区缓坡地带，厚0-2m，局部较厚，属Ⅱ级普通土，C组填料。<5-8>泥岩夹砂岩（J2S2）：泥岩为紫红色，泥质结构，泥质胶结，岩质较软，易风化剥落，具遇水软化崩解、失水收缩开裂等特性；砂岩多为长石石英砂岩，浅灰、紫红色，中细粒结构，泥质及钙质胶结，中厚~厚层状，质稍硬。全风化带（W4）厚2~4m，可见原岩结构，岩体风化呈土状，属Ⅲ级硬土，D组填料；强风化带（W3）厚2~5m，节理裂隙发育，质较软，属Ⅳ级软石，D组填料；以下为弱风化带（W2），属Ⅳ级软石，C组填料。水文地质条件：本段在环境作用类别为化学侵蚀、氯盐环境时，水质对混凝土结构无侵蚀性。地震概况：本段地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.40g。二、开挖及防护方案1.开挖方案根据周围地势及地质情况，为了保证安全及进度，本段路堑采用松动爆破配合机械开挖的方案。路堑由上至下分层开挖，每层厚度控制在3m，具体分层位置根据路基断面设计的平台确定。第一层开挖完成并施作坡面防护工程后再进行第二层开挖。具体每层的开挖方案如下： (1)表层W4全风化层土方先采用机械开挖，个别孤石采用静态破碎剂破碎解体后机械开挖。(2)W3和W2的石质开挖采用普通深孔松动爆破，爆破参数与宽隔墙的大台阶深孔爆破一样，外侧不留隔墙。2.爆破地震波防护为了防止爆破地震波对既有构筑物造成破坏，或爆破地震波对山顶孤石造成扰动而失稳，在爆破时必须采用防震措施。根据相关规范爆破震动按3cm/s控制。根据安全距离震动公式：Q=R3V3/α/K3/α（式中：Q为最大一次或一段起爆药量，单位Kg；R为建筑物距爆区距离，单位m；V为建筑物最大安全抗震动速度，单位cm/s；K、α为不同岩石的爆破性系数，这里砂岩取K＝200，α=1.5。)进行估算，严格控制最大一段（次）起爆药量，必要时采用孔间微差或孔内微差的办法控制爆破地震波，确保受保护对象所在区域的爆破地震波控制在允许震动范围内。三、爆破方案设计为防止爆破飞石和爆破地震波对既有构筑物造成破坏，根据爆破岩体的地质、地形条件、爆破区环境条件、填方对爆破块度的要求及施工工期要求，路堑爆破开挖采用深孔高台阶微差松动控制爆破法，钻孔直径￠＝76mm和100mm，一般开挖深度控制3m。为确保爆破后边破的稳定，边坡采用光面爆破技术。1．爆破参数设计原则①梯段高度H根据具体开挖断面确定，一般控制在3m； ②孔排距b近似0.85倍的w；③孔间距a=(1.2~1.4)b④超深h1=(0.15~0.2)w⑤堵长h0=(30~35)w⑥￠=76mm,梯段高度介于2-3m；￠＝100mm，梯段高度介于4～5m；孔网参数根据浅孔爆破的实际原则确定，其中体积单耗q=0.25～0.4kg/m3。⑦装药结构采用集中装药，装2#岩石散装炸药。2．爆破参数设计根据上述爆破参数设计原则，计算确定的个体爆破参数分别如下：①首排抵抗线w的确定。根据以往类似工程的实践经验，首排抵抗线w可取（30~35）￠。钻孔直径76mm时，w=30×0.076=2.3m；钻孔直径100mm时，w=30×0.1=3.0m。②孔排距b的确定b=0.85w=2m(￠76mm)￠=76mm时，b=2m；￠=100mm时，b=2.6m；③孔间距a的确定a=1.36b￠=76mm，b=2.5m￠=100mm，b=3.4m；④超深h1 h1=0.15w￠=76mm，h1=0.33mm￠=100mm，h1=0.45m；⑤孔深LL=(32+12)1/2/3(H+h1)=101/2/3(H+h1)⑥堵塞长度h0h0=(30-35)￠或=(1.2-1.4)W3.药量计算根据以往类似工程的实践经验，单位岩石消耗量q取0.3kg/m3。路堑爆破时根据开挖深度、宽度及长度计算爆破方量V，爆破方量乘以单位岩石消耗量q即为总装药量Q，总装药量Q除以炮眼数量n即为单孔装药量。4．边坡光面爆破装药参数设计光面爆破采用￠76mm钻孔，沿边坡线布设光爆孔，钻孔斜度与边坡坡度一致，钻孔深度等于边坡长度。炮眼密集系数m取0.8，孔间距a取15￠，装药量根据爆破体积单耗确定，单耗q取0.3kg/m3。光爆孔采用不偶合间隔装药结构，堵长h0与孔间距相等，孔底加强装药。光爆孔主要设计参数如下表：表1光爆孔主要设计参表钻孔直径（mm）孔间距a(m)炮眼密集系m抵抗线w(m)单耗q(kg/m3)单孔装药(kg)堵长h0（m）761.00.81.250.200.25L1.25．起爆网络设计 采用非电导爆管起爆网络，所有深孔爆破均采用复式闭合网路，每个起爆体设置2发同段非电毫秒雷管。深孔梯段炮孔一次起爆3～5排，采用V型或波浪形爆方式，由允许振动速度推算的允许最大一段或一次起爆药量，（见安全及防护措施）控制单段雷管引爆的钻孔数量，当单孔装药量大于允许单响装药量时采取孔内微差起爆技术控制单响药量，孔内微差时不同起爆段间用砂土间隔，间隔长度0.5m～1.0m。光爆孔在主爆孔起爆完后起爆，在振动允许的条件下所有光爆孔最好同段起爆，一般光爆孔同一个段的起爆孔数不得少于5个。四、施工工序1．施工准备(1)准备防护材料、行车信号，安装通迅设备；(2)整平工作面,开挖天沟,布设限界桩。(3)施工前及施工过程中应对边坡岩体稳定性进行观测，发现异常情况及时处理。(4)施工期间要注意收集当地气象资料，施工前按设计要求做好永临防排水措施，及时做好边坡开挖后的坡面防护及支挡工程。(5)临近既有线施工要做到主动防护，设立专职爆破员、驻站防护员、安全员；应急预案要细化，要有演练；监控要有措施，形成巡查制度。 (6)重点、危点施工部位设置视频监控系统；与设备管理部门采用固话联络，施工现场内部采用对讲机联络。2．试爆(1)在正常的爆破施工前，须对具有代表性的岩体进行试爆；在正常爆破施工中如遇到爆破类型、爆破部位或岩体变化也应进行试爆，并控制爆破震动的建筑物附近设置测点，进行爆破震动测试，并根据测试数据确定安全距离和最大一段起爆药量。(2)根据不同的爆破部位，按爆破设计选取不同孔网参数，进行试爆。根据试爆结果进行调整，以选取更加合适的孔网参数和单耗。(3)试爆时，炸药单耗应取设计最小值，且控制试爆规模，试爆孔数一般取一排孔为宜（3～5个炮孔）。如果试爆效果不理想需增加炸药单耗时，一次增加量一般为0.02～0.03kg/m3，最多不能超过0.05kg/m3，并且要加强覆盖和其他防护工作。3.布孔和钻孔(1)首先按设计孔距、排距布好边坡孔和既有线一侧边孔，再根据台阶宽度均匀布好主爆孔。(2)钻孔时要根据设计要求，确保孔位、方向、倾斜角和孔深。每孔钻完后，首先将岩粉吹干净，然后对炮孔进行检测。4.装药与堵塞(1)装药前要对每个炮孔的孔距、排距及孔深进行测量，并逐孔计算装药量，同时按起爆网络设计要求选用不同的毫秒管制作药包。不同部位的炮眼按设计采用不同的装药结构，同时做好装药记录。 (2)回填堵塞的材料宜选取有一定湿度的粘土。为防止卡孔和保证堵塞质量，要分多次回填，边回填边用炮棍捣实，同时要注意保护好孔中的导爆管。5.网络联接与覆盖防护(1)按设计起爆网络对装好的毫秒管进行分组并清点数目，确认无遗漏后按起爆顺序进行孔外绑扎传爆雷管。为保证传爆可靠性，均采用双雷管传爆。(2)覆盖时，按设计要求一层一层铺好覆盖材料，覆盖材料长度（宽度）不够时，需搭接覆盖，搭接长度不小于一个孔距（排距）。6.安全警戒一切防护准备工作做好后，人员及机械撤离爆区，安全警戒人员开始到位警戒，封锁线路，联接起爆雷管。给点命令下达后，点火起爆。7.安全检查，分析爆破效果炮响后5分钟，爆破员进入爆区，检查有无瞎炮、危石或落石，并进行处理，同时对既有线进行全面检查，确认线路符合开通要求后，销点，解除警戒，开通线路。爆破技术员对爆破效果进行分析，并结合石质情况对爆破参数、起爆网络和单耗进行调整。五、安全防护措施在爆破施工中，必须贯彻“安全第一，预防为主” 的方针，在整个控爆施工过程中的安全防护上做好以下几点工作：1.开工前准备(1)首先成立爆破技术攻关小组，负责爆破技术的试验研究和施工方案制定以及现场爆破指导工作。(2)对安全员、驻站联络员、工地防护员、工地电话员、爆破员选派正式职工担任并进行培训，考试合格方可上岗；爆破员同时必须有当地公安机关发的爆破作业证方可上岗。(3)对所有施工人员进行既有线施工安全培训。(4)爆破现场除安装电话外，并配备4台对讲机，做到通讯联络畅通。重点、危点施工部位设置视频监控系统。(5)按《铁路行车线上施工技术安全规则》要求配齐行车信号及防护用品。(6)与工务段、供电段、电务段等设备管理单位签订施工安全协议，并由各设备管理段按批复的施工方案配齐备用材料。(7)为防止滚石危及接触网支柱的安全，在接触网支柱外侧用钢轨进行隔离，对滚石起到缓冲作用。(8)要做到“五到位（施工负责人要到位、监炮员要到位、防护员要到位、工务段等配合人员要到位、监理工程师要到位）”后方可施工。2.施工过程的防护(1)严格执行爆破作业请销点制度，绝对禁止不请点追尾放炮。 (2)挡墙及排架搭设好后，技术员应进行检查验收，保证排架严密、牢固，落石挡得住，滚石冲不垮。(3)严格执行“爆破作业检查”制度，加强爆破施工全过程的控制。爆破技术员应对照“爆破作业检查证”内容对爆破全过程进行控制，并做好记录。(4)防护员在施工过程中，应始终保持清醒头脑，坚守岗位，不得擅离职守。为防止飞石和滚石对既有线和居民区造成破坏，采用如下防护措施：(1)加强堵塞，保证堵塞长度和质量，深孔爆破孔口用沙包防护。(2)浅眼或孤石爆破采用废旧轮胎编织的“炮被”或沙袋在覆盖爆破体上。(3)加强联系，共同防范加强与周边既有构筑物的业主联系，派人做好安全协调工作，靠前指挥，共同抓好本段路基施工安全工作。