石方开挖的施工

石方开挖的施工本标段有开挖石方XXX万m3是路基土石方工程的重点，需爆破的石方拟 采取监理工程师批准的爆破方案经爆破后，推土机集料、装载机装或挖掘机直接 挖装，自卸汽车运输的施工方法施工，不需爆破能直接用机械开挖的石方如软石、 强风化石直接按上述机械施工方法进行施工。针对本标段石方任务较重，地形较复杂，为了保证施工进度、爆破开挖路基 边坡的稳定和质量、施工安全，特进行石方的爆破方案设计。（石方光面爆破施 工工艺框图见表 X-1）本标段开挖断面有二种典型断面，即半填半挖断面的开挖，全挖断面的开挖。 对这两种典型施工路段分别予以爆破方案设计。（1）爆破总体方案 根据不同施工断面及不同岩性情况，并充分考虑工效及安全，制订出爆破总 体方案如下表：石方爆破施工方案项目类型半填半挖全挖断面岩性千枚岩、砂岩千枚岩、砂岩爆破总体方案浅孔爆破路堑浅孔爆破，深路堑深孔爆破.-/ / . r-、. . ?工作面万案分层横向台阶方案 分层纵向台阶方案“留靴”槽式堑沟方案软石爆破W=l.l, a=1.2W=1.1,a=1.2次坚石W=1.0,a=1.1W=2.6,a=2.6坚石参数W=0.8,a=0.9W=2.4,a=2.4凿岩机7655 或 YT-267655 或 KQD100炮孔直径38mm90mm、110mm炮孔深度2.0m11-12m炸药2#岩石硝铵炸药2#岩石炸药及铵油炸药起爆器材非电毫秒雷管非电毫秒雷管及导爆索2）半填半挖爆破方案：半填半挖断面开挖根据工作面情况，采用如下三种作业方案: 分层横向台阶控爆法：分层横向台阶控爆方案（如图 1 所示）适用于挖方较窄处且对飞石要求严格| 00000；00000 0000 0；0000000000 0000 0；| 00000；00000 0000 0；平 面 图a控制地段。w 纵剖面图图 1、分层横向台阶布眼图 分层纵向台阶爆破法： 分层纵向台阶爆破方案（如图 2 所示）适用于地势较平缓，离公路、河流较 远地段。000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000图2、分层纵向台阶布眼图 边坡爆破按设计边坡坡度采用光面爆破开挖，孔径d=38mm,炮眼间距a=500mm,光面层厚度w=600 mm,装药量为0.200.30kg/m，其布眼图如下图3所示图 3、光面爆破炮眼布置图（3）深挖路堑爆破方案（其施工工艺框图见技术质询表 5-2） 施工顺序：深挖路堑段总体方案如图 4 所示。首先沿预定路基外向前形成一槽式堑沟（图中I所示），然后再爆破剩余部分（图中II部分），即所谓“留靴”爆破， 见图 5“留靴”爆破最终效果图，以防止路基上部山体爆破岩石向下滚落，爆破 II部分岩体时采用微差控制爆破形式以控制爆破方向，即控制爆破抛石方。图 5、“留靴”爆破最终效果图 堑沟部分（I部分）岩体爆破参数a、堑沟宽度B如图5考虑便于汽车装载，钻孔设备操作，爆破网络设计等 因素，拟掘进 12 米宽的堑沟。b、炮孔直径d （如图6所示）凿岩设备采用KQD100潜孔钻，开挖爆破 与光面爆破穿孔设备最好一致，以利于（如图 6 所示）现场操作，拟采用 d=90mm， w=2.6m, a=2.6m。w图 6、爆破参数示意图rZ / XAhL.AJ/ / /b= aC、布孔方式及微差间隔的确定，布孔形式如图7,采用等三角布置，以利 于炸药能量均匀作用于岩面，实现理想的破碎效果，起爆顺序依次为 0-1-2-3-4， 首先起爆的炮孔位于依上部山坡一侧，先爆炮孔为后爆炮孔提供自由面，按图示 布孔及微差起爆顺序有利于控制爆堆前移方向，改善破碎效果，降低爆破震动。 根据我国生产的毫秒微差管系列，排间时间间隔采用25ms系列。留b012/保a4岩0 为 /图 7、堑沟部分岩体爆破孔起爆顺序图 剩余岩体（II部分）施工顺序由于地形对爆破施工的影响，钻孔机具施爆顺序必须考虑山体的坡度，11 部分总体爆破施工顺序（如图 8 所示）由上到下依次为 A-F 施工，每一部分又 分压碴爆破和光面爆破。图8、II部分岩体台阶爆破顺序图（4）边坡爆破控制方案为确保边坡的稳定，不产生超挖和欠挖，边坡采用光面爆破，节理裂隙较发 育地段及某些特殊地段采用预裂爆破。（其施工工艺流程图见表 5-1） 为获得良好的光面效果，采用低密度，低爆索，高体积威力炸药，以减少炸 药爆轰波的破碎作用和延长爆破气体的膨胀作用时间，使爆破作用呈准静态。拟 采用国产 2#岩石专用光爆炸药，以获得预期效果。 光面爆破参数的确定 参照国内外岩石光面爆破施工经验，光面炮孔参数确定如下：I、最少抵抗线ww=（7.0-20）* d =0.631.8m本工程中取w=1.5米。式中：d -为炮孔直径,毫米。孔II、炮孔间距 a= （0.6-0.8） * W=（0.6-0.8） *1.5=0.9-1.2m本工程取 a=1.1mIII、光面炮孔装药量IV、Q=q*a*w=0.6*1.5*l.l=0.99kg/mV、式中q松动爆破单位炸药消耗量，取0.6 kg/m3光面爆破示意图如图 9 所示。浅孔光面爆破前面已作论述。最终边坡轮廓线图 9 光面爆破示意图 光面爆破装药结构不偶合系数采用 3.0I、药包制作：为保证在光面爆破时，不使药包冲击破碎炮孔壁，有必要在 现场施工中采取措施使药包位于炮孔中心，如图 10，将药卷捆绑于竹杆上，各 药卷间用导爆索相连，药包一端绑上起爆雷管即成。操作时将药包置于孔内，上 部填塞好。良好的堵塞是保持高压爆破气体所必须的，堵塞长度为孔径的1220 倍，现场根据孔间距和光面层厚度适当调整。10、 光面爆破装药结构图II、预裂爆破参数 炮孔间距根据国内外经验取a=1.0m,装药密集系数取为3.5,装药量 Q=2.756 0.53r0.38=2.7512000.53*450.38=500g/m式中6 岩石极限抗压强度，取1200 kg/cm2r-炮眼半径 45 mm。 装药结构与光面爆破相同，但预裂缝一定要比主爆区超长4.5-9.0 米，比主爆 孔提前75-150ms起爆，硬岩取小值，松软岩石取大值。（5）爆破块度的控制方案因石方爆破后必须作为填方材料，爆破块度要求控制在15-30cm,为了达到 良好的块度要求，可采取如下措施： 根据实地岩性情况，不断优化炮孔参数； 采取压碴挤压爆破：如图11所示，即在施爆岩体前面依次留下2-4米厚 前次爆破的岩碴，这样有利于阻止施爆岩体前移和岩体充分破碎。 采用孔内微差爆破技术，可加强孔底爆破作用，改善爆破效果，并且减 震效果好。 工作面开阔地带，可采用格式布孔，对角微差起爆，如图 12， 这种起爆方 式，岩石抛掷距离比排间微差减少30%左右，大块率可下降到0.9%以下，并可 大幅度地降低地震效应。91 21 01 1图中数字为起爆顺序图、11 压碴爆破示意图图 12 、格式布孔、对角微差起爆（6）爆破安全 爆破振动 根据爆破安全规程规定，对一般砖房，非抗震的大型砖砌建筑物，震 速VW230米/秒，建筑物距爆破点不小于50米，以此计算：V=K Q1/R*a式中 Q- -最大装药量， kg；R-距爆源中心距离， m；K-与介质特性有关系数，取为 180；a-与地形、地质等有关系数，取 1.8；经推算得Q=136kg。可见，对于50米外的一般建筑物，当某段起爆药量达 136kg 时，不会产生震动破坏。且爆源位于地势高处，待保护建筑物位于山脚， 实际的爆破震动要比计算允许值低得多。因而，本工程爆破震动不是主要危害。 爆破飞石爆破场地位于山坡上，极易产生爆破飞石，对于飞石距离的计算公式，我国 常用经验公式：R=20kn2w=20*1.5*0.752*2.4=40.5 米；式中： k- 安全系数与地形、风向有关，取 1.5；n-爆破作用指数，松动爆破，取0.75；w-抵抗线，w=2.4米；可见，爆破飞石在一般地段在控制范围内。但在K249+200K249+400，K250+700K250+950、K254+900K255+200地段，紧靠村庄，要求较高，必 要时,还可采取如下措施：I、采用“V”型工作面；II、预留隔墙和“留靴”等方式； 高压线下石方爆破，采用茅柴或稻草覆盖； 山坡下部做好挡墙，阻挡滚石落入河道、农田、公路。 施爆过程，切实根据具体情况调整药量和布孔参数，保证良好的爆破堵 塞质量，结合微差及压碴爆破保证岩石产生松动破碎，而非抛掷爆破。（7）爆破工作面组织 根据本标段路基开挖高度及开挖工程量，设立十六个作业面，由三个施工 处的六个路基施工队管辖，分为十个浅孔爆破工作面，六个深孔爆破工作面。 浅孔爆破工作面分别在：K246+400K246+800及 K247+200K247+600,K250+700 K251+125 及 K251+400 K251+820 , K252+920 K253+550 及 K254+900K255+150， K255+630 K255+950 ， K256+175 K256+650 ， K257+000K257+275及K257+360K258+170处；深孔爆破工作面主要设在： K245+250K245+620 ，K245+900K246+400 ，K248+2006 K248+800 ，K249+200K249+410， K252+080K252+420， K252+480K252+860 段移动作 业。每作业面浅孔凿岩台班效率120立方米/台班，即浅孔爆破每个工作面安排 5台凿岩机作业，另外保留6台备用。每作业面深孔凿岩台班效率为700m3/台 班考虑与推土机之间的干扰，每个工作面配备3台KQD100型深孔潜孔钻机， 另还配备2台浅孔钻机用于破碎大块及隔墙打眼爆破，另保留2台潜孔钻备用。 劳动力配备：浅孔凿岩机每台配1名机械手， 1名助手，潜孔钻每台配2名机械 手， 2 名助手，即总凿岩工为 98 人，助手为 98 人，爆破每个作业面安排 3 个， 共 48 人。具体情况见下表。凿岩爆破劳动力安排工作面数每个工作面凿岩机 数A1IA UU -I- 凿岩工辅助工爆破工浅孔爆破 工作面10个5台7655型10 X 5=50 人10 X 5=50 人10X3=30人深孔爆破 工作面6个2台7655型3 台 KQD100 型6 X 2+6 X 3X2=48 人6 X 2+6 X 3X2=48 人3 X 6=18 人（8）主要设备材料需要量主要设备需要量本标段路基石方爆破所需设备见下表主要设备需要量表序号名称型号单位数量备注1深孔凿岩机KQD100台20含2台备用2浅孔凿岩机7655台68含6台备用3空压机9.0m3/min台32含4台备用主要材料需要量主要爆破材料需要用量表序号内容单位软石次坚石合计备注1工程量M3226908922690892炸药单耗Kg/m30.400.50含一次破碎3炸药2#岩石Kg907636907636铵油Kg深孔4导爆管万发100.849100.849未含雷管5导爆索万米4深挖路段的开挖本段约有深切高度大于 10 米的深挖路堑 1860 米，其中最大切高 39.55 米 (K248+615),为保证施工的进度和质量，拟按如下方案进行开挖施工。( 1 )在施工前详细复查深挖路堑地段的工程地质资料，包括土石界限、岩 层风化厚度及破碎程度，岩层的构造特征等。根据现场考察及设计要求，编制详 细的施工组织设计，报请监理工程师审查实施。( 2)开挖中发现有较大地质变化时，停止施工，重新进行工程地质补充勘 探工作，并根据新的地质资料修改施工方案，报监理工程师审批后实施。因深挖 路堑工程量较大，施工环境复杂，技术要求高，施工难度大，是控制工程进度的 关键工程，必须精心组织，精心施工。( 3)全断面开挖施工 对于全断面开挖路堑，考虑到开挖的土石方利用需要，不能横向废弃， 以免在用地范围外阻塞河道、侵占农田、损害民房等，就必须考虑开挖(开炸) 的土石方的合理调配，尽量开挖一段，即填筑、压实一段。在进场开始施工时， 选择 K245+400、K246+910、K247+710、K249+150、K250+100、K251+600、K253+230、K254+000、K255+150、K256+150、K256+760、K257+540、K258+850、K259+400 处开工，以便能尽快开出工作面，进行土石方的运输，向前推进施工。 在进行开挖前，首先做好排水工作，在离坡顶开挖线5米外做好截水沟， 拦截地面水。对于易滑坡、坍塌地段，及时做好防护措施，如坡顶卸载等。 在进行全断面开挖时，因开挖的大部分为石方，只有表面少部分为土方 及强风化岩。所以先将表面的土层开挖、清运后，再进行岩层爆破(具体爆破方 案见前)。开炸后石方及时清运，每作业面尽快开掘出一个以上工作平台，再从 上至下进行爆破。施工顺序详见图 13。图 13、深挖路堑开挖施工顺序图 深挖路堑开挖严禁采用大、中型爆破施工。在石方开挖接近边坡坡面时 进行光面（预裂）爆破，在进行光面爆破时，自上而下进行，每爆破完成一级后， 及时清理好反坡平台，必要时设置观测桩进行稳定观测，当有变形时，及时通知 监理工程师进行加固处理，如无变形，则根据设计图纸的边坡防护要求，及时防 护。