静态爆破专项施工方案

一、爆破方案概况我公司承建的海大规划路电力管沟工程，在沟槽开挖过程中，L9#线 桩号K0+533K0+584（L15L16）段，以及海大规划路H1和H11电 缆井处，出现不厚度的坚石层，对我机械队开挖施工造成极大困难。 我方经过勘察现场，施工段靠近学校，且周围人流不断，普通爆破及 控制爆破无法实施，考虑安全及环保问题，经多方研究决定实施静态 爆破。我公司决定采用挖掘机挖基坑上层土方、风镐开挖基坑松石、静态爆 破基坑普坚石及特坚石方。二、基坑开挖施工1拆除爆破范围内障碍物首先测设出实施静态爆破的的准确范围，并根据土石方放坡系数及基 坑挖深，人工使用白灰撒出基坑上口开挖范围。将开挖范围内的人行 道板及原硬化路面拆除并外运10千米弃置。2挖掘机开挖上方土基坑上方土层层厚较深，在开挖过程及完成后应立即使用施工围挡将 基坑上口围护封闭，并设立警示标志，避免发生安全事故。土方开挖 时需进行1 ：放坡，防止土方坍塌。3风镐开挖基坑松石、静态爆破基坑普坚石及特坚石由于施工场地狭小，无堆土点，故我公司计划风镐开挖基坑松石，挖 掘机挖渣装自卸汽车外运弃置，运距10千米。基坑普坚石及特坚石 采用静态爆破。根据施工经验，静态爆破一层以80厘米效果较好。 我公司计划分层打眼爆破，每层炮眼米，并装药爆破，每层可爆出 80厘米。出渣时需使用冲击锤解小，挖掘机挖渣装自卸汽车外运弃 置，运距10千米。计划分3层将石方爆破完成。详见基坑静态爆破 断面示意图。爆破出的石方边坡使用风镐修整，防止石方滑落。石方爆破时需进行放坡：石方放坡系数取1：。为防止开挖后的石方 边坡滑落，基坑石方边坡采用锚杆支护，详见“九、基坑支护措施” 4石渣外运由于基坑开挖深度较深，挖掘机无法挖除基坑下部石方。故我公司计 划在基坑边坡开挖出一工作平台，供挖掘机挖渣装车。工作平台尺寸 为米*米。5基坑开挖工期安排第一阶段：2010年3月14日至2010年3月15日，完成基坑上方土 开挖及外运；第二阶段：2010年3月16日至2010年3月18日，完成基坑石方爆 破、开挖及外运。三、静态爆破1静态爆破的工艺原理人工造孔后，在静态爆破剂的作用下使岩石涨裂、产生裂缝，再使用 冲击锤或风镐解小、破除，从而达到开挖的目的。为赶工期的需要， 我公司计划使用质量好的静爆剂，从而达到较好的开挖效果，以缩短 工期。静态爆破剂的破碎机理：静态爆破剂是以特殊硅酸盐、氧化钙为主要原料，配合其他有机、无 机添加剂而制成的粉末状物质，典型的化学反应式为：CaO+H2Of Ca(OH)2+x 104J当氧化钙变成氢氧化钙时，其晶体结构发生变化，会引起晶体体积的 膨胀。根据测定，在自由膨胀的前提下，反应后的体积可增长3至4 倍，其表面积也增大近100倍，同时每摩尔还释放出X104J的热量。 如果将它注入炮孔内，这种膨胀受到孔壁的约束，压力可上升到 50Mpa,介质在这种压力作用下会产生径向压缩应力和切向的拉伸应 力。2.静态爆破特点静态爆破剂属于非燃、非爆、无毒物品，是一种含铝、镁、钙、铁、 氧、硅、磷、钛等元素的无机盐粉末状破碎剂，使用时按配合比要求 用水搅拌后灌入钻孔内，经水化后，产生巨大膨胀压力，并施加给孔 壁，将混凝土或岩石悄悄地破碎。静态爆破在破碎过程中无震动、无飞石、无噪声、无毒、无污染。静 态爆破剂不属于危险品，无公害。可按普通货物进行运输和储存，在 购买、运输和保管中无任何限制。四、施工工艺流程1. 工艺流程图施工前准备f设计布孔f测量定位f钻孔f装药f药剂反应、清 渣进入下一层循环施工2. 操作要点对于岩石破碎需要了解岩石性质、节理、走向及地下水情况。钻孔参 数、钻孔分布和破碎顺序则需要根据破碎对象的实际情况确定。另外 静态破碎剂的效力和初始开裂时间，除了与原料配合比有关外，还与 施工当时气温、水温、水灰比、孔径、孔距、钻孔布置、灌浆时间和 速度、钢筋混凝土中配筋量、构件尺寸、操作人员的经验等因素有很 大关系。设计布眼布眼前首先要确定至少有一个以上临空面，钻孔方向应尽可能做 到与临空面平行，临空面（自由面）越多，单位破石量越大，效果也 更好。切割岩石时同一排钻孔应尽可能保持在一个平面上。孔距与排 距的大小根据岩石的硬度程度调整，硬度越大、混凝土强度越高时， 孔距与排距越小，反之则大。孔距与排距布置参照下表。表一孔距与排距简易布置表岩石硬度F=4F=6F=8F=12素砼钢筋砼孔距（CM）50-1004030203020排距（CM）805040304030为加快工期的考虑，我公司计划孔距取20厘米，排距取30厘米。钻孔钻孔直径与破碎效果有直接关系，钻孔过小，不利于药剂充分发挥效力；钻孔太大，易冲孔。计划采用42mm钻孔。钻孔深度和装药深度孤立的岩石或混凝土块钻孔深度为目标破碎体的80%至90%;我单位现场勘查，发现施工段为大体积需要分步破碎的岩石或混凝土 块，钻孔深度可根据施工要求选择，一般在全米较好。装药深度为孔 深的100%。我公司根据现场施工条件的需要决定选择钻孔深度为米。 装药先将药剂加30%的水（重量比）拌成流质状（充分搅拌后略有余水） 后，迅速倒入孔内并用略小于钻孔的捅杆捣实捅紧，特别长的钻孔， 可多分几段，逐段捅实。岩石发现裂缝后，立即向裂缝中加水，以支持药剂持续反应，加水后 效果明显，裂缝加大。采用分三小组同时灌装的方式，每小组由主副两名灌装手组成。取药 搅拌时，主灌装手负责灌装进孔，副灌装手负责捅紧捣实。各小组采 用“同步操作，少拌勤装”的方式。即：每组施工工人在每次操作循 环过程中负责装孔的孔数不能过多。每次拌药量不能超过实际能够完 成的工作量。工人们在取药、加水、拌和、灌装过程中应基本保持同 步。这样，可以让每个钻孔内的最大膨胀压能够基本保持同期出现， 有利于岩石的破碎。每次装填药剂，都要观察确定岩石孔壁、药剂、拌和水、搅拌桶的温 度是不是符合要求。灌装过程中，已经发烫和开始冒气的药剂不允许 装入孔内。从药剂加入拌和水到灌装结束，这个过程的时间不应该超过5分钟；操作时应注意观察装填孔，发现有气体冒出有“嘶嘶”声 时，喷孔可能立刻就要发生，要立即停止装药。位于地下水以下的钻孔装药需先将套筒插入钻孔内，然后往套筒内装 药，从而使药剂发挥最大的效力。表二静态爆破剂布孔设计参数表破碎目标孔深：L相邻孔距a （cm）排距：b（cm）孔径：d （mm）使用量（kg/m3）低硬度岩石40-100中硬度岩石30-40坚硬花岗 岩石25-4030-8038-5018-25石材切割20-40素砼20-30钢筋砼15-30药剂反应时间的控制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。气温较低，药剂反应时间会延长，反应时间太长会给施工 带来不便。一般解决办法是加入保温剂和提高拌和水温度。保温剂加 入过多，也会降低药剂膨胀力。拌和水温可根据实际适当提高，但最 高不可超过40C,否则可能冲孔。反应时间一般控制在30至60分钟 为较好，条件较好的施工现场可根据实际缩短反应时间，以利于施工。 药剂反应时间过快易发生冲孔伤人事故，可使用延缓反应时间的抑制 齐U。由于目前青岛地区正值春天，温度适宜，可根据现场实际情况确 定。五、材料及设备表三静态爆破材料用表序号名称单位数量备注1静态爆破剂Kg若干按实际施工温度选择合适的型号，不同型号不可混用。2洁净水L若干表四静态爆破设备表序号名称规格单位数量1空压机12m3台62凿石机SKQ20-Y28台根据现场作业面情况定3全站仪套14水准仪套15盛水桶个46拌和盆个67捅棍根68防护眼镜个若干9防护手套副若干10电子秤台211量同个4六、质量控制1. 静态爆破剂的质量控制对进场材料必须进行检验，确保其符合JC506-92无声破碎机 强制性行业标准，不合格产品不得使用。我公司计划使用质量优良的 静爆剂以取得更好的效果。2. 钻孔质量控制根据调查情况，编写实施性施工方案，按方案中的设计孔位布置 图测量放线，严格控制孔深、角度等技术参数。钻孔直径宜采用38 至42mm。孔距与排距的大小与岩石的硬度、混凝土强度及布筋直接 相关。硬度越大、混凝土强度越高、布筋密钢筋粗时，孔距与排距越 小，反之则大。根据此原则结合现场试验进行孔距与排距的调整。3. 装药的质量控制因青岛三月份气温在2摄氏度至15摄氏度附近，故选用静态破 碎剂型号SCA-I。禁止边打孔边装药，打孔要一次完成，装药要一次 完成。禁止打完孔后立即装药，应用高压风将孔清洗完成后，待孔壁 温度降到常温后方可装药。灌装过程中，已经开始发生化学反应的药剂不允许装入孔内。4. 药剂反应时间的控制药剂反应时间一般控制在30至60分钟，控制参数可根据现场的 施工条件测定相关的施工参数。七、安全措施1. 无关人员不得进入施工现场。2. 采用具有腐蚀性的静态破碎剂时，灌浆人员必须戴防护手套和防护 眼镜。孔内注入破碎剂后，作业人员应保持安全距离，严禁在注孔区 域行走。3. 在相邻两孔之间，严禁钻孔与注入破碎剂同步进行。4. 静力破碎时，发生异常情况时必须停止作业，待查明原因并采取相 应措施确保安全后，方可继续施工。5. 在药剂灌入钻孔到岩石开裂前，不可将面部直接近距离面对已装药 的钻孔。药剂灌装完成后，盖上麻袋或棕垫，远离灌装点。观察裂缝 发展情况时应更加小心。此外施工现场应专门备好清水和毛巾，冲孔 时如药剂溅入眼内和皮肤上，应立即用清水冲洗。情况严重者应立即 送医院检查治疗。6. 在破碎工程施工过程中需要改变和控制反应时间时，必须依照规定 加入抑制剂或触发剂，并按要求配制使用，严禁擅自加入其它任何化 学物品。7. 严禁将破碎剂加入水后装入小口容器内。8. 刚钻完孔或刚冲孔的钻孔，孔壁温度较高。应确保温度正常符合要 求并清洗干净后才能继续装药。9. 破碎剂在运输和储存过程中应防潮，开封后应立即使用。如一次未 使用完，应立即扎紧袋口，需用时开封。破碎剂严禁与其它材料混放。10 .使用破碎剂前确保操作人员对说明书已仔细阅读并理解。八、环保措施1. 在施工场地按照市政污水排放要求做好深沉池，施工用的污水经沉 淀合格后方可排入市政污水管道。2. 已发生化学反应的药剂不得放回药剂瓶，也不得随意丢弃。为防止 土壤污染和其它构筑物腐蚀，要采取将未反应的药剂放在容器内，待 化学反应充分完成后，随渣土一起外运。九、基坑支护措施1 .锚杆支护施工流程钻机就位f钻孔f清孔f放筋f注浆钻孔采用 10厘米钻头开孔，给水回转钻进，送泥浆清出残渣。值得注意的是:在成孔过程中，若出现冲洗液漏失或涌水现象，必须用 压力注浆进行处理，直至上述现象消失为止。钻孔深度控制在米。锚杆安放锚杆选用 8钢筋，经检验合格后方可安放孔内。锚杆水平间距米，翌直间距米。安放锚杆时要注意如下事项：(1) 对锚杆进行质量检查，清除污垢，将锈蚀严重或有伤痕的锚 杆剔除。(2) 锚杆安放采用人工推放法进行，当锚杆在推放过程中受阻时， 不得以冲撞或扫转的方法强行下入，需作修孔或清孔处理。注浆(1) 注浆材料及配比根据规范要求，注浆材料及配比选择如下：1) 水泥:拟用普硅酸盐水泥。2) 水:取用经检验的自然水。3) 早强剂:选用三乙醇胺，加量约。4) 膨胀剂:选用铝粉，加量约。5) 水灰比取1:。6) 灰砂比取1:1，砂的粒径小于2毫米。(2) 注浆施工1) 浆液配制。按水灰比加入适量的水，开动搅拌机，逐渐加入水 泥和细砂，搅拌3分钟后加入早强剂和膨胀剂，再搅拌2分钟即可泵 送注浆，在注浆过程中要不停搅拌。2) 水泥浆用泵通过耐压胶管注入锚孔内，泵的操作压力不大于； 耐压胶管距离孔底部150mm左右，并每隔2m距离用胶袋或铁丝与 绞线束体相连；注浆结束后拔除耐压胶管。3) 采用密封胶圈止浆，胶圈安放在非锚固段的底部，同时接出回浆管。4) 为确保注浆质量，注浆前用清水清孔，注浆过程中作好注浆 记录和操作压力记录。锚杆施工质量保证措施(1) 施工中所用的主要材料及机械等必须经质检部门检验合格，并有 出厂合格证证明书方可使用。(2) 钻机安装稳固并在施工中随时校正，保证锚杆孔的倾角与设计相 符，并且钻孔保证平直。锚杆水平方向孔距误差不应大于50mm，垂 直方向孔距误差不应大于100mm。钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚 杆长度的3%。水泥浆应到质检部门做配合比试验，施工中严格按此配合比配制 水泥浆，保证浆体固结强度不低于设计要求，实际灌浆量应大于理论 灌入量，灌浆压力为5 6Mpao(4) 水泥浆应搅拌均匀，随搅随用，浆液应在初凝前用完。灌浆作业 开始和中途停止较长时间，再作业时宜用清水或水泥浆润滑泵及灌浆 管道。(5) 施工过程中，要有专职技术人员在现场做好质量验收和有关现场 指导，发现问题要及时处理。(6) 在锚杆施工过程中，要注意防止碰到基坑四周其他构筑物。2. 挂网喷浆修理坡面后，为保证天然坡面的稳定性和网筋的安放，采取初喷速凝 混凝土的办法。喷射砼采用普通硅酸盐水泥、中细砂、碎石(510mm) 和适量外加剂拌和而成，喷射混凝土强度等级C20,配合比为水泥： 砂碎石=1：；具体施工使用的配合比以实验室出具的通知单为准。初 喷层厚度5cm，总厚度lOcm。挂网焊筋网筋采用W42O0 X2O0双向钢筋，钢筋网距坡壁5cm；钢筋网搭接 部分不小于3Ocm。加强筋采用水平面2X0 16钢筋通长连接，焊牢 于锚杆端部紧压面层钢筋网。终喷射混凝土施工喷射混凝土的干料靠空压机的空气压力运送。水泥、砂、砾石干料在 喷口与水混合，高速喷向开挖土墙表面。其基本顺序如下。(1) 准备，检查各联接螺丝钉以及管路接头是否牢固可靠，检查料 斗及旋转体内有无杂物落入，检查防堵装置是否灵敏可靠。(2) 通风起动，喷射手把稳喷头后送风，检查管路畅通程度，起动 电机；检查旋转体的转动是否符合预定方向，调整橡胶结合板压紧程 度。(3) 加料喷射，混合料水泥、砂、石应搅拌均匀随拌随用。喷射喷凝 土按C20要求，选普硅水泥、砂、碎石含水量50%为宜)；碎石直径 。通风加水，冲洗作业面，并调整给水量，在喷射手允许后起动电 机送料，然后根据喷出量的大小，适当调整工作压力，喷头与被喷面 垂直并相距lm左右，并按自下而上的方向三分之一重叠螺旋轨迹一 圈圈均匀缓慢喷射。(4) 喷射次数及搭接:一次喷射厚5一7cm,共两次喷射完毕，搭接喷射 长度不小于2Ocm，与放坡段结合部超喷。(5) 停机，任何时候、任何原因停机都必须先停止喷射泵电机而后关 风机。电机停止转动后必须继续通风，直至管道内残料吹尽。(6) 停止工作，在下列情况下，要暂时停止喷射工作： 大风妨碍喷射手进行工作时； 天气变冷接近结冰，而工程不能得到保护时； 雨水会冲刷新喷面上的水泥，从而造成混凝土脱落时。(7) 养护:喷射混凝土的坍落度低，具有粗糙的表面，又常以薄壁结 构存在，故良好的养护就显得十分重要。挂网、喷射砼施工质量保证措施(1)施工中所用的主要材料必须经质检部门检验合格，并有出厂合 格证证明书方可使用。(2)钢筋网制作的规格、形状、尺寸、数量、间距、锚固长度、接头 位置、保护层厚度必须符合要求和施工规范的规定。钢筋、骨架绑扎、缺扣、松扣不超过应绑扎数的10%，且不应集 中。钢筋弯钩的朝向正确，绑扎必需符合施工规范的规定，驳接长度 不小于规定值。(4) 钢筋焊接要点焊牢固，连成整体。(5) 喷射混凝土前要清理喷面，埋设好控制喷射层厚度的标志；确保 设计厚度，喷射混凝土终凝后2h，应喷水养护；并至少7d内始终保 持其表面湿润。3. 基坑监测与围护为保证基坑暴露期间的安全，要对基坑进行全方位的监测，监测内容 要有基坑顶水平位移、地面沉降等，通过监测取得数据，指导基坑施 工安全。监测方法如下。坡项水平位移沿基坑上沿设置观测点四个，固定后依次编号，以基坑边角设基准点，用经纬仪对准基点后由边向中依次测量读数并记录之。地面沉降沿边坡四周可能受影响的地面设观测点，固定后编号。在远离现场取 一基准点，用水准仪测量各测点数水平沉降值。抢险对策当基坑喷锚网支护位移较大时，应立即采取必要措施，其包括立即停 止坑底施工采用砂包反压，疏导人群等等，制订补强加固措施。排 除险情后方可继续施工。基坑维护与安全（1）基坑周边应设置施工围挡。（2）加强对坑面截水沟和坑底集水沟、井的维护和清理，避免雨水 进入基坑和能够迅速排走地下水。（3）当坑面、边披出现裂缝应立即用水泥砂填补封塞，以免雨水渗 入。（4）搭设钢管便梯，供施工人员上落。4. 基坑支护示意图详见基坑支护断面示意图。基坑石方基坑上方土基坑底宽7基坑支护断面示意图注：1、基坑放坡系数为：土方1：,石方1：。2、基坑土方边坡采用挂网喷浆支护，范围为基坑上口外侧米至基坑内土石分界处；3、基坑石方边坡采用锚杆支护；4、基坑底宽为考虑土建工作面及石方超挖后的宽度，宽度按泵池底 板每侧加米。静态爆破断面示意图注：1、基坑放坡系数为：土方1:,石方1:;2、石方分层爆破，首先基坑北侧区域爆破一层挖除后，出现临空面，然后进行南侧区域爆破，由北向南依次循环，直至坑底；3、基坑底宽为考虑土建工作面及石方超挖后的宽度，基坑底宽按泵池底板每侧加米；4、挖掘机工作平台位于基坑开挖边线，平面尺寸为米*米；5、自卸汽车出渣口与挖掘机工作平台相连，宽度米，坡度为10%。