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1、,中铁十一局集团有限公司 广州轨道交通六号线二期工程施工四标项目经理部 二零一二年九月,孤石爆破方案,评审材料,主要内容,第一篇 工程概况,一、工程概况及地质水文 1.工程简介 广州市轨道交通六号线二期工程施工四标土建施工项目包括：科学城东站、暹岗站、香山路站科学城东站、科学城东站暹岗站盾构区间，河沙站派出所土建工程。明挖车站科学城东站长200m，标准段宽为18.7m，底板埋深15m，为地下两层岛式站台车站，附属4个出入口和2个风亭；明挖暹岗车站总长334m，标准段宽为21.7m，车站顶板埋深3m，为地下两层岛式站台车站，车站共设3个出入口和3组风亭及附属派出所一座；盾构隧道全长1469.67
2、4单线延米，为双孔圆形隧道；主要附属工程包括1个联络通道、8个洞门；河沙站派出所土建工程为六号线二期工程河沙站附属工程。,第一篇 工程概况,2.地质状况 本标段线路经过地区，在大地构造上属于华南地槽褶皱系的一部分，位于花县凹褶断束内。广从、瘦狗领、广三断裂是本区构造的基本骨架。地貌属低山丘陵地貌，沿线为剥蚀残丘和山间冲洪积小盆地或小山谷，沿线地面标高为2731米，高差达4m，地面较为平坦。,表1-1 本标段沿线地貌概况表,3.沿线地层特性 区内地层从新到老大致可分为9个大层，地层分布情况如图,第一篇 工程概况,本区间长1120.3m，隧底最大埋深约29.4m，最小埋深约15.2m，中间设两个联
3、络通道。 本区间隧道最大坡率20，曲线半径1000m，线间距13m，隧道主要在粉质粘土 、可塑状砂质粘性土层、硬塑状砂质粘性土层、花岗岩全风化带地层中通过。,第一篇 工程概况,本区间长742.8m，隧底最大埋深约23.5m，最小埋深约15.0m，中间设一个联络通道（带泵房）。 本区间隧道最大纵坡坡率25，最小曲线半径550m，线间距13m16m，隧道主要在粉质粘土 、可塑状砂质粘性土层、硬塑状砂质粘性土层、花岗岩全风化带地层中通过。,第一篇 工程概况,水文地质条件 本标段地下水水位埋藏变化较大，稳定静止水位埋深为2.305.70m（科学城东站）、3.405.30m（暹岗站），平均埋深为4.23
4、m（科学城东站）、3.59m（暹岗站），地下水位的变化总体趋势由西向东逐渐变低。地下水位的变化与地形地貌、地层岩性、地下水补给及排泄关系密切，每年510月为雨季，大气降水充沛，水位会明显上升，而在冬季因降水减少，地下水位随之下降，水位年变化幅度为2.503.00m。 地下水赋存方式分为第四系松散土层孔隙水和基岩层风化裂隙水。,地质详勘资料 根据招标阶段的详勘报告，本标段两个盾构区间共布置钻孔100个，其中香科区间69个，科暹区间31个。勘探孔类型分为技术性钻孔（取样及标准贯入试验孔）和鉴别孔（标准贯入试验孔）两种。钻孔分别按左、右线路外侧约6m左右布置，钻孔孔距约3040m。 根据详勘资料，现
5、有发现石英脉和孤石的位置如表1-2、表1-3。,第一篇 工程概况,表1-2 科香区间发现石英脉和孤石钻探位置,第一篇 工程概况,表1-3 科暹区间发现石英脉和孤石钻探位置,工程重难点分析 盾构区间和车站主体施工范围内地质勘察钻孔发现孤石和石英脉的存在，盾构施工时需考虑孤石和石英石对盾构施工的影响，盾构掘进过程中，很容易出现孤石不能被滚刀破碎，在刀盘前滚动，严重损坏刀具和刀盘的现象。同时孤石存在于自稳能力不好的残积层，洞内基本上无条件直接进行处理，因此盾构在存在孤石的花岗岩残积层中掘进，将面临极大的施工风险，严重影响工程进度及成本。因此，必须对本标段盾构掘进中孤石和基岩突起进行地面爆破预处理，以
6、降低工程风险和加快施工进度。,第一篇 工程概况,第二篇 “孤石”地面处理总体方案,二、“孤石”地面处理总体方案 总体施工方案 为保证盾构工期及盾构机安全通过“孤石”段，需对双线“孤石”段进行预处理，考虑到隧道双线位于开创大道机动车道之下，具备地面处理条件，本工程采用深孔控制爆破预处理的方法。 爆破施工工艺 深孔控制爆破法的优点：避免盾构机开仓安全风险，减小隧道洞内处理空间限制。 爆破施工工艺：采用地质钻探方法进一步探明“孤石”位置，确定需地面处理的范围，对已探明“孤石”的采用地面地质钻垂直打孔，装炸药爆破隧道范围内岩石，使岩石成为单边长度小于30cm的碎块，确保盾构机顺利出碴及正常通过孤石区段
7、。 施工准备 机械设备和主要材料见表2-1、表2-2。,第二篇 “孤石”地面处理总体方案,表2-1 主要机械设备,表2-2 主要材料,第三篇 爆破施工技术方案,三、爆破施工技术方案 1.爆破参数 （1）钻孔直径 采用地质钻机钻孔，土层、岩石钻孔孔径均为110mm，下直径90mm的PVC套管。 （2）钻孔形式 为了便于施工和准确控制钻孔方向，采用垂直钻孔形式。钻孔过程中用泥浆护孔，必要时下钢套筒。成孔后下90mm的PVC套管护孔，套管底需安有堵头，爆破前孔口需遮盖，防止异物掉入堵塞炮孔。 （3）火工器材选型 孔内雷管选用毫秒导爆管雷管，起爆雷管选用导爆管，炸药选用乳化炸药，标准直径为60mm，具
8、体根据现场的需要加工。 （4）装药结构及起爆网络 由于炮孔深度较深，需要爆破处理的岩石埋深较深，因此起爆药包,第三篇 爆破施工技术方案,采用软钢丝悬吊于爆破点的位置，且一端固定于孔口位置，标高误差不得大于10cm。药包装在特制的PVC管体内，该起爆体须具有较好的防水性能。由于起爆体上方有约20米高的水柱，压强相当大，因此起爆体需配重抗浮。炮孔采用正向装药起爆，起爆选用非电爆破网路，采用激发针起爆，每个炮孔装两发雷管，且分别属于两个爆破网路，两套网路并联后起爆。网路示意图如下所示：,图3-1 爆破网络图,成孔后安装PVC套管 安装完PVC套管后测量孔深,第三篇 爆破施工技术方案,第三篇 爆破施工
9、技术方案,（5）单耗计算 本工程需要爆破处理的岩石位置较深，无法采取手风钻进行钻孔爆破施工。因此决定采用地质钻机进行钻孔。 依据瑞典的设计方法，单位耗药量计算： q=q1+q2+q3+q4 式中 q1基本装药量，是一般陆地梯段爆破的两倍（本工程爆破对象大多位于地下1522m左右，且存在地下水，故视为水下爆破）。对水下垂直钻孔，再增加10%。例如普通坚硬岩石的深孔爆破平均单耗q1=0.5kg/m3，则水下钻孔q1=1.0kg/m3，水下垂直孔q1=1.1kg/m3； q2爆区上方水压增量，q2=0.01h2； h2水深，m； q3爆区上方覆盖层增量，q3=0.02h3； h3覆盖层（淤泥或土、砂
10、）厚度，m； q4岩石膨胀增量，q4=0.03h； h梯段高度，m。 本工程h=4m，h2平均取20m，h3=18m q1=1.1kg/m3 q=1.1+0.0120+0.0218+0.034=1.78kg/m3 在爆破作业时须参照上述数据试爆后，针对具体情况调整爆破参数。,布孔形式与装药结构 1）孤石爆破,图3-2 孤石爆破装药结构示意图,图3-3 孤石爆破布孔平面示意图,第三篇 爆破施工技术方案,表3-1 基岩突起装药参数表,2）基岩爆破,由于孤石埋深较深，从而导致其爆破破碎难度较大，为了便于施工及爆破破碎效果，采取首先对前排孔进行爆破，然后利用前排空爆破挤压周围土层产生的自由面，再对后排
11、孔进行逐个起爆。炮孔间排距均为0.81.5m，钻孔超深1.02.0m，装药深度比基岩厚度深约0.81.5m。,第三篇 爆破施工技术方案,具体钻孔装药结构如下图所示：,图3-4 厚度3.0m基岩爆破装药结构示意图,图3-5 厚度3.0m以上基岩爆破装药结构示意图,第三篇 爆破施工技术方案,（七）药包加工,图3-6 单段药包加工示意图,图3-7 分段药包加工示意图,第三篇 爆破施工技术方案,药卷包扎,炮眼装药,第三篇 爆破施工技术方案,炮眼填塞,炮眼装药,第三篇 爆破施工技术方案,（八）抗浮配重 由于炸药与孔内的泥浆水比重相近，导致药包无法下沉或下沉后在浮力作用下而无法固定，所以需对药包进行配重抗
12、浮。 （九）药包就位和防护 药包加工好后，在管壁上端钻两孔，用铁丝绑定，上系绳索，然后开始下药包。根据钻孔队提供的钻孔参数和验孔情况，确定装药底部深度N1，然后准确测量PVC管与绳索的长度之和N2，使N1= N2，将整个药包悬吊到准确的位置上，误差控制在 +10之内。药包就位后，用铁丝把绳索固定在套管壁上，使其不再移动。,图3-8 爆破防护示意图,第三篇 爆破施工技术方案,爆破覆盖,起爆网络联接,第三篇 爆破施工技术方案,爆破安全校核 （1）爆破安全距离 为了确保爆破施工的安全，避免爆破对建筑物的损坏，施工前必须进行爆破安全距离计算，施工中严格按照计算的安全用药量装药，并按计算的安全距离设置警
13、戒范围。根据爆破安全规程（GB6722-2003）规定，隧道的安全允许振速为715 cm/s，一般房屋安全允许振速3.0cm/s. 爆破地震安全距离公式：,式中：V地震安全速度（cm/s） Q最大段装药量，齐发装药量（kg） K与地质条件有关的系数 a爆破衰减系数 K、a属于经验数值，暂按中硬岩取值：K=180，a=1.8，在爆破作业中，K、a也需要通过爆破震动监测用回归方法进一步确定。,（2）飞石对人员的安全距离 按水运工程爆破技术规范表4.3.9和爆破安全规程GB6722-2003表10，当水深超过6米时，不考虑飞石对地面或水面以上人员的影响。本工程在水下15米以下处爆破，爆破没有飞石产生
14、，故100m的警戒距离是足够安全的。,第三篇 爆破施工技术方案,深孔孤石爆破施工流程图,是,否,报告监理检查 签字确认,清场安全警戒,装药及填塞,是,否,报告监理检查 签字确认,是,否,报告监理检查 签字确认,是,否,报告监理检查 签字确认,是,否,报告监理检查 签字确认,炸药到场,技术交底,施工准备,钻孔施工,施工测量,现场负责人检查,是,否,报告监理检查 签字确认,爆破监测情况 反馈总负责人,安全警戒与起爆,爆破效果检查,警戒解除,警戒解除,炮孔验收,联线,第三篇 爆破施工技术方案,四、安全保证措施及应急预案 人员组织机构 本工程成立一个爆破指挥机构，全面负责该工程的施工进度质量及安全。,
15、第四篇 安全保证措施及应急预案,爆破作业安全保证措施 安全交底 安民告示 钻孔检查 装药及填塞检查 起爆网路敷设及起爆站检查 安全警戒与撤离区域及信号标志检查 盲炮处理检查(杜绝盲炮）,爆破器材现场安全管理措施 运到爆破作业面的爆破器材，应有专人看管；作业地点只应存放当天作业所需爆破器材，做好登记、清点、退库等工作。,第四篇 安全保证措施及应急预案,3、应急预案 项目部组织成立了相应应急组织机构，并且对可能发生的事故进行针对性演练。 可能发生事故的应急预案 钻孔机械伤害 防护措施： 检查设备的完好状况 操作人员要穿劳保服，戴劳保手套 风管接头要经常检查，防止松脱 早爆事故 防护措施： 装药时设置警戒区，禁止无关人员进入 装药现场 严格按照爆破安全规程操作 防止阳光直接暴晒金属外壳雷管 雷雨天气不得进行爆破作业,第四篇 安全保证措施及应急预案,联系医院急诊室,应急救援领导小组,根据事故等级向上汇报,项目部应急救援组,发生事故,根据应急求援方案实施救助,求援结束事故调查,各救援小组,联系签约医院急诊室,伤员送往医院,应急救援流程图,第四篇 安全保证措施及应急预案,谢谢！ 汇报完毕！,
