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1、宁夏电力建设工程公司华润新能源确山竹沟风电项目工程基础开挖爆破工程土石方爆破设计与施工组织方案第一部分 爆破设计说明书 1 概况1.1工程概况华润新能源确山竹沟风电场位于河南省驻马店市泌阳县和确山县交界处，确山县城西部竹沟镇境内。场址范围呈不规则多边形，东西向长约3.5km、南北向宽约10km，面积约20km2。本项目拟安装17台单机容量为2MW的风电机组，在基础开挖中遇到岩石,需要爆破开挖.爆破区域直径为20米，需爆破开挖深度为5-7米，爆破总方量约0.26万方。1.2爆破区域地形、地质情况爆破区域属低山丘陵地貌，东高西低，但落差小，爆破深度最大7米，最小5米。岩石性质为白云岩，夹有部分软弱
2、夹层，岩石风化程度较强，需爆破岩石的普氏系数约为f=810。1.3周边环境爆区北面100米是电线杆,东面50米处是测风塔，西面150米处是村庄,南面是荒山。该爆破区域边界外围300米范围内无省级文物、学校、医院、办公楼，施工条件相对较好。北面：东面：西面周边环境平面示意图：爆破区100m50m150m电线杆村庄荒 山测风塔北1.4 施工要求1.4.1施工安全要求。 在施工中贯彻“安全第一、预防为主”的方针，严格按照操作规程操作，严格控制爆破产生的危害，保证周边人员和厂房、设备的安全。1.4.2 施工质量要求：要求工程进度和质量达到合格标准，符合业主要求。2 编制依据和编制原则2.1编制依据 中
3、华人民共和国安全生产法 民用爆炸物品安全管理条例（国务院令466号） 爆破安全规程（GB67222014） 土方与爆破工程施工及验收规范（GBJ20183） 现场勘察和业主提供的相关材料及要求2.2 编制原则 遵守与满足土石方爆破相关规范、规程以及爆破技术要求。 根据本工程的特点，突出重点难点项目的施工方案及技术措施，精心组织，精心施工，确保优质高效完成本工程的施工任务。 制定完善的安全管理制度和措施，组建强有力的施工组织机构，强化过程控制和现场管理，施工现场突出标准化作业，确保施工安全，不发生爆破安全事故。 采取爆破技术手段和安全防护措施，将爆破有害效应控制在爆破安全规程规定范围内，确保周围
4、被保护对象的安全。3 爆破技术分析3.1 岩石破碎机理炸药在炮孔内爆炸后，瞬间产生的爆轰波和高温、高压气体形成冲击波作用在孔壁上，由于爆炸压力远大于岩石的动抗压强度，使炮孔半径几倍范围以内的岩石被粉碎，形成粉碎区。在该区有相当一部分爆破能量消耗在对岩石的过度粉碎上，使冲击波通过粉碎区后，衰减为压缩应力波继续向周围岩石中传播，压缩应力波使岩石的质点产生径向位移，导致周围岩石层中产生扩张和切向拉伸应变。当切向拉伸应变超过了岩石的动抗拉强度时，岩石层中就会产生径向裂隙，这种裂隙以0.150.4倍压缩应力波的传播速度向前延伸。在压缩应力波向前传播的同时，爆生气体紧随其后迅速渗入裂隙中，由于爆炸气体的锲
5、入作用，使裂隙进一步扩张。当切向拉伸应力小到低于岩石的动抗拉强度时，裂隙停止向前延伸，便产生与拉伸应力波作用方向相反的向心拉伸应力，使岩石中出现环向裂隙。由径向裂隙和环向裂隙形成的区域为裂隙区。当应力波进一步向前传播时，已经衰减到不足破坏岩石，只能引起岩石质点作弹性振动，以地震波的形式传播直至消失，这一区域为振动区。3.2 技术分析在进行爆破设计前的现场勘察和分析施工现场周围环境后确定，此次爆破的难点在于：爆破区距离电线杆仅有50米，距离附近的村庄仅有150米，这对爆破施工过程中的爆破振动和爆破飞石提出了很高的要求，必须采取孔内、孔外毫秒延时控制爆破振动，采用多打孔减少单孔装药量增加填塞长度减
6、少爆破飞石，避免损坏被保护对象。4 爆破设计4.1爆破方案的确定：目前，适合场地平整爆破方法很多，如浅孔爆破、中深孔爆破、浅孔排炮等，结合本工程工程量及周边环境情况，本工程拟采用中深孔爆破方法进行施工。施工程序是：首先用CAT320挖掘机自上而下开挖土方和边坡，开挖至岩石后，将所有土方转走，用开山产的链轨潜孔钻车垂直钻孔，进行中深孔爆破。爆破总工程量分1次爆破完成，本次爆破工程需要的总药量预计1000kg。在施工过程中每次起爆的方向朝向东方向，避开最近的生产车间。4.2 爆破参数选择 4.2.2中深孔台阶爆破中深孔台阶爆破法用于本工程高5m以上的岩体爆破开挖。开挖钻孔采用垂直钻孔形式，炮孔布孔
7、方式为梅花型布孔。炮孔布置如下：HhW底LWbB L2L1a中深孔爆破台阶要素图H为台阶高度，L为孔深，W底为前排底盘抵抗线，W为炮孔最小抵抗线，B为台阶上眉线至前排孔口的距离，L1为装药长度，L2为堵塞长度，h为超深，b为排间距,a为台阶坡面角。（1）炸药单耗q值的选取本工程岩石属于中硬岩石。根据我公司以往爆破施工经验及查阅有关资料和爆破施工时选取的炸药品种，综合考虑取q=0.35kg/m3。（2）孔径D及底盘抵抗线W底的选取本工程的采用的潜孔钻钻头直径为90，成形孔径为95mm。根据以往的施工经验取孔径的2040倍，该工程W底选取2.8m较为合适，日后循环爆破作业时可根据前次爆破效果再作适
8、当调整。（3）孔深L孔深根据钻孔角度、超深、及台阶高度确定。L = H/Sina+hL 炮孔长度（m）H 台阶高度（m）a 钻孔倾角()h 超深（m）取1.5米（超深取孔径的1012倍，本工程根据施工实际情况取h=1.02.0米）。由于山体整体高度较低，可一次钻爆开挖完成，因此，台阶高度取57m不等，依据设备能力和作业条件，可选择85度90度的钻孔倾角，一般钻孔深度取68米。施工时应根据实地适当调整炮孔深度参数，以确保孔底位于计划的台阶平面上，保证施工安全。（4）孔距a与排距b的选取孔距a指同一排深孔中相邻两孔中心线间的距离，结合实际经验及经验公式a=(1.21.5) W底，本工程取孔距a=3
9、.2m，排间距b根据公式b=(0.8-1.1)a，则取排距b=2.8m，根据地形地势的不同可作适当的调整。（5）单孔装药量（Q）由已知的待爆破岩石为中硬岩石，根据周边类似工程的开采经验选定的炸药单耗q为0.35kg/m3，以及选取的孔网参数，根据经验公式：Q= qaWH（前排孔）Q=kqabH（第二排及以后排），式中，k为药量调整系数，k=1.051.1，本工程取k=1.08，q为标准炸药单耗，a为孔间距，W为底盘抵抗线，b为排间距，H为台阶高度。可计算出单孔药量为：Q（前排孔）=1825kg,Q（后排孔）=2527kg。（6）装药结构采用柱状连续装药，每个孔装2发同段别导爆管雷管，起爆药包分
10、别置于装药部分的， 、 位置处，详见下图所示。底部起爆药包装药段顶部起爆药包堵塞段装药结构示意图（7）堵塞及堵塞长度确定合理的堵塞长度和保证堵塞质量，对改善爆破效果和提高炸药能量利用率具有重要作用。堵塞长度过长将会降低爆破量，增加钻孔费用，并造成台阶上部岩石破碎不佳；堵塞长度过短，炸药能量损失大，还会产生较强的空气冲击波、噪声和个别飞石的危害，并影响钻孔下部的破碎效果，根据该工程的要求，填塞长度根据经验，一般为孔径的2030倍，视现场地形实际情况，堵塞长度为3.03.5米。（8）中深孔台阶爆破参考参数中深孔台阶爆破参考参数表序号参数名称代号量值单位1台阶高度H57m2钻孔直径D90mm3钻孔超
11、深h1.0m4钻孔深度L68m5抵抗线W2.83.0m6孔距a3.03.2m7排距b2.83.0m8炸药单耗q0.35kg/m39前排单孔装药量Q前1825kg10后排单孔装药量Q后2527kg11装药长度L135m12堵塞长度L233.5m13一次爆破炸药总用量Q1000kg五、爆破网路设计根据周边环境及齐发单响药量，浅孔台阶爆破和中深孔爆破分别采用孔内外微差起爆和孔外微差接力方式起爆，单响最大药量爆炸所引起的震动以不影响最近建(构)筑物为准。5.1中深孔起爆网路设计中深孔爆破时，采用孔外微差爆破网路，即在每个孔内装入（同段别）高段别导爆管雷管2发（Ms-10段），确保准爆，网络联接以每一个
12、孔为一束，绑扎同段别导爆管雷管2发（Ms-3段），再与另一个孔绑扎为一束加以Ms-3段2发，以此类推（微差时间为50ms），再在每排孔之间绑扎Ms-5进行排间延时。最后再用2发导爆管雷管绑扎并用2发瞬发电雷管捆扎用专用的起爆器击发起爆，爆破网络示意图如下：MS-5MS-5Ms-3Ms-10起爆站中深孔孔外接力起爆网络图根据每次爆破的地形位置不同，为了爆破取得更好的效果，可选择其他不同的连接方式和起爆位置。6 安全防护措施6.1 现场作业人员安全 现场作业人员一律遵守相关安全管理规定，严格按照爆破安全规程操作，上岗前需进行安全教育后方能进场施工，作业时一律戴好安全帽、穿工作服、工作鞋。爆破作业现
13、场严禁烟火等。6.2 爆破器材储存与保管 爆破器材有专车运送，当班没有用完的爆破器材及时清退入库，现场作业时，炸药由专人看管，雷管由专用车箱存放，并有专人看管。6.3 爆破有害效应控制路基平整开挖爆破施工既要解决爆破安全问题，也要排除其他作业安全隐患。6.3.1爆破震动控制根据爆破安全规程GB6722-2014中有关规定：“一般民用建筑,安全允许质点振速在1.53.0cm/s”，在本次工程中为确保安全V取2.0 cm/s根据公式： 式中，K、a为与地质地形条件有关的衰减系数，查表知，中硬岩石取k=150250、=1.51.8,本工程取k=180、=1.7R为爆破振动允许安全距离，m； 距爆区最近的建筑物是西面50米处的是电线杆，基础是钢筋混泥土结构，故R取50m计算，Q为炸药量：齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，计算得最大允许单响药量：Q =30kg本工程设计最大齐发段别的孔数为1个，即最大齐发药量为27，小于最大允许单响药量，因此爆破震动不会对距离爆区最近50m的建筑
