《石方控制爆破》PPT课件.ppt

石方控制爆破,1.石方控制爆破的特点、管理规定与设计原则2.沟槽开挖控制爆破3.整平地面的爆破4.基坑及孔桩开挖控制爆破5.施工安全要求,1.石方控制爆破的特点、管理规定与设计原则,环境条件复杂；在爆破地震、飞石、噪声、气浪、炮烟等方面有严格要求。地形不规则，使其最小抵抗线常为变数；一些工程还应注意开挖过程中及开挖后边坡的质量和稳定性；由于是露天作业，可能出现大量的水孔，必须重视爆破材料的防水抗水；一般方量比较大，而工程要求又比较紧，施工环境比较复杂，应当重视施工组织设计，在石方控制爆破设计中，应对上述特殊性给以重视。,1.石方控制爆破的特点、管理规定与设计原则,国家对在城市、风景名胜区和重要工程设施附近实施爆破作业的规定：在城市、风景名胜区和重要工程设施附近实施爆破作业的，应当向爆破作业所在地设区的市级人民政府公安机关提出申请，提交爆破作业单位许可证和具有相应资质的安全评估企业出具的爆破设计、施工方案评估报告。对符合条件的，由受理申请的公安机关作出批准的决定；对不符合条件的，作出不予批准的决定，并书面向申请人说明理由。实施上述爆破作业，还应当由具有相应资质的安全监理企业进行监理，由爆破作业所在地县级人民政府公安机关负责组织实施安全警戒。,1.石方控制爆破的特点、管理规定与设计原则,城镇浅孔爆破的分级管理环境十分复杂时属B级城镇浅孔爆破；环境复杂时属C级城镇浅孔爆破；环境不复杂时属D级城镇浅孔爆破。,1.石方控制爆破的特点、管理规定与设计原则,复杂环境深孔爆破是指在爆区边缘100m范围内有居民集中区、大型养殖场或重要设施的环境中，一次使用1t以上炸药的深孔爆破作业。复杂环境深孔爆破按药量Q（t）与环境分级 A B C D Q50 15Q50 5Q15 1Q5,1.石方控制爆破的特点、管理规定与设计原则,爆破安全规程对城镇浅孔爆破的要求：爆破安全规程规定：A级、B级、C级、D级爆破工程均应编制爆破设计书；其他一般爆破应编制爆破说明书。爆破设计书和爆破说明书，应由具备相应资质的设计单位和设计人员编制。爆破安全规程规定：A级、B级、C级和对安全影响较大的D级爆破工程，都应进行安全评估。未经安全评估的爆破设计，任何单位不准审批或实施。爆破安全规程规定：各类对A级爆破、B级硐室爆破以及有关部门认定的重要或重点爆破工程应由工程监理单位实施爆破安全监理，承担爆破安全监理的人员应持有相应安全作业证。,1.石方控制爆破的特点、管理规定与设计原则,主要设计原则（1）爆前要对周围环境、地面上下的建（构）筑物及各种设施进行充分调查研究，然后进行爆破设计；（2）首先应确定开挖程序：包括确定开挖工作面，应使爆破最小抵抗线指向环境安全及施工条件较好的方位；确定是否分期、分段、分层开挖，这是编制爆破和施工组织设计的依据。（3）应确定一次爆破规模及一次爆破允许的最大用药量。爆破规模受到以下二个方面的制约：爆破震动对临近建筑物及设施的安全影响；允许的坍塌范围。（4）设计中要有对爆破地震、飞石、空气冲击波和噪声等有害效应计算论证，提出安全措施，必要时，采取减振措施和进行振动监测。（5）制定爆破及对周围建筑物和设施的防护方案，划定既能保证安全又要尽量减少扰民的警戒范围；（6）复杂环境深孔爆破应设立指挥部和警戒组。,1.石方控制爆破的特点、管理规定与设计原则,振动强度控制爆破地震爆破地震控制标准爆破安全规程、特殊保护物按照设备要求、方案中要估算、重要位置再监测。如果Q1小于正常设计的单孔药量，则控制单响炮孔数 如果Q1大于正常设计的单孔药量，则（1）缩减孔网参数，使单孔药量减小，使单孔药量小于Q1（2）孔内间隔装药，短延时起爆（3）降低台阶高度，使单孔爆破药量减小有时可利用雷管延时误差的离散性,1.石方控制爆破的特点、管理规定与设计原则,为控制个别飞石，如何选择石方浅孔爆破设计参数 浅孔钻孔直径一般为2535毫米，最小抵抗线一般取钻孔直径的2030倍，故最小抵抗线常取0.81.0米。实践表明，这一数值能较好控制飞石和破碎块度。合理选择孔距和排距对降低大块率，提高石方清理速度有很大作用。习惯的设计参数为：a=W=0.81.0米；b=0.70.9米；为降低大块率，可采用宽孔距布孔，并缩小排距，取a=1.2W，即a=1.01.2米，b=0.5a，即b=0.50.6米。合理的炮眼深度可以避免冲炮，使炸药能量得到充分的利用，保证控制爆破效果。一般取：l=（1.52.0）W1.22.0米。在一切情况下，必须保证l1.2W，使堵塞长度lW，否则，需调整W，a，b的关系重新布孔。,1.石方控制爆破的特点、管理规定与设计原则,为控制个别飞石，如何选择石方浅孔爆破设计参数 石方控制爆破装药量计算可参考以下经验公式：按孔深计算药量法：L药=（0.10.25）L式中：L药装药的药卷长度，米；L钻孔实际孔深，米。注意：应用此经验公式的前提是必须有正确的孔网参数设计；只适用于炮眼孔径为3842毫米的钻孔，对于普通药卷，长度0.1米的药量为100克；临空面处的炮孔取低值，后排钻孔取高值。这一计算方法简单方便，易于现场工人掌握使用。但必须事先认真校核各孔的最小抵抗线，有异常者需区别对待。为控制个别飞石，对爆破体加强覆盖是十分必要的。还必须强调，各个爆破工点因地质、地形及环境条件各异，以上设计参数仅供参考。每个工点，应通过试爆，选择合理的爆破设计参数。,1.石方控制爆破的特点、管理规定与设计原则,孔内微差与分层台阶爆破技术（1）孔内微差技术 为控制单响药量，孔内分段装药，毫秒延期起爆：35mm以下堵0.4m，150mm孔堵2.0m，其他参考插入法计算。起爆顺序可以正向也可以反向。（2）分层台阶爆破 将原设计台阶分成几个小台阶，靠近建筑物的炮孔弱爆破，防止发生后破裂。,2.沟槽开挖控制爆破,基本特点由于沟槽宽度窄，深度又往往比宽度大，因此岩石沟槽爆破时夹制作用特别明显，在设计时必须注意创造临空面，或适当增加装药量；由于沟槽宽度窄，爆破时容易造成沟槽壁破坏或损伤，要使沟槽壁较为完整，在爆破设计上就必须采取一定措施，例如采用预裂爆破、光面爆破等；沟槽爆破由于其岩石性质及地质构造的复杂性，使爆破参数，特别是单位用药量系数不易掌握；市政工程中的沟槽爆破，环境一般比较复杂，特别要重视爆破振动和个别分散物的安全影响，并做好爆破时的安全防护措施。,2.沟槽开挖控制爆破,开挖方法（1）.渐进开挖法 由沟槽的一端或两端开始，逐渐向另一端或中间钻爆开挖的方法。这种方法类似台阶开挖法，是逐排或数排（一般不超过三排）钻爆开挖，由于它具有一个侧向临空面，可以减弱地层的夹制作用，达到较好的爆破效果和减弱对沟壁的破坏作用，也有利于控制对周围环境的影响；其缺点是进度较慢，要求对钻孔、爆破、清碴几个工序有合理的安排。渐进开挖法一般采用倾斜孔钻爆，炮孔倾斜度6075（2:13.9:1），一般采用70.5(3:1)为好。应采用毫秒间隔顺序起爆。有条件的地方，可对沟壁全深作一次预裂爆破，然后再进行分层开挖。（2）.一次拉通爆破法 将整个沟槽的全部炮孔钻完后一次爆破，或将长沟槽分成若干段进行分段钻爆，每段长度不小于沟宽的45倍。一次拉通爆破法 多采用毫秒迟发爆破和中心掏槽爆破法。,2.沟槽开挖控制爆破,沟槽爆破参数设计可根据台阶式深孔爆破类似的方法来确定钻爆参数：单孔装药量Q：Q=KHaW，或Q=KHab 式中：K单位用药量系数，对主炮孔，取K=0.4 kg/m30.8kg/m3；前式适用于有侧向临空面的炮孔药量计算，后式适用于无侧向临空面或多排孔后面各排炮孔的药量计算。对边孔，可取K=0.2 kg/m30.4kg/m3，也可采用光面或预裂爆破药量公式计算。一般来讲，当沟槽较宽时，宜采用光面爆破，当沟槽较窄时，宜采用预裂爆破。预裂和光面孔的孔距取钻孔直径的712倍（预裂孔）和1015倍（光面孔），预裂孔原则上不得超深。预裂孔和光面孔的装药量比主爆孔少，但由于孔底岩石夹制作用大，为确保预裂缝贯通到孔底，在底部应适当加强装药。,2.沟槽开挖控制爆破,起爆网路通常采用非电导爆管毫秒雷管网路。沟槽爆破起爆顺序布置原则：先起爆的药包要为后起爆药包创造临空面。对只有向上临空面的沟槽爆破，掏槽炮孔应先起爆；有侧向临空面的沟槽爆破，应利用侧向临空面布置起爆顺序。布置在中间部位的药包要先于边帮的药包起爆，以保证沟槽边帮的平顺。炮孔中分层装药的，可以布置成上面的药包先起爆，下面的药包后起爆。,2.沟槽开挖控制爆破,工程实例 1.电缆沟开挖爆破开挖沟槽断面为底宽0.6m，上宽1.0m1.2m，1.0m1.5m，开挖长度约200m。按沟槽设计梯形断面布孔，在两侧沟壁布置两排向内倾斜孔，用较小的药量；中间布置一排向一端倾斜的主炮孔，用较大的药量。由两端逐段钻爆开挖，至高压线下面一段作最后一次严格控制爆破。钻爆参数：孔距a=0.4m，排距b=0.5m，挖深H=1.2m，孔深l=01.4m，超钻h=0.2m，单位用药量系数K=0.4kg/m3。装药量：按Q=Khab计算，边孔Q=100g，中间主炮孔Q=150g，分两层装药，边孔上下各50g，中间主炮孔上下各75g。填塞长度0.6m0.7m。起爆网路：在高压线下作业，采用非电起爆系统。防护措施：爆破体上覆盖一层荆芭，再用编织袋装土压在上面。爆破效果：良好。高压线不停电，未受任何影响。,2.沟槽开挖控制爆破,工程实例 2.安托山防洪工程排洪主干渠岩石沟槽控制爆破 石质为花岗岩，沟槽底宽8m，深度4m8m，侧坡按1:0.5计，沟槽内石方开挖高度2m6m不等，开挖总量约5000m3；周围环境十分复杂 设计原则：1）采用浅孔控制爆破法，钻孔直径d=38mm42mm。2）一次爆破深度小于2m，一次爆破排数不超过10排。3）采用逐排微差起爆方法。4）孔按1:3的倾斜度布置，起爆方向与沟槽的轴线方向相同。5)综合考虑防护措施：防飞散物和控制爆破振动。,2.沟槽开挖控制爆破,工程实例 2.安托山防洪工程排洪主干渠岩石沟槽控制爆破 爆破技术设计：炮孔平面布置成梯形，同排炮孔平行布置，边孔较中间孔前置W/3；爆破顺序是自上而下逐层进行，自临空面向待挖岩体逐排起爆。爆破参数：钻孔直径d=42mm，钻孔超深W/3，且不小于20cm。孔深L及单孔装药量Q随挖深而变。,3.整平地面的爆破,整平爆破的特点 1).场地需要整平，正是由于起伏不平、高高低低，而且不规则和无一定的形态规律，因而需要铲除的厚度，也厚薄不一。这是整平爆破的地形特点。2).由于地形不规则，就造成了钻孔深度不一，钻孔方向不一，孔网参数不一和药量多寡不一的特点。这样就无法用常规的设计方法进行爆破技术设计。3).由于地形起伏和不连续性，有时使炮孔之间不能发挥共同作用，而只能各孔单独发挥作用，这就不易达到良好的效果，对飞散物方向及距离也较难控制。4).有些鼓起的地面，有的是具有多临空面的孤石，有的则是葡伏地下的大块整体岩基，有的岩石较完整坚硬，有的则比较松软破碎。针对这些情况，钻爆作业和用药参数都必须根据不同条件而加以区别对待。,3.整平地面的爆破,布孔的基本原则是：钻孔方向要尽量与一个临空面平行，或成较小的夹角角度，并要考虑环境条件，应使钻孔方向避免朝着重要建筑物和严防飞散物到达的地方。对根基埋伏于开挖线以下的岩石块体，要有较大的超钻量。单孔爆破的效果一般都较差，故对孤块、孤石（特别是无多面临空的倾伏于地基下的孤块）应尽量布置双孔或多孔，使其发挥共同作用，方可获得较好效果。,3.整平地面的爆破,整理地面爆破时，一般各项参数可按以下方法求取：1.最小抵抗线W取决于地面铲除的厚度，一般可取0.30.4m，但不宜大于0.60.8m。2.孔距a与排距b可大致取等值，并略小于W值，可取a=b=（0.81.0）W。3.超钻h，即钻孔的深度要超过设计开挖面而达到超钻基准面的高程，h可在0.2m0.5m范围取值。4.孔深L，与地形、布孔位置和方向有关，要保证钻孔深度都达到超钻基准面。5.药量q的计算方法应根据不同的地形条件和钻爆方式而定。整平地面的爆破，由于各爆破块体或各个炮孔往往是分散的，所以起爆方式可一次进行，也可分次进行。但要注意对同一块体有共同作用的炮孔，必须同时起爆。,4.基坑及孔桩开挖控制爆破,在桥梁及高层建筑基础施工中，经常遇到嵌岩基础、大直径嵌岩桩墩及基础孔桩，当孔桩进入岩层时，一般采用钻爆法施工，由于城市施工环境条件以及嵌岩基础和孔桩的开挖特点，必须采用控制爆破技术。特点：1.由上向下掘进，开挖爆破只有一个狭小的自由面。高层建筑的基础，孔桩直径约在1.2m3.0m之间，即使是桥梁墩台基础，其开挖断面积一般也在150m2以内，因为要使基础或桩头进入岩层，开挖深度往往大于十多米，有的甚至超出50m，基础形式还可能为嵌岩基础加挖孔桩。施工往往在多个，乃至几十个基坑及孔桩中同时进行。2.基坑与孔桩爆破开挖不仅要保证围岩稳定，而且还要重视爆破对桩间岩桩、邻桩支护、本桩护壁、新浇混凝土的质量和持力层的影响问题，必须采取相应的防范措施。,4.基坑及孔桩开挖控制爆破,3.基坑及孔桩开挖的施工场地十分狭窄，钻爆、清碴、砌壁等作业必须统筹安排，合理的施工组织设计对提高工效，保证安全有着重要的作用。4.由于基坑及孔桩开挖施工作业可能在地下深处狭小空间中进行，爆破后必须加强排烟通风。在施工中，还应特别重视清碴搬运设备与人员安全。5.基坑及孔桩开挖，受地下水的影响，涌水率一般较高，其作业面潮湿，甚至可能有一定的水位，在选择爆破器材，提高起爆网路可靠性时要考虑这一因素。为保障作业条件，必要时还要有排水设施。6.作为建（构）筑物的基础，必须保证其开挖坐标位置的准确性，因此，在基坑开挖过程中，必须加强测量控制，保证基坑及孔桩的中心坐标及开挖范围在允许误差范围内。,4.基坑及孔桩开挖控制爆破,开挖方法与爆破设计参数 多数高层建筑和桥梁的孔桩直径在3m以内，因为开挖断面小，宜采用小孔径浅孔掏槽微差爆破法。炮孔直径取36mm42mm，由孔桩中心向外依次布置掏槽孔、扩槽孔和周边孔，采取分级延期微差起爆。上一级孔为下一级孔创造自由面。为钻孔作业方便，一般采取垂直钻孔。对于直径小于2m的孔桩，一般布置713个炮孔，对于孔桩直径大于2m，则需要布置4级炮孔，炮孔宜增加到2530个，对于小直径孔桩，炮孔深度不宜大于开挖桩直径的0.8倍，一般，炮孔深度取1.0m1.3m为宜，孔距取30cm60cm。一般，可选用直眼掏槽中的漏斗掏槽方式。对无水作业面，可采用中心空孔（孔深为掏槽孔的1.2倍左右）的掏槽方式，对涌水率较高的作业面，中心孔宜装药（药量为掏槽孔药量的80%），与掏槽孔同时或延迟50ms起爆，起到抛渣作用。为不损伤围岩和临时支护，周边眼也多用垂直孔，沿离井壁约10cm 15cm处均匀分布，孔距取3545cm，周边光面爆破炮孔可采用不耦合连续装药结构，或间隔装药结构。,4.基坑及孔桩开挖控制爆破,装药量计算 选择合理的单位用药量是保证爆破效果的关键，单位用药量过大，容易导致井壁超挖或塌方；单位用药量过小，影响爆破效果。根据一些工程的归纳类比，对于直径小于2m的孔桩，单位用药量系数K值可参考以下数据选取：岩石强风化或坚固性系数f=35时，K=1000 g/m31500g/m3；岩石强中风化或坚固性系数f=58时，K=1500 g/m32000g/m3；岩石中风化或坚固性系数f=810时，K=2000 g/m32500g/m3。当孔桩开挖直径为2m3m时，则在同样岩石条件下，单位用药量系数K值可适当减小20%30%。对于不同岩性、硬度和爆破截面的孔桩，应在上述数据的基础上，通过试爆，以合理确定单位用药量系数。并根据对控制爆破振动等要求，确定一次起爆的允许最大药量。,4.基坑及孔桩开挖控制爆破,爆破施工中的注意事项（1）.因孔桩开挖面一般有水，宜选用防水性能好的炸药，如乳化炸药。（2）.在孔坑和基坑中进行钻孔作业，施工条件差，确保有效的钻孔深度是取得满意的爆破效果的保证。（3）.填塞也是确保爆破成功的重要一环。在孔桩和基坑中作业，钻孔进水不可避免，在装药中，应将药包送达到位，应采用比重较大的粗沙进行填塞，并捣填严密。（4）.孔桩和基坑开挖往往工作面多，凿岩、爆破、出碴，井壁砌筑等多工种作业同时进行。因此，现场施工安全十分重要。孔桩爆破时，与爆破孔桩相邻或距离在10m内的其他孔桩中的作业人员必须全部撤到地表上来，爆后清渣前也务必仔细检查支护情况，一旦发现井壁变形或坍塌，一定要首先排除险情，加固支护。,4.基坑及孔桩开挖控制爆破,楼基桩井基岩掘进爆破工程实例 丽融大厦位于延安市中心商业繁华地段。其中主楼、配楼均采用嵌岩桩基础，主楼60根，桩长10m；配楼68根，桩长15m，桩径1000mm1200mm。主楼基坑挖深10m，配楼基坑挖深5m，桩井基岩为灰灰白色石英砂岩。爆破方案与主要设计参数 本桩井掘进爆破地处闹市区，掘进断面小，涌水量大，爆破既要保证有效进尺，又必须严格控制爆破振动，并确保桩井、基坑边坡稳定以及周围建筑物安全，对此，工程采用密布孔、少装药、分阶分段直眼掏槽、松动微差爆破方案。,4.基坑及孔桩开挖控制爆破,桩井基岩掘进爆破的单位炸药消耗量一般在2.5 kg/m36.0kg/m3，周边眼线装药密度为：硬岩300 g/m350g/m；中硬岩200g/m250g/m；软岩100 g/m200g/m。本工程采用32mm150mm，150g的乳化炸药，微差间隔时间确定为75ms。采用非电导爆管起爆系统，根据爆破振动安全校核，确定最大一段齐发药量为1.2kg。,4.基坑及孔桩开挖控制爆破,施工技术与安全措施 桩井有水工作面炮孔成孔后常被泥沙充填而不能达到炮孔设计深度，从而影响施工速度。成孔后及时用木楔封孔，炮孔装药填塞采用袋装中砂，填塞时用炮棍冲破、压实，既便于药卷顺利装入孔底，同时淤泥浸入可提高填塞强度。起爆前，工作面积水高度控制在0.3m0.5m，以形成水封爆破，减少飞散物，提高爆破效果。桩井井口用建筑铁模板搭设防护架，防护架与井口留1.0m高空间，以卸压并有效防止飞散物。在桩井爆破后，用空压机风管深入孔底通风，通风时间不小于30min，在确保无毒气后，人员方可下井。配楼15m深桩井施工时，应用鼓风机送风，确保工作面有新鲜风流。,5.施工安全要求,在城镇及复杂环境中实施石方浅孔控制爆破时应作哪些施工准备？在城镇及复杂环境中实施石方浅孔控制爆破，应采取封闭式施工，围挡爆破作业地段，设置明显的工作标志，并设警戒；在邻近交通要道和人行通道的方位或地段，应设置防护屏障。应安全的地方准备现场药包临时存放与制作场所。应在爆破设计人员的参与下的炮孔逐个进行验收，验收时，应特别注意岩性及岩层构造的变化，逐个炮孔复核抵抗线的大小，根据每个炮孔的实际情况确定装药量，对不合格的炮孔应提出处理意见。每个药包，应按爆破设计要求计量准确，并按药包质量、雷管段别、药包个数分类编组放置；应设专人监督检查装药作业。,5.施工安全要求,在城镇及复杂环境中实施石方浅孔控制爆破时应作哪些施工准备？应按爆破设计进行防护和覆盖，起爆前由现场负责人检查验收，的不合格的防护和覆盖提出处理措施。防护和覆盖工作完成后，应重新检查起爆网路，核准无误后才能接入起爆装置。起爆前应派人检查现场，核实警戒区无人后报告指挥部或爆破工作负责人。在建（构）筑物和重要设施附近进行岩土爆破，若有可能引起民房或设施损坏，应进行爆破震动安全监测。,5.施工安全要求,炮孔验收的主要内容（1）检查炮孔深度、角度和孔网参数是否符合设计要求；对个别有变化的孔位要做好记录和标志；对个别孔深与设计孔深相差较大的浅孔应重新加深；对超深过大的适当回填；孔数不足，应补孔；（2）复核前排炮孔的抵抗线；与设计有出入的炮孔应修正装药量；（3）孔口的岩屑或杂物应清理干净，堵好孔口，防止杂物落入孔内；对已堵孔，应补钻或补孔；,5.施工安全要求,深孔爆破炮孔填塞作业应注意以下问题：（1）堵塞材料可用岩粉、沙、黏土等，其中不得含有碎石块和易燃材料；如果用水袋填塞时，孔口应用不小于0.15m的炮泥填满堵严；（2）孔口段的填塞长度和分段装药的间隔必须按照设计长度慢慢充填，边填边用炮棍捣实；（3）堵塞区段有水时，应用岩粉或粗沙填塞，并放慢速度，让水排出孔外，每填3050cm后用炮棍捣实，避免产生悬料；（4）不应捣固直接接触药包的填塞材料或用填塞材料冲击起爆药包；,5.施工安全要求,深孔爆破炮孔填塞作业应注意以下问题：（5）水平孔和上向孔填塞时，不应在起爆药包或起爆药柱至孔口段直接装填楔子，而用炮泥卷填塞，逐卷捣实；（6）当填塞物潮湿、粘性较大或表面冻结时，应采取措施防止将大块装入孔内。如果发生堵孔，可用高压风或非金属炮棍处理；（7）填塞时应避免夹扁、挤压和拉扯导爆管、导爆索和电雷管脚线。一般把雷管脚线靠孔壁一侧，用脚踩住，防止其掉入孔内和被砸破、砸断。,