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1、南水北調沙河渡槽2標施工項目部大營料場爆破開采施工方案1.工程概況1.1工程簡介：大營石料場位于寶豐縣大營鄉喬嶺村東南，距本施工段約53km，料場北部緊靠大營鎮觀音堂鄉級公路。勘察區位于伏牛山低山區，山腳處高程一般266274.0m，山頂高程348.0m，產地面積約1.12km2。該石料場有用層為寒武系中統張廈組(2zh)灰巖：灰色、深灰色灰巖，微致密灰巖，局部夾含泥灰巖，厚幾厘米，弱風化，薄層、中厚層厚層狀構造，單層厚度一般0.10.4m，厚者1.5m, 灰巖層中的溶溝溶槽發育，斷層破碎帶不良地質存在；溶溝、溶槽部分為黃色粘土半充填及全充填。節理裂隙十分發育，以垂直甚多，裂隙面上附有大量鐵錳2、膜，厚達0.30.5mm，方解石脈及方解石結晶段較發育。可開采厚度一般3546m，巖層傾向北東，傾角一般約516，表層黃色粘土夾碎石及強全風化層，厚度2.05.0m。開采最低高程266.0m。巖石試驗成果與水利水電工程天然建筑材料勘察規程（SL251-2000）質量要求對比見表1-1。表1-1 巖石試驗成果與規程（SL251-2000）質量要求對比表料場名稱試驗項目巖性飽和抗壓強度軟化系數凍融損失率干密度硫酸鹽及硫化物含量(換算成SO3)堿活性質量評價MPa-%g/cm3%-按照地域、設計要求與使用目的確定2.40.5-大營灰巖（2zh）69.30.840.022.72合格非活性既可作塊石料，3、又可作混凝土骨料。料場石料儲量見表1-2。表1-2 石料場統計儲量表料場名稱巖性儲量（萬m3）堿活性建議用途大營灰巖（2zh）588.0非活性巖石混凝土人工粗、細骨料1.2工程內容在業主提供的石料場開采范圍內開采石料進行砂石骨料加工。具體施工內容包括大營料場寶豐至郟縣段魯山北段砂石料場砂石加工原料開采，鉆孔、爆破、開挖、裝運、破碎加工，砂石加工系統安裝等施工項目。1.3工程特點石料采用鉆爆開采方式進行，淺灰色，弱風化。整個開采區（區）靠沖溝內側，道路需沿沖溝修筑；周邊居民建筑距開采區相對較遠，也無其他建筑物。2.施工程序及技術要求2.1施工布置（1）施工道路進場道路路基8.0m寬，路面7.0m4、寬，泥結石路面結構。（2）施工用水、用電采用打井取水，再鋪設管路引至各需用水地點，部分地點采用水車供水。施工用電由宋坪變電站引10kv線路至砂石加工系統，再根據施工需求引至各作業區。（3）施工照明采用1.5kw碘鎢燈和3.0kw碘鎢燈對夜間施工進行照明。（4）施工供風在進場道路內側靠近采石區現場布置2臺ZL3.520/7（20m3/min）電動空氣壓縮機，在砂石加工系統布置4臺VY-9/7（9m3/min）柴油空氣壓縮機進行施工供風。（5）通訊在施工現場通過對講機和手機進行爆破指揮。2.2施工主要程序修筑出料場道路料場清理料場覆蓋層開挖爆破實驗鉆孔裝藥起爆石料的裝運完工清場2.3施工方法及技術5、要求石料的開采，擬采用大孔距、小排距、深孔梯段爆破的施工方法進行爆破設計；采用間隔裝藥、排間毫秒微差爆破技術控制爆破后的石渣粒徑，并根據現場爆破試驗結果適當調整爆破參數，使爆破后的石渣粒徑和不同粒徑的含量盡量符合要求，減少石料的二次爆破和材料的浪費。2.3.1修筑出料場道路料場開采區與砂石加工系統毛料堆場相距約300600m，根據現場地勢地形情況，擬沿兩山之間沖溝修筑出料道路，道路寬度約6m，采用鉆爆出的表層風化石料進行鋪筑，路側設排水溝。車輛可直接從開采區到毛料堆區。2.3.2料場植被清理料場開采區高度約37m，表面植被需要清理，主要是樹木、草地。無用植被及腐質土由反鏟或裝載機挖裝，自卸汽車6、運棄指定料場。2.3.3料場覆蓋層開挖根據設計地質資料，料場表層強風化層，厚度2.05.0m，擬采用鉆爆松動爆破方式進行料場覆蓋層開挖，按業主提供的開采范圍，分12次鉆爆。由反鏟或裝載機挖裝，自卸汽車運輸送至棄土場。2.3.4爆破實驗（1）試驗目的通過爆破試驗達到以下目的：核實鉆爆參數的合理性，確定鉆爆方法，研究鉆爆工藝，通過試驗達到確定適合料場地質條件、巖石特征的深淺孔梯段爆破參數；研究爆破參數與爆破可用料級配、大塊率的關系，從而確定合理的石料開采爆破參數；結合現場爆破開挖的需要，探索爆破振動效應傳播的一般規律。提供該地區爆破振動速度的衰減規律經驗公式，進行爆破振動速度衰減規律經驗公式驗證工7、作，并界定經驗公式的應用范圍。（2）試驗依據 沙河渡槽工程第二施工標段標招標文件技術條款爆破安全規程GB6722-2001水電水利工程爆破施工技術規范DLT5135-2001水工建筑物巖石基礎開挖工程施工技術規范SL47-94爆破作業人員安全技術考核標準GA53-1993 其他相關文件和規定（3）試驗器材炸藥爆破試驗使用的是河南省滎陽松光民爆器材有限公司生產的2巖石乳化炸藥，藥圈直徑90mm乳化炸藥藥卷長度為36cm，單卷重量2.5kg，每箱30kg，猛度12mm以上，爆力260ml以上，爆速3200m/s；藥圈直徑70mm乳化炸藥藥卷長度為36cm，單卷重量1.5kg，每箱24kg，猛度128、mm以上，爆力260ml以上，爆速3200m/s。導爆管雷管爆破試驗使用的導爆管為河南省湯陰縣化工廠生產的塑料導爆管雷管，導爆管爆速19002000m/s；毫秒微差非電管段號115段。電雷管爆破試驗使用的電雷管河南省洛陽市蘭光化工廠生產的工業雷管，電雷管全線電阻46，最大安全電流0.18A。起爆器使用CG500S型電起爆器，最大起爆電阻680，使用正常。（4）爆破試驗人員配備及責任分工 為了統一組織，統一管理和順利的開展試驗，成立爆破試驗領導小組，全面負責組織爆破試驗的組織事宜，具體組成如下：組 長：曾慶平 王光輝成 員：王文勝 姚家啟 李季成 任軍良 陳光海 確定爆破試驗現場主要參與人員及其9、職責分工，具體如下：爆破試驗人員配備及現場責任分工一覽表序號姓 名職 務職 責1曾慶平常務副經理爆破試驗總指揮2王光輝總工程師全面負責爆破試驗工作3王文勝質量安全環保部部長負責爆破試驗的質量檢驗工作4姚家啟質量安全環保部部長負責爆破試驗的安全工作5李季成石料場現場主管負責現場爆破試驗的技術指導及數據采集工作6陳光海鉆爆隊主管負責爆破現場操作和爆破人員的管理7任軍良爆破技術主管負責爆破現場操作技術指導與監督爆破試驗懇請監理單位和設計單位的相關人員前往現場指導和監督。（5）試驗場地布置 在選擇試驗場地，場地地勢平坦，巖石完整堅實。 將爆破試驗場地內的覆蓋層清理干凈，掌子面采用手風鉆大致平整，為試驗10、作準備。（6）試驗方法爆破參數試驗本次爆破試驗在開采區現場原型試驗，選擇待開采或已開采部位根據設計、施工和安全與防護的需要進行試驗，在試驗的基礎上收集資料，采集試驗參數并進行分析。 選擇試驗場地結合現場的具體情況，選擇了1區東側作為試驗開采區；首先對面層進行覆蓋層清除，并進行簡單平整，同時做好與爆破試驗相關的其他準備工作。 爆破設計結合試驗場地的地質資料、巖石結構及性質、環境條件和相關技術資料，做好爆破設計，其中包括：鉆孔孔徑、梯段高度、鉆孔角度、抵抗線、間排距、炸藥類型、裝藥結構、炸藥單耗、堵孔長度、起爆方式和網路等。根據地質勘查資料和巖石揭露情況，初步擬定如下爆破參數，在試驗過程中根據爆破11、效果進行局部調整，以獲得最佳鉆爆參數作為本試驗的成果之一。爆破試驗初擬鉆爆參數（主爆孔）孔 徑（mm）90115(315鉆機)梯段高度（m）1515鉆孔角度(）75857585孔 距（m）3.04.04.55.0排 距（m）2.53.02.53.0底盤抵抗線(m)2.53.03.03.5堵孔長度(m)2.73.03.03.5炸藥類型70mm 2巖石乳化炸藥90mm 2巖石乳化炸藥單耗（kg/m3）0.380.42裝藥結構耦合(間隔裝藥)起爆方式毫秒微差起爆網絡注：本參數參照本類似工程石方開挖爆破參數而定，試驗時從其中選取，調整后確定合理的爆破參數。鉆孔試驗場地清理和大致平整后，由現場施工人員按12、試驗大綱要求進行布孔。鉆孔采用CM-351鉆機，鉆孔過程中要嚴格遵守相關安全操作規程，嚴格按照試驗大綱所確定的間排距，保證鉆孔角度的準確，炮孔方向應一致，在鉆爆過程中，做到經常進行檢查。鉆孔完畢后相關人員進行鉆孔質量的檢驗，并做好鉆孔記錄。裝藥炸藥由平頂山市鷹豪爆破有限責任公司專職領料員和押運員負責領取和運輸，炸藥型號和數量應嚴格按照爆破設計的要求，對火工材料的運輸和現場堆放要進行嚴格控制和管理。在爆破技術人員的指導下，由取得“爆破員證”資格證的炮工負責裝藥，操作時嚴格按照爆破安全操作規程和試驗大綱進行，嚴格控制單孔裝藥量和堵孔長度，同時要做好現場數據信息的采集和記錄工作。聯網和安全警戒爆破試13、驗的相關人員結合試驗現場的實際情況，確定最為合理的起爆方式、起爆順序和起爆網絡，根據孔位的布置分段爆破，分段時差應使每段爆破獨立作用。爆破試驗領導小組和安全警戒人員要及時分析爆破現場的安全警戒范圍，并及時組織安排警戒工作，確保警戒區內其他人員、機械撤離爆破警戒區。起爆裝藥、聯網、網絡檢測工作和安全警戒工作完畢后，在爆破試驗領導小組的統一組織和領導下，及時組織爆破人員起爆。爆破效果數據采集與數據分析起爆后，爆破試驗領導小組應及時組織爆破人員進行現場勘查，確定無盲炮后方可解除警戒，同時組織相關人員進行實地勘查，檢測、審核和評定爆破效果，由專業技術人員進行爆破信息和數據的采集、記錄和整理。（試驗后進14、行爆破料的篩分和數據分析）爆破參數修正在爆破試驗的數據分析的基礎上，結合施工現場的實際情況對爆破參數進行修正，總結出切合實際的爆破參數，進行下一次爆破試驗。 確定爆破參數爆破結束后，對本次試驗的爆破效果進行評定和總結，同時對試驗過程中采集和記錄的數據和信息資料進行整理、匯總和分析，通過試驗數據和分析結果整理爆破試驗報告。爆破震動監測試驗爆破開采區周邊無建筑物，相對較近的喬嶺村與骨料加工系統其距離均超過300m，且爆破臨空面方向與喬嶺村方向相背、與骨料加工系統斜交，飛石和震動影響相對較小，可不刻意進行爆破震動監測試驗，只要求在爆破過程中派專人靠近住戶房屋對震動人為感覺一下震感。（7）試驗項目及工15、作量現場爆破試驗工作量及試驗項目：爆破參數及爆破方法的選擇，包括孔網參數、藥量、裝藥結構及起爆網絡等，檢查預裂和光爆半孔率等；爆破可用料大塊率及級配；爆破震動分析。(8)試驗成果報告通過試驗獲得的試驗參數，整理匯總，提交以下成果： 施工爆破參數，包括鉆孔孔徑、梯段高度、鉆孔角度、間排距、炸藥類型、單位耗藥量、線裝藥密度、堵孔長度、裝藥結構、起爆方式、起爆網絡等； 確定邊坡開挖預裂和光面爆破質量控制標準；施工措施及施工方法。大營采石場分別于6月14日與6月19日進行了兩次爆破試驗。通過這兩次爆破確定了以下事項：爆破參數的選取：梯段高度取1215m，孔徑90mm和115mm，分別采用100B鉆機和16、CM-351鉆機進行鉆孔，最小抵抗線W=3.5m；為使碎石顆粒比較均勻，不產生大塊，采用加密間排距的方法。間排距: 100B型鉆機采用4.0m3m，CM-351鉆機采用5.0m3.5m;炸藥單耗q=0.400.45Kg/m3；藥卷直徑為70mm和90mm兩種；間隔裝藥（分2層，底部裝藥量為60%，上部為藥量的40%）；起爆方式為非電雷管起爆。對大于1000mm的塊石另配TY-26型手風鉆機進行二次破碎。爆破對喬嶺村以及骨料加工系統無損害。由于巖層產狀的多變性，在鉆爆過程中可根據地質情況作適當調整。2.3.5石料鉆爆開挖1)石料開采爆破鉆孔采用4臺100型鉆機鉆孔和1臺351鉆機。孔深12m1517、m，間排距: 100型鉆機采用4.0m3.0m，351鉆機采用5m3.5m。另外配備4臺YT-26手風鉆進行大塊石解爆。 裝藥、聯網爆破根據現場爆破試驗成果，采用人工裝藥、排間毫秒微差雷管聯網爆破的方法施工；為保證裝藥結構為間隔裝藥，減小大塊率，采用人工配合進行分層填筑炮泥，使孔底裝藥量為全孔藥量的5070%，上部裝藥量為全孔藥量的5030%； 起爆方式和起爆網絡采用非電塑料毫秒導爆管進行分段聯結，電雷管起爆。起爆網絡按照分區、排間微差爆破的形式進行設計，重要部位采用孔間微差爆破；石料的挑選、開挖和運輸小于60cm的合格石料，采用1.6m3反鏟挖裝，15t自卸汽車運輸至砼骨料破碎系統或施工部位18、；大于60cm的石料用手風鉆鉆孔，爆破解小后方可運至砼骨料破碎系統；料場整治在工程完工之前，及時對料場開挖邊坡采用預裂或光爆法進行修整，保證開挖邊坡的平整、穩定性，并對料場進行清理，做到工完場清。（2)終采邊坡輪廓預裂爆破為保護終采永久邊坡穩定，降低主爆區爆破震動效應對預留邊坡的破壞，本采場采用預裂爆破進行邊坡控制，將在臨近邊坡永久面10m左右時布置預裂孔，以及預裂孔與主爆孔之間的緩沖孔，預裂孔與緩沖孔均采用不耦合裝藥，導爆索起爆，預裂孔間距80cm，緩沖孔間距1.5m，緩沖孔、預裂孔間距1.5m，預裂孔起爆時間比其他孔超前100ms，布孔參數如下：藥孔種類線密度（g/m）鉆孔角度(度)藥卷半19、徑（mm）堵孔長度（m）孔距（m）不耦合系數單孔藥量（kg）預裂孔30063.433222.50.82.84.2緩沖孔200063.433222.51.52.821.6梯段、預裂爆破的鉆孔布置、起爆網絡及裝藥結構見附圖（23）2.3.6 砂石骨料有用料開采總量沙河渡槽三個施工標以及北汝河倒虹吸施工標工程所需砂石料開采量計算： Vd=(VCA+V0)KSKS=K3K4K5K6K7K8K91+v(K1K2-1)上兩式中：砂石原料的總開采量，t；四個標段混凝土總量，m3；每m3混凝土骨料用量，一般可取2.152.2t/m3；其他工程砂石用量，取=0；總損耗補償系數；石粉或細砂流失補償系數，原料為灰巖20、的人工砂，石粉含量較多時，可取較大值；、均包括運輸、堆儲中的損耗；骨料加工損耗（沖洗）；無預洗工藝取1.0；級配不平衡的棄料補償系數，一般不能超過1.2；包括成品料的堆儲和運輸損耗補償系數；混凝土的運輸、澆筑、廢料損耗補償系數；平均砂率，以小數計，薄壁和地下工程為0.30.35。=1.031.0111.0111.021.011+0.35(1.251.02-1)=1.187開采量： =144.512.21.187=377.4萬t大營采石場石料為灰巖，干密度2.72g/cm3，飽和抗壓強度69.3MPa。有用石料開采量V=377.4萬t/2.72t/m3=138.8萬m3(自然方)。2.4施工主要21、疑難點及解決辦法料場巖山坡陡峭，施工設備上料場及布置困難。擬用反鏟邊修路邊上山，待料場覆蓋層開挖完畢并削坡形成穩定邊坡后，利用反鏟修筑的上山道路，由人工將鉆機搬至施工部位；進場道路修筑困難。擬用反鏟自外向內邊挖邊填，修筑出料場道路路基，當遇到大塊石時，采用手風鉆鉆孔解小。料場斷裂構造較為發育，多方解石脈充填，對鉆爆、裝料均有很大影響。布孔時應避開大的裂隙，可適當調整間排距和裝藥量，裝料時選擇性的挖裝，不能將無用料混裝運到毛料堆場。3.主要資源使用量計劃3.1勞動力配備一覽表用于本工程的主要勞動力配備見下表。勞動力配備一覽表序號工 種單 位數 量備 注1管理人員人32裝載機司機人23反鏟司機人422、4汽車司機人125鉆工人86震動碾司機人27空壓工人68炮工人4合 計人413.2主要火工材料需用量表用于本工程的主要材料見下表。主要火工材料需用量估算表序號名 稱規格型號單位數量備 注1乳化炸藥70、90t6412巖石乳化炸藥2導爆管雷管212段發1600012m長3電雷管發1735平均每8000m3/10發4導爆索m1100預裂爆破5傳爆線m35003.3主要施工機具一覽表用于本工程的施工機具見下表。主要施工機具一覽表序號設備名稱型號及規格單位數量1挖掘機PC400(1.6m3)臺22挖掘機PC200(1.0m3)臺13裝載機KSS85Z（3.1m3）臺24電動空壓機ZL3.520/7臺223、5柴油空壓機VY-9/7（9m3/min）臺16潛孔鉆QZJ-100B（80100）臺47手風鉆YT-26（4256）臺48自卸汽車卡瑪斯55111（13.5t）輛69振動碾YZ14G臺110載重汽車5t輛110起爆器個1合 計204.進度計劃及工期控制措施4.1控制性工期2010年6月中旬至2013年2月上旬，完成140萬m3的有用石料開采任務（自然方）。4.2工期控制性措施(1)成立專門組織機構，指定專人負責，確保施工人員配備；(2)提前完成技術方案的編制、報批工作，施工前進行技術交底，確保不因技術問題而影響施工；(3)待料場及進出場道路征地完畢，安排2臺反鏟分別進行修路和料場覆蓋層開挖施24、工，確保配套施工機械配置；(4)提前備足各種物資材料及易損配件的籌備，確保物資材料供應。5.質量及安全要求5.1質量要求爆破后的石料必須石質堅硬完整、其強度滿足相關規范規定的要求，毛料粒徑要求不大于60cm，不得與其它土料相混使開采石料受到污染。5.2安全要求料場開采區左側毗鄰喬嶺村，右側為大營料場骨料加工系統，爆破區內無其他建筑物，安全保護對象主要為喬嶺村、骨料加工場地及骨料加工場至空壓站的10KV輸變電線。爆破區石料開挖采用深孔梯段微差擠壓爆破，永久邊坡面采用預裂爆破。料場爆破區距喬嶺村最小距離562m，距大營料場砂石加工系統最小距離344m，滿足爆破安全規程（GB6722-2003）中不25、小于200m的最小安全允許距離要求。爆破區距大營加工系統至空壓站的10KV輸變線最小距離177.5m，滿足爆破安全規程（GB6722-2003）中電雷管爆區與10KV高壓線間安全允許距離50m的要求。在觀音堂-石龍區之間距料場征地邊線50m150m范圍內有中國移動通信電纜東西向橫跨沖溝南側開挖開挖區和棄渣場，影響區石料開采施工，需監理單位協調業主移民辦及相關部門聯系移動公司將通信光纜移至料場開挖征地邊線外，保證料場爆破開挖施工。具體爆破施工的安全保證措施如下：(1)首先應根據爆破安全允許標準、場地的爆破有害效應傳播規律及防護目標相對位置確定爆破最大單段起爆藥量，使得爆破產生的振動在允許范圍內。26、最大單段起爆藥量采用經驗公式反算求得：式中：Q-最大允許單響藥量，kg；V-控制點允許的質點振速，cm/s；R-爆區中心至被保護對象的水平距離，m；H-爆區中心與被保護對象的高差，m；系數K,指數、值與爆破區地形條件、介質傳播特性、爆破方法和爆破條件等因素有關，可通過現場爆破測試取得。如爆區與被防護對象高差不大時， 可忽略不計。根據以往類似工程爆破最大單段藥量推算，本工程單段最大起爆藥量在400kg以內。(2)采石爆破個別飛石安全距離按下式計算：RF=20KFn2W式中RF：躲避個別飛石的安全距離（m）n：最大一個藥包爆破作用指數，標準拋擲爆破時n=1，松動爆破時0n0.75W：最大一個藥包的27、最小抵抗線（m）（取最大值2.5m計算）KF：安全系數，山間或啞口地形及在大風順風的情況下取1.52.0RF=2020.7522.5=56.25m 200m(3)火工用品的貯存按有關規定執行，炸藥和雷管必須單獨建庫分開存放，派專人看管并報有關部門批準； (4)建立嚴格的入庫領用制度，炸藥、雷管的領用由專人控制，嚴禁多發亂發，未用完部必須及時分退回炸藥庫；(5)鉆孔布孔、裝藥、聯網、爆破施工嚴格按規范及施工方案執行，炮孔必須按規定的長度堵塞，并保證堵塞質量。炮工應持證上崗，嚴禁無證作業；(6)建立嚴格的盲炮處理制度，發現問題，立即封鎖現場，指派有經驗的爆破人員進行排險；(7)施爆前的安全警戒必須28、統一指揮、統一信號，由專人安排人員、布置位置作好爆破警戒，人員設備撤離安全區，嚴禁人畜、車輛設備進入；確保萬無一失；(8)爆破完成安全檢查無誤后，方可開放交通；(9)每次爆破完后，進行效果分析，總結經驗，更好地控制爆破藥量，取得最佳的爆破參數，在保證爆破效果的前提下，將用藥量和震動減到最小。5.3爆破器材檢驗1、起爆器使用前，經相關單位檢查、校驗合格后方可使用。2、電雷管在使用前需用歐姆表測量電阻，滿足相關規定后方可使用。3、炸藥必須有出廠合格證，存放期不能超過相關規定。6.所用規范及標準目錄水利水電工程爆破施工技術規范（DL/T5135-2001)爆破安全規程GB6722-2003水工建筑物巖石基礎開挖工程施工技術規范SL47-94爆破作業人員安全技術考核標準GA53-19937.各種記錄的目錄鉆孔深度檢查記錄(略)爆破安全檢查記錄(略)8.附件1、爆破相關材料（共13頁）2、火工材料管理規定（共7頁）3、爆破作業安全管理制度（共3頁）4、料場爆破保護對象平面位置示意圖5、大營料場開采梯段爆破設計圖6、大營料場開采預裂爆破設計圖7、大營料場開采分區布置圖 第15頁