爆破施工方案范例【推荐4篇】
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爆破施工方案【第一篇】
关键词:地铁风井;爆破开挖;控制技术
1地铁风井爆破开挖中震动控制
具体原理
当前,国内外降低爆破震动、控制爆破震动影响范围的方法主要包括以下两种Ⅲ:
(1)控制单响药量。单响药量的大小直接决定了爆破震源的能量大小,通过对单响药量的控制,能够减弱爆破震源的爆炸能量,是降低爆破震动效应的最佳途径。
(2)阻断爆破震动波的传播,将爆破与被保护的建筑物形成隔离,通过天然原有的破碎层或者通过预裂爆破形成预裂缝,又或者通过挖减震沟槽的方式对爆破地震波形成阻隔,避免地震波向被保护的建筑物传播。
地铁风井爆破开挖减震控制技术
下面以广州地铁某线为例进行研究,广州地铁某线中间风井位于楼群与学校等重要设施之间,风井开挖面积1630m?,开挖深度18m,距离地表24m,开挖区周围环境非常复杂,需要进行爆破开挖施工,不仅要求保证施工进度和爆破效果,同时还需要保证爆破安全,尤其是需要将爆破振速控制在/s以内,施工难度长大。
(1)爆破质点震动速度控制
在爆破设计中,无论是施工方案的选择,还是爆破参数的设计,都采用了微震动方法目,采用质点震动速度标准为:
施工方案:首先通过手风钻钻孔,浅孔台阶爆破,小型挖掘机挖装,吊车垂直运输到井外。利用分层分布开挖的方法,首先在风井中选择距离火车东站站房c地铁一号线相对较远的地方进行掏槽爆破,然后沿掏槽四周进行浅孔台阶爆破,最后进行光面爆破。该施工方案实际上是通过对每次爆破的药量进行控制,从而实现降震的效果。
爆破参数设计:本工程的爆破参数设计均以前面确定的质点震动速度标准作为依据进行设计,具体如表1所示。
(2)爆破施工过程中的震动控制
首先,采用微差起爆网路对单响药量进行严格的控制,根据爆破点与建筑物之间的距离确定最大单响药量。在进行起爆网路设计时,通过微差网路,对爆破孔进行合理的组合,有目的的降低单响药量,从而使其控制在设计要求之内,实现减震的效果。
其次,在确保爆破效果的前提下,选择合理的微差间隔时间,将爆破分为若干段,确保周围建筑物的安全。微差间隔时间的选择需要考虑岩石性质、孔网参数、装药量、爆破目的以及爆破网路的安全性。在本工程中,爆破孔中装有13段雷管,微差间隔时间设置为50ms,最终取得了较好的减震效果。
另外,注意爆破的顺序和方式,避免形成闷炮,减少震动带来的影响,一般可以通过掏槽首先创造良好的自有空间,然后沿着自由面顺序起爆,能够减少对后排炮孔产生的阻挡。
2爆破安全与环境保护
飞石防护
地铁中间风井爆破产生的飞石对外部环境产生的影响主要由爆破点在井内深度以及防护工作质量决定。为了保证爆破安全,应该采取严密的防护措施,常用的措施主要有以下几种:
(1)井边遮棚式防护。在井壁边缘,尤其是临建筑物一侧,搭设用脚手架作支架的防护棚架,片面利用建筑尼龙网以及双层竹芭进行搭接,不留空档。
(2)井口钢筋网盖板防护。通过钢筋网制作井口盖板,在爆破前将钢筋网吊放到井口上,然后在其上面铺设竹排。
(3)井内爆破防护。在风井内所有爆破孔装填完炸药之后,首先在爆破岩石面铺设一层砂包,然后再砂包顶面通过钢筋网交错密铺,最后再铺设一层砂包。
爆破安全警戒距离
风井爆破经过防护之后,爆破飞石的警戒距离应该设置在50m以上,爆破过程中,应该暂时周边交通,并让行人退到安全警戒范围之外。
爆破管理
首先,在进行强噪声作业时,应该对作业时间进行严格的控制,在每天22:00至第二天7:00之间应该停止强噪声作业。如果有特殊情况需要在夜间施工,应该尽量降低噪声,并与建设单位沟共同到建委审批,经批准之后才能进行施工,同时需要找到当地居民协调,求得群众谅解。
其次,在进行地铁风井爆破施工的过程中,如果发生安全事故,应该立即启动相应的应急处置方案。
第三,在进行爆破施工的过程中,如果炸药与雷管出现哑炮的情况,并且没有专业的爆破人员进行处理时,其它所有人绝对禁止进入到危险区内进行救援活动,避免发生二次爆炸伤害事故。在爆破施工现场,必须有爆破专家指挥,首先需要排除爆炸危险可能性,保证救援工作的安全性。
爆破施工方案【第二篇】
关键词 水电站;混凝土围堰;爆破拆除
一、水电站混凝土围堰爆破拆除的概念及工艺的发展
水电站混凝土围堰拆除是水电站工程建设中一道重要的工序。水电站混凝土围堰的岩坎、混凝土或土石围堰中的心墙等经常要采用爆破的方式进行拆除。爆破拆除是一种风险大且具高科技含量的爆破工程,其特点和难度表现为:①大多数围堰要求一次性爆破拆除完毕,因此必须要对炸药布点进行详细设计。②围堰爆破拆除之后的爆渣要便于冲带和挖除,不能留有隐患。③炸药的使用量要严格控制,施工工序及方案论证要落到实处,要确保邻近围堰以及水电站各种建筑物及结构物的安全。
二、水电站混凝土围堰爆破拆除工艺的发展及实践
在我国,各级施工单位及设计单位在围堰爆破拆除方面做了许多开创性的工作。在水电站施工中,长江水利委员会长江科学院最早将导爆管接力网路起爆的开发及研究应用于深孔台阶与保护层的开挖。而后又对导爆管接力网路的可靠度与延时特性进行研究开发,提出孔內用高段位雷管,接力用低段位雷管,以及联网操作规程等设计与操作原则,使导爆管接力起爆系统的理论与实践更趋于安全可靠。
2006年,工程工程三期碾压混凝土围堰采用硐室爆破定向倾倒,这一创新的成果,标志着我国围堰爆破拆除和水下爆破技术又提升到一个新的平台。目前我国爆破拆除的水电站混凝土围堰及船坞岩坎已超过百座,而由长江科学院完成的将近60余座。由此可知,水电站混凝土围堰爆破拆除技术并不是一项单一技术,而是一项团队合作的结果。
三、案例论证水电站混凝土围堰爆破拆除技术应用
某水利枢纽三期上游碾压混凝土围堰于2006年6月6日16时进行爆破拆除,实际总装药量吨,爆破总延期时间秒,共分961段,爆破总方量万m3,爆破拆除取得成功。本次拆除爆破规模、爆破难度和重要性在国内堰拆除史上均无先例。本文就一这一典型案例进行分析,对水电站混凝土围堰的爆破拆除技术应用及流程设计进行要点分析。
1、工程基础资料收集
在进行水电站混凝土围堰爆破拆除之前,必须要对水电站的工程设计参数及目前的施工状态进行资料收集。详尽的资料收集能够表明爆破施工时的各工作面,只有针对各工作面的情况进行充分的考量和论证,才能最终确认爆破需要的各项参数及指标。一旦其中一项指标缺乏收集和考虑,往往会造成工程隐患甚至是灾难性的后果。基础资料收集一半包括:①需要爆破拆除的围堰设计指标;②运行水位数据及水文资料;③围堰的结构设计形式;④其他邻近建筑物的施工面貌及进度计划。
例如工程工程爆破拆除的时候,基础资料情况如下:
①工程三期上游碾压混凝土围堰和下游土石围堰与纵向混凝土围堰共同形成三期基坑,三期横向碾压混凝土围堰与纵向围堰及其以左的大坝共同挡水,水位135m,拦蓄库容124亿m3,用以保障永久船闸通航和左岸电站发电。原设计挡水位,保堰水位,爆破拆除时围堰按不超过139m水位运行。
②三期上游碾压混凝土围堰平行于大坝布置,横向围堰轴线位于大坝轴线上游114m,其右侧与右岸白岩尖山体相接,左侧与混凝土纵向围堰上纵堰内段相连。横向围堰轴线总长,从右至左分为右岸坡段(2号~5号堰块,长)、河床段(6号~15号堰块,长380m)和左接头段(长60m);纵向围堰上纵堰内段轴线总长122m。
③三期碾压混凝土围堰为重力式结构,堰顶宽度8m,堰体最大高度121m。迎水面高程70m以上为垂直坡,高程70m以下为
1:的边坡;背水面高程130m以上为垂直坡,高程130m至50m为1:的台阶边坡,其下为平台。
④由于左岸电站14台机组全部投产发电,大坝全线挡水运行,右岸电站厂房正在紧张施工之中,堰前挡水水位为高程135m。因此,要求拆除爆破施工必须确保大坝、电站厂房及其他重要设施的安全。
2、爆破拆除规模及参数确认
在进行爆破拆除方案设计之前,必须收集详细的基础资料,根据工程施工需要确认爆破拆除的范围及高程,才能根据技术要求拟定初步的爆破拆除设计方案。而初步设计方案需要进行严格的论证,并根据施工的进度情况进行调整。为确保爆破不对大坝等建筑物的影响,还要对爆破震动、水击波、飞石等进行严格控制。特别是大型的水电站施工建设,经常由于各种原因导致各个工作面的停滞,使得到实际爆破施工的时候,工作面情况已经与原先收集的资料不符合,因此必须进行细部调整,做出最切合实际情况的爆破拆除方案。
案例中,工程的围堰爆破施工是为了满足工程右岸电站12台机组投产发电的要求,三期上游围堰需拆除至110m高程,拆除高度为30m(从高程140m~110m);经水力学模型试验,围堰拆除范围为:右岸5号堰块,长40m;河床段6号~15号堰块,长380m;左连接段,长60m,拆除总长度为480m。其初定的爆破拆除方案主要由以下几点构成:
①根据围堰结构特点和堰前水下地形,经充分论证,三期RCC围堰爆破拆除方案为:河床段(7#~15#堰块)采用倾倒爆破,右岸坡段5#堰块和左连接段采用钻孔爆破方案,6#堰块采用倾倒与钻孔爆破相结合的方案。
②倾倒爆破部分利用修建围堰时预留的药室和炮孔进行装药,在6#~15#堰块共预埋药室354个,其中1#药室178个,2#药室78个,3#药室98个;1#、2#、3#单个药室设计装药量分别为60kg、690kg、160kg。在高程处预埋有376个断裂孔。
③为减小堰块触地产生的振动,以每一个堰块作为倾倒单元(其中15#、14#堰块为一个倾倒单元),并在每个堰块分界处布置了一排切割孔,共布置8列切割缝。
④爆破震动的控制措施:严格控制爆破单响药量,并采用目前世界上最先进的数码雷管,对爆破段与段之间的时差进行精确控制。本次爆破共使用数码雷管2506发,这也是首次将数码雷管应用到国内爆破工程中,一次使用的规模处于世界领先水平。
⑤爆破水击波的控制措施:除严格控制爆破单响药量、加强堵塞质量、对在水中的导爆索进行覆盖外,还在大坝前布设了一道气泡帷幕,对水击波进行削减,从而确保大坝、闸门等建筑物的安全。
⑥爆破总的起爆顺序为:左连接段深孔爆破15#~6#倾倒爆破5#~6#深孔爆破;一次爆破的延期时间、分段数为国内之最。
3、爆破方案的前期工作及研究论证
在完成爆破拆除方案的初步设计之后,需要进行爆破施工的前期准备工作,而且要在准备工作中,以小规模试验方式进行研究论证,以便对方案进行调整。
工程围堰爆破施工中,设计院与施工单位对拆除爆破方案进行了研究,最终的爆破拆除施工方案做出以下调整:①河床段(6~15#堰块)推荐采用爆破倾倒方案、三期上游围堰已建部分(右岸坡段、左连接段)采取钻孔爆破方案。②三期碾压混凝土围堰在浇筑时预留爆破药室和断裂孔。③对工程碾压混凝土横向围堰倾倒爆破拆除方案进行试验研究工作,研究内容包括爆破器材及起爆网络可靠性试验、爆破地震效应研究、定向倾倒可能性及触地震动研究等。④由设计单位及爆破研究中心在爆破中心试验场进行1∶100围堰模型倾倒试验和1∶10围堰模型倾倒和混凝土试块爆破试验,收集定向倾倒数据及涌浪高度,以确认爆破的涌浪爬高是否会对周围的水工建筑物及临近围堰造成影响。⑤由设计编制最终的爆破拆除研究报告,对火工材料选型、安全允许标准、爆破震动及水击波、爆破涌浪影响、安全防护等进行最终确认,在实施前主持召开专家论证会,继续完善该方案。
4、爆破施工及实际效果考量
起爆指令发出后,停留了约30秒第1孔才开始起爆。实测爆破震动、水击波、涌流、动应变、压水等项目的监测成果表明:爆破没有对大坝等周围建筑物产生不利影响。从围堰爆破的整体效果来看:爆破设计思路、爆破参数、起爆网路等设计都是合理的。
四、结束语
水电站混凝土围堰的爆破施工,是一项技术难度大、技术水平要求较高的施工作业,但是由于其爆破部分为后施工构造物,因此在施工前如果能落实相应的预留措施,则可以较快实施,特别是在围堰混凝土砌筑时,预留充足的爆破口和潜室,这种与水工建筑充分结合的爆破预留设计,已经成为最新的技术应用趋势。设计人员应在大量的实践基础上加强理论学习,才能将水电站混凝土爆破施工应用技术的发展推向一个更高的台阶。
参考文献
[1]檀志新。龙开口水电站混凝土围堰爆破设计[J].江淮水利科技,2011年06期
[2]蒋键。云南田坝电站尾水闸前水下混凝土围堰拆除爆破[J].云南水力发电,1997年03期
作者简介:
爆破施工方案【第三篇】
关键词:爆破振速、钻爆设计、萨道夫斯基公式
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
1工程概况
青岛市地铁一期工程(3号线)土建03标,起于太平角公园内,线路基本延香港路布置,标段尾止于延安三路与香港中路交叉口沿香港中路以东约600m。
太延区间正线往太平角公园站方向下穿多栋建筑物,区间沿线两侧建筑物较多。区间下穿房屋段线路长度约(按单线长度计),分别下穿伊美尔整形医院、青岛市商业总公司(如家快捷酒店太平角店)、湛山路3号民房(济军一疗理发店)、第一疗养院口腔科。隧道拱顶距建筑物基础距离在,建筑物基础均为毛石条形基础。下穿房屋段区间所处地层由上至下分别为:强风化、中风化和微风化花岗岩层。工作区内的地下水类型按赋存方式主要为:第四系松散堆积层孔隙水,基岩裂隙水。
2.钻爆设计原则
根据工程实际、工程要求、地质地形条件和地表建筑物分布情况,确定设计原则为:
(1)确保地面建筑物、市政管线和现场施工人员的安全。设计方案要进行爆破振动安全计算,要严格按照《爆破安全规程》GB6722-2003进行设计和施工,要有具体的安全施工措施。
(2)采用联合布置大直径中空孔,台阶分部开挖、预裂爆破等方法尽可能多的创造爆破临空面,有效降低爆破振动对保护目标的有害影响。
(3)通过降低掘进进尺、增加钻眼数量,控制爆破规模等措施,控制单孔装药量和最大单段起爆药量,使有限的装药量均匀地分布在被爆岩体中,从而将地面控制点的爆破振动速度控制在2cm/s以内。
(4)根据隧道所处围岩比较坚硬的特点,采用横分纵错一次起爆分部延时爆破技术。也就是将隧道的横断面分成若干部分,各部分之间大时差孔外延时,每一部分内毫秒延时,一次点火起爆。通过将各部分在纵向错开一定距离来增加有效临空面,提高孔外延时爆破的可靠性。对软弱岩层采用缩短错开距离,及时支护等手段,保证顶板安全。
(5)对设计确定的钻爆参数进行现场爆破试验和爆破振动监测,以取得合理的爆破参数。爆破参数应根据地质地形条件、地面建筑物、地下管线、保护岩柱的具体情况,结合爆破振动监测结果,适时调整、动态管理。
(6)根据隧道埋深、围岩地质、爆破振动控制要求以及爆心与建筑物基础的空间关系等情况,对钻爆设计与爆破施工进行分级管理。本设计将隧道左右线里程K4+~K4+980开挖段分为一级爆区和二级爆区两个爆区。其中,一级爆区是指隧道下穿建筑,且隧道拱顶距建筑物基础的最小距离小于10m或隧道围岩级别为Ⅳ、Ⅴ级的爆破区域。二级爆区是指隧道不下穿建筑物,隧道拱顶距建筑物基础的最小距离大于10m且围岩级别为Ⅰ~Ⅲ级的爆破区域。在本设计中,一级爆区的里程范围包括,左线K4+~K4+980,右线K4+~K4+958。该区段下穿主要建筑物有,伊美尔整形医院、青岛疗养区供应公司(如家快捷酒店)、湛山路3号民房、济军一疗理发店和济军第一疗养院口腔科。隧道断面类型有A4、C1、A2、A3。二级爆区的里程范围包括,右线K4+958~K4+980。该区段没有下穿建筑物,隧道断面类型为A10。针对不同的爆区和断面,采用不同的钻爆设计。
3 爆破振动对地面建筑物的安全验算
目前我国对地面建筑物的爆破振动判据,采用保护对象所在地质点峰值振动速度和主振频率。安全允许标准如表4-1。本工程所用浅孔爆破的主振频率在40Hz~100Hz之间。
表4-1 爆破振动安全允许标准
根据表4-1选取建筑物安全允许振速时,应综合考虑建筑物的重要性、建筑质量、新旧程度、自振频率、地基条件等因素。 对于省级以上(含省级)重点保护古建筑与古迹的安全允许振速,应经专家论证选取,并报相应文物管理部门批准。对于非挡水新浇大体积混凝土的安全充许振速,可按表4-1给出的上限值选取。
(1)一级爆区振动验算
一级爆区的上方建筑物有伊美尔整形医院、青岛疗养区供应公司(如家快捷酒店)、湛山路3号民房、济军一疗理发店和济军第一疗养院口腔科。其中,伊美尔整形医院和如家酒店建于2004年,砖混结构,毛条石基础。隧道拱顶至该建筑物基础底部最小距离为5m。湛山路3号民房、济军一疗理发店和济军第一疗养院口腔科,建于上世纪四五十年代,建筑物结构老化严重,抗振能力较差。一级爆区上部地层包括素填土、粉质粘土、强风化花岗岩、中风化花岗岩和微风化花岗岩。以中风化花岗岩计算,取K=200,α=。根据工程经验,掏槽爆破时产生的振动最大。对于一级爆区,5种爆破方案中掏槽眼单段最大起爆药量Qmax = ,爆心距如家酒店基础底部最小距离约为。根据萨道夫斯基公式得出爆破振速为:
V=K(Q1/3/R)α=200( )=/s
式中 K-场地系数
α-衰减系数
Q-单段最大装药量
R-测点与爆破位置距离
对于一级爆区,5种爆破方案中掏槽眼单段最大起爆药量Qmax = ,爆心距湛山路3号民房和济军一疗理发店基础底部最小距离约为。根据萨道夫斯基公式得出爆破振速为:
V=K(Q1/3/R)α=200×( )=/s
一级爆区的5种爆破方案对地面建筑物产生的振动均小于2 cm/s,符合《爆破安全规程》的振动控制要求。
(2)二级爆区振动验算
二级爆区隧道拱顶距最近建筑物基础的最小距离距离最小为14m,地质主要为微风化和中风化花岗岩。济军第一疗养院口腔科为上世纪五十年代砖混结构、毛石条基础。本工程的场地系数按K=150,α=。根据工程经验,掏槽爆破对地表质点振动最大。本设计方案A掏槽最大单段起爆药量Qmax = ,爆心距离建筑物基础最小距离为16m。根据萨道夫斯基公式得出爆破振速为:
V=K(Q1/3/R)α=150( )=/s
爆破方案B掏槽最大单段起爆药量Qmax = ,爆心距离建筑物基础最小距离为16m。根据萨道夫斯基公式得出爆破振速为:
V=K(Q1/3/R)α=150( )1. 5=/s
二级爆区的A、B两套爆破方案对地面建筑物产生的振动均小于2 cm/s,符合《爆破安全规程》的振动控制要求。
参考文献
[1]《青岛市地铁一期工程(3号线)施工设计技术要求》(试行版)2010年6月。
[2]青岛市地铁一期工程(3号线)施工图设计第4篇区间工程,第五册太平角公园站~湛山站区间,第二分册《区间主体结构及杂散电流防护设计图》。
[3]《青岛市地铁一期工程(3号线)施工设计文件编制统一规定》(试行版),北京城建设计研究总院。
[4]《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)。
[5]《锚杆喷射混凝土支护规范》(GB50086-2001)。
[6]《爆破安全规程》(GB6722-2003)。
爆破施工方案【第四篇】
关键词:倒悬危岩;边坡处理;技术经济效果分析
中图分类号:+3 文献标识码:A
0 引言
S306省道为四川省10条横向省级干线之一,起于乐山,经峨眉、新场、峨边、金口河、乌斯河,到汉源。其中“金口河~乌斯河”段(简称金乌公路段)的金乌公路曾于2000年~2003年进行改建,于2003年底建成,该段公路部分路段位于枕头坝一级水电站库区,既是电站左岸交通道路,同时又是连接金口河区、汉源县的重要交通线,枕头坝一级水电站建成蓄水后,该段公路将被淹没。
按照2006年国务院令第471号公布的“三原原则”(原规模、原标准或者恢复原功能)以及水电站重大件运输要求,同时结合《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)、《铁路设计规范》(TB10003-2005)的相关要求,复建S306公路采用的主要技术标准为:二级公路;设计速度40km/h;路基宽;沥青混凝土路面;新建桥梁、涵洞荷载等级为公路Ⅰ级;地震基本烈度为Ⅶ度;改扩建隧道建筑限界为×。
1工程概况
S306线淹没复建公路工程K13段工程位于高山峡谷地区,公路边坡高,且坡度陡,局部倒悬直立。裂隙特别是卸荷裂隙较为发育,危石、危岩体普遍存在。且具有分布位置高,体积大,施工安全问题突出。另外,在玄武岩地区边坡开挖过程中,由于玄武岩本身具有裂隙发育的特点,边坡开挖后,坡面与缓倾角裂隙面组合多构成新的危岩体,而且具有分布位置高,体积大,危岩稳定性差。
S306复建公路桩号K12+967~K13+80m段内侧边坡,涉及高程630~710m,自然坡度70~85°,局部倒悬、直立,在710m高程上有一个宽缓平台,覆盖层厚1~2m,为崩塌堆积、坡残物堆积混合物,即碎石、块石夹粘土,结构松散。该段边坡为岩石边坡,地层岩性为震旦系上统灯影组浅灰色、灰白色渣状白云岩、渗流豆状白云岩和藻纹层厚层、中厚层白云岩,岩层产状为N45°W/NE∠8°~12°,向山体内侧倾斜。卸荷裂隙比较发育,其中,主要裂隙有两组:①N35°W/SW∠75°,宽~,延伸长10~15m,切割深35~40m,无充填,具有外宽内窄逐渐变小的趋势;②N75°W/SW∠75°,宽~,延伸长3~5m,切割深5~10m。
边坡由于岩体裂隙与层面组合,有三种形式的危岩体分布:1)深层危岩体分布于桩号:K13+008~K13+050m,EL637~670m段,宽5~6m,裂隙张开宽度2~5cm,涉及范围10~20m,下部岩体已经脱空,边坡已形成倒悬,危岩稳定性差;2)浅层危岩体分布于K12+967~K13+005m,EL630~660m段:宽~,裂隙张开1~4cm,涉及范围6~12m,与母体危岩大部分分离,危岩稳定性差;3)危岩体当下部岩体脱空后形成“太阳帽”分布于K13+008~K13+080m,EL635m段,层状岩体仅靠悬臂支撑,岩体受长期风化变形脱落,发生掉块。
总之,K13处悬体规模较大且后缘边界拉裂明显,临空条件较好,稳定性差,失稳塌方的可能性较大,施工期和运行期安全隐患大。
K13处边坡状态如图1所示。
图1边坡深层危岩体
2 处理方案
爆理方案
方案设计
S306复建公路桩号K12+967~K13+080m段边坡处理方案设计如下:
K12+967~K13+008m段浅层危岩体采用锚喷支护进行处理,锚杆采用Φ25、L=砂浆锚杆,间排距2m×2m,挂Φ@200×200mm钢筋网,喷10cm厚C20混凝土。
K13+008~K13+050m段深层危岩体采取微振爆破钻爆清除处理,使边坡达到平整和稳定;若爆破边坡不够完整有碎石则喷C20混凝土防护。
K13+050~K13+080m段危岩体下部脱空部分进行挂网喷锚封闭,防止岩体继续风化变形。锚杆采用Φ25、L=6m砂浆锚杆,间排距2m×2m,垂直脱空坡面布置,挂Φ@200×200mm钢筋网,喷10cm厚C20混凝土。方案具体布置如图2所示。
图2S306线K13处爆理方案图3S306线K13处支撑墙锚索支护方案
微振爆破钻爆施工方法
根据相关规范和设计图要求,路堑边坡爆破设计规定爆破振速控制在5 cm/s以内。依据《爆破安全规程》,可以初步计算边坡开挖爆破炸药安全用量。在确保既有成昆线隧道二次衬砌爆破振速不大于5cm/s的条件下,根据与成昆线的距离计算得出危岩高边坡开挖时的每段别最大齐爆炸药用量。
目前使用的导爆管为非电起爆系统中的毫秒雷管1—7段,其间隔时间小于50 ms;而7段之后,段与段起爆间隔大于50 ms。对于边坡爆破,实际爆破表明起爆间隔大于50 ms,爆破振动基本不叠加。鉴于此,现场爆破时采用分段起爆、跳段起爆,保证同一段别雷管同时起爆炸药用量均在安全用药量范围以内。
石方路堑开挖施工时,首先利用人工清理坡顶平台边缘处危石及开挖岩石覆土层,然后根据土方剥离后的岩石地形、地质条件、设计开挖高度及周边环境因素等,确定石方路堑开挖爆破具体施工方案。
1)由于倒悬危岩边坡开挖高度为达50m,因此,深孔相结合的爆破施工方法:采用潜孔钻钻孔,进行深孔爆破,按10m分台阶。
2)为确保边坡的平整和稳定,对于这种节理裂隙发育地段的危岩边坡可采用预裂爆破开挖成型边坡。为获得良好的光面效果,宜采用低密度,低爆速,高体积威力大的炸药,以减少炸药爆轰波的破碎作用和延长爆破气体的膨胀作用时间,使爆破作用呈静态状态。石质边坡及路堑最底层预留厚度,采用手风钻造孔、按保护层方式开挖。
3)施工前,对该段周边的地面、空中、地下结构物类型、结构、完好程度及爆区地质、地形进行详细的调查,并通过爆破试验确定爆破参数。
4)施爆过程中,根据具体情况调整药量和布孔参数,保证良好的堵塞质量,结合微差及压碴爆破,保证岩石产生破碎,并有效控制抛掷。
支撑墙锚索支护方案
方案设计
S306复建公路桩号K12+967~K13+080m段边坡处理方案设计如下:
K12+967~K13+008m段浅层危岩体采用锚喷支护进行处理,锚杆采用Φ25、L=砂浆锚杆,间排距2m×2m,挂Φ@200×200mm钢筋网,喷10cm厚C20混凝土。
K13+008~K13+050m段深层危岩体采用锚索进行加固处理。锚索采用P=900KN、L=30m无粘结预应力锚索,锚索中心间距6m,锚索轴线方向与水平线呈15度角;下部岩体已经脱空形成倒悬的部分采用C35钢筋混混凝土支撑墙进行支撑,支撑墙的厚度为(裂隙口处),高度根据倒悬高度调整,并与边坡间采用Φ25、L=3m砂浆锚杆,间排距1m×1m,支撑墙两端各设置5m过渡段;此时由于原路基宽度不够,为保持原有效路面宽度,内侧边沟改为排水管,路面外移,再根据现有路基宽度调整两侧路肩宽度。
K13+028~K13+080m段危岩体下部脱空部分进行挂网喷锚封闭,防止岩体继续风化变形。锚杆采用Φ25、L=6m砂浆锚杆,间排距2m×2m,垂直脱空坡面布置,挂Φ@200×200mm钢筋网,喷10cm厚C20混凝土。方案具体布置如图3所示。
支撑墙锚索支护施工方法
边坡支护施工顺序应采用先支撑墙后锚索,且支撑墙施工后达到一定强度才可进行锚索施工。支撑墙施工时应除去支撑面岩石松散覆土层,平整岩石支撑面,尽可能使支持墙坐落在平整的基岩上。清理坡面及坡顶平台边缘处危石后,根据各工点工程立面图,按设计要求,将锚孔位置准确测放在坡面上。如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时,需经设计监理单位认可,在确保坡体稳定和结构安全的前提下,可对锚索位置进行适当调整。依据预应力锚索施工相应规范进行施工,确定边坡锚索支护施工方案。
1、根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备;在锚孔钻进施工时,搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架,根据坡面测放孔位,准确安装固定钻机。
2、钻孔要求干钻,禁止采用水钻,以确保锚索施工不致于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能;钻进过程中对每个孔的地层变化,钻进状态(钻压、钻速)、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录;钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。
3、钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞,必须清理干净,以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度;锚孔钻造结束后,须经现场监理检验合格后,方可进行下道工序。
4、安装锚索体前,要确保每根钢绞线顺直,不扭不叉,排列均匀,除锈、除油污,对有死弯、机械损伤及锈坑处剔出;认真核对锚孔编号,用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度,计算孔内锚索长度,确保锚固长度。
5、锚固注浆采用水泥砂浆,经试验比选后确定施工配合比;通过现场张拉试验,确定张拉锁定工艺,锚索的张拉及锁定分级进行,严格按照操作规程执行。
3 技术经济分析
技术指标分析
爆理方案,利用微振爆破钻爆施工方法对边坡上的节理裂隙发育的倒悬危岩进行清除,可采用预裂爆破开挖成型边坡,且可通过选择合适炸药种类及药量,可获得良好的光面效果,此外这种方案效率高,施工工序较少,施工难度较小。然而,边坡爆破施工工艺及控制不合理,可能引发新裂隙的产生,存在一定风险,且爆破后的石方落在路面上,造成道路短时间中断,影响保通,此外此方案涉及到坡顶征地及与铁路等各部门协商等相关问题。
支撑墙锚索支护方案,采用下部支撑墙支撑以及上部锚索锚固,使倒悬危岩达到稳固的支护方案,该方案没有涉及到边坡开挖,对边坡的扰动较小,因而不会引起新裂隙,施工风险较小,且不涉及到征地及与铁路部门协商等问题。然而,支撑墙需占据部分路基,使原路基宽度不够,形成狭窄路段影响公路的运行速度及安全,并且此方案施工工序较多,效率较低,此外在50m高的倒悬危岩边坡上进行锚索施工,施工难度较大。
经济指标分析
两方案的主要工程量及造价如下表所示。
表1K13处倒悬危岩边坡处理两方案主要工程量及造价对比表
项目 规格 单位 单价(元) 主要工程量 备注
爆破方案 支护方案
开挖石方 石方 m3 17693
φ25砂浆锚杆 L= 根 390
L= 根 285 285
L= 根 32 48
900 kN无粘结锚索 L=30m 根 56
Φ钢筋网 200×200mm kg 3400 3660
C20混凝土防护 厚10cm m3 130(393) 142 爆破边坡较破碎取括号内值
支撑墙 C35钢筋砼 m3 904
预算建安费(万元) () 爆破涉及征地的费用未计入
总结
经以上分析比较,各方案优缺点如下:
1、爆理方案。优点:施工工序较少,效率较高,施工难度较小,造价较低;缺点:存在一定风险,影响保通,涉及征地、与各部门协商等问题。
2、支撑墙锚索支护方案。优点:施工风险较小,不涉及征地、与各部门协商等问题;缺点:出现狭窄路段影响公路运营,施工工序较多,效率较低,施工难度较大,造价较高。
4 结语
通过以上分析可以看出,两种方案都有各自的优缺点,在工程实际使用过程中需要根据工程所在地的具体情况(地质条件、水文条件、道路通行状况、)经技术经济比较分析后采用。但是无论采用何种处理方案,都必须在经过了安全论证后才可以使用。
参考文献
[1]李伟,闵青红.近距离高陡边坡爆破方案及安全措施[J].江西水利科技,
[2]赵福滨,郝江南.预应力锚索在某高陡软质岩边坡永久性支护中的应用[J]. 技术交流
[3]蔡美峰,乔兰,李长洪,等.深凹露天矿高陡边坡稳定性分析与设计优化[J]. 北京科技大学学报,
作者简介:
陈志峰(1983-),男,汉族,河南洛阳人,工程师,本科,研究方向:水利水电工程(道路与桥梁方向)