静态爆破专项施工方案

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一、工程概况

本次整治的边坡所在地隶属于深圳市宝安区，位于第二所东南侧。边坡中心点深圳坐标：X=24940  Y=113329。坡上为南坪快速公路，坡下为深圳市第二所，边坡总长约47m，平面上呈直线展布，最大坡高24m，最小坡高22m，坡宽7～12m，倾向为3100，坡面基岩裸露。根据现场勘察，边坡系人工开挖形成，高度大，坡度陡，尚未进行有效支护，现阶段局部地段坡面仅采取植树绿化应急防范措施，边坡一带尚未建立系统的截排水设施。虽然边坡为岩质坡，整体稳定性较好，但坡面较大范围岩石裸露，已发生1处微至小型崩塌，坡下为深圳市第二所，人员较多，边坡存在较大的安全隐患，且破坏后果严重。

二、编制依据

1、南坪快速路牛咀大桥旁边坡加固工程招标文件；

2、深圳市勘察测绘院有限公司《深圳市第二所东南侧边坡地质灾害治理工程勘察报告》（2010年7月）；

3、北京市市政工程设计研究总院《南坪快速路牛咀大桥旁边坡加固工程施工图设计》（2010年7月）；

4、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）

5、国内其他现行有关的技术标准、技术规范和其他有关规定。

三、编制原则

    1．遵循招标文件条款的原则，在编制施工组织设计文字说明及图表中，严格按照招标文件的规定，做到统一标准、规范编制。

    2．遵循设计文件和规范验收的原则，在编写主要项目施工方法中，严格按照设计要求执行现行施工规范和验收标准，正确组织施工，确保工程的质量、进度。

    3．坚持实事求是，一切从实际出发的原则，在制定施工方案中，根据本公司施工能力、经济实力、技术水平，坚持科学组织，合理安排，均衡生产，平行作业，确保高速度、高质量、高效率完成南坪快速路牛咀大桥旁边坡加固工程建设。

    4．坚持施工全过程严格管理的原则，在工序施工中，按设计施工，并严格执行监理工程师的指令，尊重监理意见，严格管理。

5．坚持专业化作业与综合管理相结合的原则，在施工组织方面，以专业队为基础作业形式，充分发挥专业人员和专用设备的优势，同时采取综合管理手段，合理调配，以达到整体优化的目的。

四、施工准备阶段主要工作

1、测量放样

根据设计图纸给的坐标，将施工范围的边线放出来

2、清除现状坡面植物

   本工程现状坡面山体植被茂盛，以乔木和灌木为主，覆盖率约为50%。需清除面积约为1092平方米。由于施工现场场地狭小，机械施工受，故本工程采用人工除草。割草顺序自上而下，自北向南除草，杂草人工拖到附近空旷处堆放。

五、主要施工方法

受现场施工条件，本项目石方工程采用静态爆破作业配合人工进行施工。

1、静态爆破原理

无声破碎剂是通过与水反应，形成固相体积增大的结晶，结晶生长力对孔壁施加压缩应力，当与压缩应力成垂直方向的张拉应力超过了脆性物体的极限强度时，物体发生龟裂，随着无声破碎剂的膨胀压不断增长，被破碎物体的裂缝不断扩大，直到破碎。常规施工方法是将无声破碎剂用水拌成浆体，填充在混凝土和岩石钻孔中，在常温下可产生30Mpa以上的膨胀压，经6 h～24 h将混凝土构筑物或岩石破碎。因无声破碎剂在施工时，无震动、噪音、毒气，加上不是危险品，所以便于运输、保管、使用，安全方便。

2、静态爆破施工方法

   2.1施工流程

无声破碎剂的施工流程为：钻孔破碎设计→在岩石上钻孔→将无声破碎剂与水搅拌成浆→往孔中灌浆→岩石开裂→清理破碎碎屑。

2.2钻孔破碎的设计

    岩石的破碎设计首先要了解山体的地质构造、岩质、节理发育状况(倾斜角度)，岩石的抗压强度和抗拉强度，然后确定破碎时的最小抵抗线形W、孔距a和排距b、孔径D、孔深L、钻孔方向和钻孔布置。根据施工取得的经验，各种参数一般估计值如下：

    1、最小抵抗线形W

    最小抵抗线应根据岩石的形状、节理、钻孔孔径和要求破碎的块度等因素来确定，一般取值为：

    破碎软质岩石：W=40 cm～60 cm，

破碎中、硬质岩石：W=25 cm～40 cm。

边坡岩体为燕山期花岗岩，属于中、硬质岩石，所以取W=35cm

    2、孔距a和排距b

    岩石破碎块度较小时，W、a、b均取小值，相反，取大值，一般取值为：

    破碎软质岩石：a=40 cm-60 cm，

    破碎中、硬质岩石：a=30 cm-50 cm。

排距b应根据岩体的自由面多少决定，自由面多，b取较大值，反之，b取较小值。多排孔分次破碎时，b一般等于(0.6-0.9)a。多排孔宜采用梅花形布孔。

边坡岩体为燕山期花岗岩，属于中、硬质岩石，所以取a=40cm，b=0.8a=32cm

    3、孔径D

孔径是决定无声破碎剂破碎效率的重要因素。孔径D较大，无声破碎剂装药量多，产生的膨胀压较大，其破碎效果较高。但由于无声破碎剂水化同时放出热量，当内部蓄热状态达100℃时，无声破碎剂浆体中未水化的水分就会沸腾，产生蒸汽压，从而把无声破碎剂浆体喷出来。所以，最大孔径D主要取决于无声破碎剂浆体是否喷出来。一般孔径不宜小于20mm，但不宜大于50 mm，取D=40mm。

4、孔深L

    孔深大小主要取决于破碎面的高度(H)和岩石的约束程度。无声破碎剂浆体填满钻孔时，由于孔底部分发生裂纹较困难，所以，如在冬季施工，最大孔径D可以适当放宽。当设计破碎面为岩石的节理面或断裂面时：

L=(O.90-1.05)H。(H为设计破碎高度)

对于岩体节理面不清楚时，除创造人工自由面外，由于无声破碎剂对孔底部分破坏困难，孔深要比设计破碎深度大5％Hcm。相反，对于孤石破碎，因它四面凌空，L可为H的80％左右。

    5、钻孔方向

    钻孔方向应与岩体的节理方向互相垂直，其破碎效果最好。

    一般来说，尽可能钻垂直孔，钻孔施工和填充无声破碎剂浆体方便简单。如岩石节理不清楚，则要破碎面上打水平孔或斜孔、再打垂直孔，分段切割或破碎，可达到最佳破碎效果。

    6、钻孔布置

    1)孤石：根据孤石的大小、形状和破碎块度，来调节无声破碎剂用量。取值一般为：D=30 mm-50 mm，a=40 cm-60 cm，L=80％H。

    2)岩石切割：在有节理情况下，钻孔方向要与节理面垂直；对于远离自由面的应采取梅花形及在岩石破碎面的上面和侧面同时钻孔的形式进行破碎。在无节理面或节理面不清楚时，要在预定破碎面上钻水平孔，创造人工自由面，方可奏效。取值一般为：D=30mm-40 mm，n=20cm-40 cm，L=(1.0-1.05)H。

    3)钻孔位置与裂纹形状：岩石钻孔灌入无声破碎剂浆体后，裂纹一般是按邻接近的孔首先联成线。

 4)孔距与孔径的关系：在一般情况下，孔距与孔径之比为10倍左右。

2.3钻孔

根据钻孔破碎设计确定的相关参数在岩石上用空压机进行钻孔

2.4拌浆、灌浆

1、无声破碎剂型号的选择

在施工中，要根据施工期间的气温或工作环境温度选择无声破碎剂型号，见表1。

表1  无声破碎剂型号和使用范围

结合本工程的施工时间，选用无声破碎剂I型。

2、 无声破碎剂使用量估算方法

   根据试验测得无声破碎剂的比重和每立方米浆体中无声破碎剂重量K，见表2。

表2 无声破碎剂比重及浆体容重

式中：Q——每米钻孔的无声破碎剂理论用量，kg/m3；

      R——钻孔半径，m；

      L——钻孔深度，m，L=1．0 m；

      K——每立方米无声破碎剂浆体中无声破碎剂用量，kg/m3

当钻孔直径不同和使用无声破碎剂型号不同时，可算出每米钻孔的无声破碎剂使用量，见表3。

    无声破碎剂——I、Ⅱ：

    Q=3．14×R2×1×1 540=4838.0×R2(kg/m)。

    无声破碎剂——Ⅲ、Ⅳ：

    Q=3．14×R2×1×1 650=5183.×R2(kg/m)。

表3  每m钻孔的无声破碎剂使用量表

    无声破碎剂是用塑料袋包装的，只要不受潮，存放一年左右不会变质。在现场可用如下商观试验法鉴别：取200 g无声破碎剂与60ml水拌成浆体，灌入100ml玻璃瓶中，在相应温度下，经8 h～24 h玻璃瓶破裂，则此无声破碎剂没有失效，可以继续使用。

4、拌浆

无声破碎剂每袋为5 Kg，加水量一般为无声破碎剂重量的30％，即加入1 500ml的水，无声破碎剂浆体以畅流入孔为准，不宜多加，否则会降低破碎效果。搅拌时，先把水倒人桶中，再倒无声破碎剂；用人工搅拌时，要戴橡胶手套，搅拌时间一般为60 s～90 s。无声破碎剂如果结块久置，会降低它的性能，所以残留在桶底的无声破碎剂结块，要随时清理掉。搅拌好的无声破碎剂浆体，要在10 min以内用完，久置会使灌孔困难，效率降低。

5、灌浆

    1)对于垂直孔，可直接倾倒进去，孔口留下2 cm左右空隙，用废纸或废布将口堵实，有利于提早破碎时间。

    2)对于斜孔或水平孔，为防止倒流的现象，可用水灰比为0．25～0．28的水与无声破碎剂拌成浆体，用手搓成条，塞入孔中，再用木棒捣压密实，最后用塞子堵口。

    3)多排孔，一般采用梅花形孔。在邻近自由面的孔，容易开裂，中间的孔因受四周，开裂困难，因此，在灌无声破碎剂浆体时，要有一定的时间差，即先灌边一、二排孔，经l h-3 h，再灌三、四排孔，以此类推。

    4)灌浆时，为安全起见要戴防护眼镜及口罩，避免浆体冲出伤及眼睛和其它部位。因无声破碎剂具有轻度腐蚀性，所以碰到皮肤时要立即用清水冲洗。

2.5清理岩石

待无声破碎剂完全膨胀后，由人工使用钢钎清理破碎的岩石。清理的顺序自上而下，破碎出来的岩石滚落到坡脚，用人工搬运到车上拉到指定的地点弃掉。在清理过程中应注意安全，防止岩石坠落砸伤工人。无声破碎剂完全膨胀时间由试验确定。

六、安全措施和注意事项：

    1、无关人员不得进入施工现场。

    2、必须配戴防护眼镜（防尘防冲击型PVC护目镜）。施工人员未戴防护眼镜操作属安全违章。 

3、发生冲孔是正常现象。也是不可预见和不可完全控制的现象。冲孔产生的原因较多，大致有以下几种：①操作人员操作不当。包括药剂已经发热冒气仍在灌装等，装填不密实有空气隔层等；②温度控制不当。气温高时，拌和水、药剂、钻孔孔壁温度控制不当、抑制剂药量不够，致使药剂反应过快等；③布孔设计不当。孔距及抵抗线过大、孔壁光滑等；④钻头选用不当。钻孔直径过大等。冲孔时药剂温度较高且有腐蚀性，冲入眼内可能会对角膜造成严重损害。为防止伤人事故，操作人员必须戴符合标准生产的防冲击防尘PVC护目镜进行操作。   

4、在药剂灌入钻孔到岩石或混凝土开裂前，不可将面部直接近距离面对已装药的钻孔。药剂灌装完成后，盖上麻袋或棕垫，远离装灌点。观察裂隙发展情况时应更加小心。此外施工现场专门备好清水和毛巾，冲孔时如药剂溅入眼内和皮肤上，立即用清水冲洗。情况严重者立即送医院清洗治疗。

5、刚钻完孔和刚冲孔的钻孔，孔壁温度较高，应确定温度正常符合要求并清洗干净后才能继续装药。

七、拟投入本工程的主要人员、机械和材料