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山石方段工程水下爆破施工阂星附苏郑赐南阑网循圉XX1工程概况导流港拓浚及东大堤加高加固段石方开挖工程位于杭嘉湖平原西部,导流港XX XX境内,属于东西苕溪防洪太湖治理的骨干工程之一导流港河道不仅是承泄上游洪水入湖的主要通道,也是当地矿产资源销售外运的水上运输通道;东大堤是防止洪水东侵和保障杭嘉湖东部平原万人口、万耕地的重要屏障由于石方段的阻水影60032hn2xx响,已成为导流港行洪泄流的瓶颈工程位置南距上游吴沈门大桥约其正前方约处有一碎石场,左前方约1500m,80m处有一加油站,右前方约处有一碎石场及几间民房,山体左侧约处有一180nl200m60m条高压线,左后方约处为六家湾村;陆路交通有一条堤填路经吴沈门大桥30kV200nl与场外连通,水路交通依靠与外界沟通石方段多为孤山和剥蚀残丘低坡,相对分xx散,岩石均有不同程度的风化;土层主要由第四纪海相湖相堆积,靠山坡为冲积洪〜〜坡积及残积组成合同项目含新增加工程量主要为水上、水下石方开挖工程量为万k,山坡锚喷
10.81支护
0.3万行和水下土方疏浚工程量为
4.06万m3o XX石方段设计河道中心线长约190mHD362〜HD366考虑现场施工和运输条件,大型设备从乡间机耕路运达施工现场由于开挖山体在航道、加油站、石矿附近,爆破环境较为复杂,故施工中提高爆破效率,降低爆破震动和飞石对附近建筑物的破坏影响,是影响本工程施工进度和安全的关键所在2水下爆破施工根据以往类似工程经验和投入本工程水下钻爆机械设备力量综合考虑,对^
3.5m以下水下爆破选用钻孔爆破法施工其施工工艺流程如下爆孔设计一-锚定钻孔作业平台一-移机就位一-确定孔深一-套管护孔一-钻孔--成孔冲洗一-测量验孔一-装药一-连线一-平台撤离一-起爆一-解除警戒--下一施工循环施工中的几项主要技术措施分述如下钻孔作业平台设计
2.1为顺利实施石方开挖工程水下爆破的施工任务,因地制宜就近制作了浮箱式简易起升钻爆作业平台船作业平台采用钢体浮箱结构,两浮箱间距浮箱内16mX6m5m径中单长扣除浮箱、平台钢结构自重,浮力约为通过槽钢、工字钢将llOOmm,12m,15to两浮箱焊接为承载钻机及附属设备的船体潜孔钻钻机由脚手架钢管较接固定在平台上,组成钻机作业平台浮箱两侧各向外伸出另外焊接两个小平台,可供台
0.5m,4KSZ-100型潜孔钻机工作之用为加快钻机就位速度,钻机平台可沿槽钢轨道滑动移位见图lo立柱潜孔钻机平台图1水上钻孔平台小意图单位m河道行驶船只较多,波浪较大,根据以往工程的施工经验,测量定位后,采用八只XX铁锚及以上的锚绳,由机动小驳船牵引到达爆破区域后,依靠船上人工收缩锚绳配合100m准确就位利用手拉葫芦人工控制将四根立柱(
①)沉入河底,使钻孔平台升起基本脱离5t240nmi水面,此时整个钻孔平台上的荷载完全支承在四根钢管立柱上钻孔施工时,不会受到波浪起伏的影响,保证成孔质量钻孔平台移位时,先收回立柱,使钻孔平台浮在水面上,此时6潜孔钻机立柱钻孔平台岩石出露面设计河床断面图2水下钻孔示意图单位m通过拉动锚绳将平台移到下一钻孔位置施工见图2o立柱钻爆技术措施
2.2水下爆破条件采用垂直钻孔作业其优点是钻孔定位易于控制,简便操作,利于装药,提高工效钻孔机具选用型潜孔钻,孔径
①药卷为
①炸药选用抗水性能KSZ-10090mm,70mm,良好的乳化炸药在钻孔之前,先将一根下端带有环形(钻径中)的中空套管钻透覆盖层(淤泥117mni层),并钻入基岩一定深度,然后在套管中下钻杆(钻径
①)在基岩中进行钻孔为98mni,了确保开挖达到设计的深度,钻孔应有一定的超钻深度,一般情况下,超钻深度取
1.5〜
2.Omo火工品的品种及防水选用具有防水性能良好的乳化炸药,在炸药厂定制,由
①90mm硬质塑料壳包装非电雷管用环氧树脂灌封后,再用防水白粘胶布密封起爆网络采用孔内高段位、孔外低段位毫秒微差复式起爆网络,以确保传爆的准确性每船(平台)可钻排共个炮孔,一般船为一爆破区域,当设计的爆破区4248〜10域全部钻孔完毕后,利用潜水员进行集中装药,装药时应注意对雷管脚线的保护虽然水和淤泥覆盖层是天然的堵塞材料,但为了确保安全,应用粗砂将炮孔堵满,防止冲炮在每只爆孔孔口用砂袋封口覆盖,砂袋系一浮球露出水面,其作用有
二、作为爆破孔位1标记,便于集中装药;、装药后便于连接导爆管脚线没,形成起爆网络2在水中放置浮胎,使其固定的飘浮在水面上,将“每船同排”的导爆管按绑在一只轮胎上,按照“从后到前的顺序”将轮胎上的导爆管用“同段”非电雷管连接起来,为了不使传爆雷管将其他导爆管炸断造成拒爆现象,连接时应将雷管置于浮胎上面,并用泡沫盒包住扎紧,不能浮在水面随波漂移布孔方式和孔网参数
2.3水下炮孔布置原则上越简单越好介于本工程水下爆破为中深孔开挖,采用矩形钻孔排列方式,即孔距排距最小抵抗线为3m,
2.5m,
2.5m装药量计算
2.4考虑到水下石方爆破时需克服的水体阻力,因此其装药量计算包括破碎岩石所必须的能量和克服阻力所作的功,水下爆破的炸药单耗较陆地爆破大,根据本工程水下岩石性质较陆地偏破碎风化的判断分析,结合水下爆破产生的水中冲击波的危险半径考虑,水下石方爆破只需达到松动效果即可,炸药单耗控制在左右0・4〜
0.6kg/m3起爆设计
2.5采用电雷管起爆法起爆即用导爆管并串联网络,采用段非电雷管将各个炮孔内1雷管连接起来,为了确保每个孔的准爆,每孔装发非电雷管4水下炮孔的施工程序
2.6
①测定孔位根据河道中心线坐标建立与陆上平行关系的基准线,依照水下爆破xx地形图,采用经纬仪和测绳测定孔位拉动缆绳将钻机对准孔位,开钻前将四周缆绳拉紧,抛锚就位人工手拉葫芦将平台上四根立柱逐渐沉入水底固定,钻机就位准备开钻,5t钻孔过程中不能让平台移位
②下套管钻孔定好位后,下套管穿过淤泥覆盖层其作用一是隔离覆盖层与碎渣,使其不能进入到孔内;二是套管在装炸药时起导向作用,使炸药顺利的装到孔底,减小潜水员在水底装药的难度
③钻孔套管钻好后即可下钻具钻孔,钻孔的深度可根据水面的标高控制
④装炸药在钻孔达到设计标高后,拔出钻具将带有雷管的炸药装至设计高程
⑤拔套管当炸药装好后,拔出套管,导爆管首先固定在平台上,待平台移位时,将导爆管移到系有绳索的浮胎上,漂浮在水面通过五道工序,形成一个水下钻爆孔的施工循环爆破方法
2.7
①每钻完一孔,即装药并引出导爆管至平台上
②钻完每炮设计工作量后(每排孔,共排),即进行联线64〜5
③起爆网络采用复式非电起爆网络,为了确保每个孔的准爆,每孔装发非电雷4管
④火工品的品种及防水选用具有防水性能的乳化炸药,并用塑料袋包好水下爆破主要参数
2.8孔径:炸药直径为孔距排距D=100mm,70mll1;a=
3.0m;b=
2.5m;超深:孔角:垂直;耗药量h=l.5m;
0.4~
0.6Kg/m水下清渣
2.9利用自行研制的挖渣船清渣,配备艘驳船运渣挖渣船为承载近的改360〜80t300t装挖泥船,在船体的部位停放挖机,工作臂长为能满足水下石渣抓料的要求1/32m39m,驳船上的石渣通过码头吊抓料上岸,通过推土机就近堆放和平整,部分石渣由岸上挖机装入自卸车运至指定堆弃场3水下爆破安全校核水下爆破所产生的危害表现为爆破地震效应、水中冲击波效应、空气冲击波效应和水面波浪效应个别飞石和空气冲击波的安全校核计算如下一般爆破飞石安全距离计算
3.1R=20n2W,m式中一爆破作用指数;最小抵抗线,;一飞石距离,n W—m R mo本工程则n=l,W=
2.5,R=50m爆破个别飞石对人员的安全影响如表所示1表爆破个别飞石对人员的安全影响1建构筑物与爆源的距离最小个别飞石安全距离计算的个别飞石距离备注加油站18020050安全(人员撤离)正前方碎石场8020050安全(人员撤离)右前方碎石场20020050安全(人员撤离)30KV高压线杆10020050安全(人员撤离)六家湾村25020050安全(人员撤离)爆破振动速度计算
3.2V=K(Ql/3/R)a,cm/s式中介质质点振动速度,V--cm/s;一装药量(齐发爆破的总药量;毫秒微差爆破或秒差爆破时取最大一段装药量),Qkg;一爆源至被保护物的距离,R m;一与介质性质、爆破方式等因素有关的系数;K口-与传播途径和地质地形等因素有关的指数本工程Q=150kg;K=110;a=
1.5经计算,爆破震动对临近建筑物的影响如表所示2表爆破震动对临近建构筑物的影响2建构筑物与爆源的距离安全震动速度(cm/s)计算的震动速度(cm/s)备注加油站
18050.557安全正前方碎石场
8051.88安全右前方碎石场
20050.476安全30KV高压线杆
10052.89安全六家湾村
25050.476安全空气冲击波计算
3.3R=25XQ1/3,mk式中空气冲击波对人员的最小安全距离,R——mk一次爆破的炸药量,微差爆破时,按单响最大药量计算Q——kg;Q对于本工程,为经计算Q150kg,R=133mk o因本工程的安全警戒范围均在以外,故可认为空气冲击波对人员是安全的300nl水中冲击波计算
3.4R=K Ql/3,m0式中水中冲击波的最小安全距离,R——m;一次爆破的炸药量,对于本工程,取Q——kg;Q=150kg系数,按照下表规定选取Ko——人员与船舶水中冲击波的最小安全距离计算表保护人员保护施工船舶装药条件游泳潜水木船铁船Ko水下钻爆系数1301602515Rm69186913380根据《水利水电工程施工组织设计手册》施工技术中水下爆破对人员和船舶的水-2中冲击波安全距离的规定,结合公安部门对石方段爆破的警戒距离要求和实际情况,xx规定在水下爆破时,距上下游各范围以内的任何人员不得游泳及潜水,船舶距离xx IKm爆源区域控制在以外300m4结语从湖州石方段爆破工程在时间里,经过次的爆破效果来看,飞石、爆xxxx133d13破振速、空气冲击波均控制在设计要求以内,对当地人员、民房及建筑物未造成任何破坏影响,达到了预期的安全目标实践证明,段水下爆破施工对内河航道水下石方段XX拓浚施工技术是成熟、可靠、安全和有保障的,在以后的水下爆破工程中具有积极的推广意义。