工程爆破的基本方法范文
時間:2023-06-01 10:42:20
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篇1
為了提高《爆破工程》課程教學質量,增強學生對專業課學習的興趣,達到土木工程專業人才培養的目標要求,依據高等院校土木類專業人才培養目標,調整了教學內容和教學目標。以其它學科為銜接,逐步講解爆破方法在土木工程中的應用。應用現代教學技術,彌補了傳統教學手段少的不足,拓展了學生的知識信息量,取得了良好的教學效果。
關鍵詞:
土木類專業;爆破工程;課程改革
爆破法施工廣泛應用于采礦工程與土木建設工程中,對國民經濟建設起著重要作用[1]。工程爆破在露天和地下采礦工程中最為普遍,也是迄今為止最高效的技術手段。因此目前國內礦業工程類專業一般將爆破工程列為必修課程,爆破及相關的安全與技術也是采礦專業學生必須具備的專業技能。土木工程建設中,尤其在山嶺隧道開挖、地下空間利用中,爆破均作為施工的重要手段之一。在實際施工作業中,爆破作業一般委托專業的爆破公司進行,而土木工程師更偏重于爆破工程的安全和質量管理。為此,土木類專業開設的爆破工程應在教學目標、教學思路、教學內容上有所調整。中國礦業大學(北京)從1999年恢復招收土木工程專業本科生,2005年為土木工程專業開設爆破工程課程,課程團隊教師根據專業特點及實際需要,將爆破工程課程列為建筑工程專業及地下工程專業的選修課。根據專業特點編寫講稿,并在教學實踐過程中不斷總結與完善,經過十余年的探索,基本確定了土木工程專業爆破工程課程內容體系,并取得了較好的教學效果。
1結合專業特點,縮減教學內容,調整教學目標
爆破工程教學內容較多,而且涉及到巖石力學、工程地質以及爆炸力學、結構動力學、波動理論等與之交叉的學科。然而,在增加通識教育而壓縮專業學時的本科生教育大背景下,爆破工程教學學時由50~60學時調整至目前的30~40學時。內容多、學時少的矛盾只能通過縮減教學內容來解決,縮減的內容必須結合專業特點進行。傳統的爆破工程基本內容包括以下4大類:第一類為基礎理論,包括較為復雜的炸藥爆炸理論,巖石爆破破碎機理等。這部分內容占總內容的35%左右;第二類為爆破對象及介質屬性,包括介質的可爆性分級、炸藥雷管等爆破器材屬性及特點、爆破網路等[2],此部分內容占比25%左右;第三類為爆破工程技術,為爆破技術的具體應用,包括地下爆破、露天爆破、拆除爆破等,此部分內容調整幅度大,占比30%~35%;第四類為爆破安全技術,此部分內容占比5%~10%左右。土木工程專業人才培養的目標是使從事本專業的學生成為一名合格的土木工程師。土木工程師從事的是工程設施的勘測、設計、施工、運營、保養維修等技術及相關經濟活動,而爆破技術的應用在很多土建工程的設計和施工階段都是不可或缺的。爆破法施工屬于土木工程建造過程中一種重要的技術手段,如爆破開挖是公路鐵路隧道、堅硬巖石基坑及孔樁開挖工程、公路路塹成型工程的必要手段。這些工程設施在建造階段管理工作的重點在于如何在安全的前提下實現爆破方法的經濟與高效。這要求土木工程師必須較深入了解爆破技術,掌握安全控制要點。而在一些工程的施工準備階段可能會涉及爆破拆除,如房地產開發前期的場地平整。這些拆除工程在實施過程中因爆破振動帶來的結構安全和擾民問題必須予以考慮。在設計階段對爆破法施工工藝進行論證時,可不考慮具體技術細節,而著重考慮爆破手段的可行性及爆破安全問題,因此土工工程師必須對爆破安全技術有所了解。由于面臨的爆破問題多樣化,且課時有限,難以在課堂上面面俱到。應強化理論在工程中的應用,使學生掌握解決問題的方法和基本思路。只有這樣,才能在實際工程實踐沉著面對各式各樣的爆破工程實際問題。據此,筆者認為,爆破工程第一類和第二類教學內容不減少,注重培養學生掌握基礎理論及其運用。目前,國家提倡由專業的爆破公司進行爆破作業。此時土木工程師從事更多的是爆破施工的管理工作,而不進行爆破的設計與施工。與之相關的工作包括爆破專項施工方案的專家評審、爆后效果評價、驗收與計量以及爆破安全的相關協調工作。因此應壓縮傳統爆破工程中爆破工程技術部分的學時,具體施工細節可少講或不講。針對行業發展特點及國家政策要求,在土木工程專業的爆破工程教學內容中增加第五類知識點—爆破行業知識,包含爆破方案設計、評估、監理的基本程序,嚴格的行政許可制度,火工品的追溯管理,系列的法律法規內容等。因此,維持第一、二、四類教學內容占比不變,將爆破工程技術內容的占比調整為20%左右,爆破行業知識內容占比在10%~15%左右。結合土木工程專業特點,將爆破工程課程的教學目標定為:學生能夠了解爆破器材基本性能和適用條件,了解爆破行業特點及相關程序,掌握巖石爆破基本的理論及安全控制要點,具備進行一般爆破工程設計與施工的能力。
2加強學科間聯系,根據學生已學知識,循序漸進
中國礦業大學(北京)土木工程專業培養計劃中,將爆破工程安排在大三下學期。此時通識課程及專業基礎課已經講授完畢,包括爆破工程的前置課程如大學化學、流體力學、巖石力學、工程地質等。然而土木工程專業本科生普遍對動力學尤其是波動力學了解甚少。地下工程專業僅在大學物理和材料力學中涉及較少的動力學知識,建筑工程專業學生雖然學習過桿系結構動力學和建筑抗震,但仍不能滿足教學要求。講授爆破工程過程中應充分利用學生的已學知識,循序漸進。在講授炸藥的爆炸方程、炸藥爆炸典型特征、炸藥的熱化學參數、爆破器材等知識點時,應充分利用大學化學已有知識,需要引導學生進行分析與推理,得到相關知識點;巖石爆破機理涉及較復雜的波動力學知識,如果從基本的動力學方程開始講授,時間、效果都難以保證。直接從霍普金森效應入手,結合大學物理的波的理論,引入波動方程,與靜力學及一般動力學進行對比,說明波動力學方程的物理含義及應用價值。土木工程專業普遍對桿件內力的觀念掌握較好而對應力的認知較少,這是由于結構力學、鋼筋混凝土結構、鋼結構等課程普遍引用內力進行分析,而爆破工程中更多使用的是應力,這就需要教師增加應力與內力的聯系,并用實例進行演示與說明。在講授巖石可爆性分級時,可先引導學生回顧在地基工程課程中學的工程巖體分級標準。巖體分級是評價工程巖體的質量及其穩定性重要依據,為將來的巖體開挖、加固支護設計提供參考,而巖體的可爆性分級是為了衡量巖體的開挖難易程度。雖然工程巖體分級是為了“立”,可爆性分級是為了“破”,兩者相互對立,而實際上又是統一的,都是工程建設的需要。除上述的例子以外,在講課中可以隨時聯系各學科內容進行講解,由此引導學生對知識點進行討論。這種聯系其他學科的教學方式既有利于培養學生的全面素質,也有利于形成創新能力。這種方法在實施過程中對教師的要求是極高的。首先,教師應熟悉各學科的教學內容和教學進度,才能使之與爆破工程課程內容既能相互滲透,又不超出學生的理解能力和知識范圍;其次,教師需具備良好的知識遷移能力和創新能力,這樣才能幫助學生掌握各學科與爆破工程的內在聯系,并在知識的相互聯系中發現問題。
3培養興趣,提醒學生牢記學習目的,引導學生展開自學
學生剛開始接觸爆破工程課程時,由于對爆炸物品充滿好奇心,折服于爆破瞬間產生巨大的做功能力,因此在引言的講授階段被此門課程所吸引,上課時認真聽講,教學效果也會很好。但隨著課程的開展,一些爆破基礎理論知識顯得枯燥乏味,初期建立起來的興趣會慢慢消失,出現上課注意力不集中甚至開小差等現象。要想解決這個問題,除了豐富教學方法教學手段,課堂上吸引學生注意力外,筆者認為應考慮以下兩個解決辦法。一是讓學生在課程的開始階段就要找到學習它絕對充足的理由,并且在學習的過程中注意引導。使學生認識到爆破是未風化堅硬巖石(單軸抗壓強度大于60MPa)開挖最高效、最廉價的手段,有時甚至是唯一的手段。然而炸藥爆炸經常被人看做是洪水猛獸,是脫韁野馬,稍有不慎就會產生重大的安全事故。因此要想對爆破進行控制,實現安全高效,必須認真學習爆破的相關理論。二是采用以學代教的方式。由于課時受限,部分技術問題難以全部在課堂上講授時,可以采用以學生為主體的教學方式。這里說的以學代教并不是由學生走向講臺,講授教學大綱中規定內容,而是指教師在課堂教學時,拋出問題,與學生一起討論分析,由學生課下查找相關的文獻完成,下次上課時隨機叫學生解答,教師最終公布答案。讓學生帶著問題去自學,以學代教,培養學生的學習興趣,也能使學生產生競爭意識,利于濃厚學習氛圍的養成。
4因地制宜,積極運用現代化教學技術
爆破工程講授過程中,除采用傳統板書外,我們還積極應用現代教學技術,努力提高教學效果。每節課的講課的脈絡結構,重要知識點仍采用板書,這種視覺信息相對于聽覺信息更有利于學生理解與接受,留下的印象也更為深刻。但板書在短時間記錄的信息量相對較少,表現方法較為單一,而多媒體技術可將抽象內容變得更加直觀,靜態結果變為動態的演化,既增強了學生的感性認識、深化了理性認識,還激發了學生對課程的學習興趣和學習熱情,解決了學時少、內容多的矛盾,提高了教學效率,改善了教學效果。
4.1數值模擬技術的應用
炸藥爆炸包含高溫、高壓、復雜的過程,在空氣中爆炸動態過程涉及流體動力學,熱物理學等知識,在巖石中爆炸還涉及巖石復雜的本構及流固耦合左右以及強度理論等。純理論相對枯燥乏味,尤其是對于基礎知識相對薄弱的工科學生來說,此部分內容是課程的難點。而此部分內容是爆破技術的理論基礎,學生必須重點掌握。中國礦業大學(北京)[3]采用計算機模擬的方式解決這部分難題。數值模擬技術已經成功的應用在爆破工程中各個領域,包含炸藥的爆轟、巖石爆破機理、拆除爆破等等。總結應用的案例,與傳統的影像相比較,數值模擬技術在下面幾個方面具有不可替代的作用[4]。數值模擬在某種意義上比理論和實驗對問題的描述更為深刻,更為細致,不僅可以讓學生了解問題的結果。而且可以隨時、連續、動態地重復顯示事物的發展,了解其整體與局部的細致過程。(1)數值模擬可以直觀地顯示出目前還不易觀測到的、說不清楚的一些現象,容易為人理解和分析,還可以顯示出任何實驗都無法看到的發生在結構內部的一些物理現象。(2)數值模擬技術非常容易實現相關性分析,當前的數值模擬軟件一般支持txt文本輸入,使用者可以方便的進行修改。分析者對某個結果的相關因素進行分析時,可以對參數值進行變化,計算得到變化后的結果。(3)數值模擬軟件可以非常方便的提取各種物理參量,更容易對發生的物理現象進行科學的解釋,學生也更易掌握。(4)課程教學過程中的數值模型來源有兩個:一為教師所在的科研團隊建立;二為國內外學術交流過程中同行交流所得。(5)爆破工程教學中應用數值模擬技術將抽象問題直觀化、可視化,并大大縮短了知識點的教學時長,增強了學生對爆破理論的認知。
4.2工程實例的展示
在講授爆破工程技術章節,教師以板書的形式做一個典型的爆破設計,由于以揭示設計流程及爆破參數間的聯系為主且受課時限制,因此工程規模偏小。而實際工程中,由于地質、環境、設備、安全等因素使得爆破設計相對復雜,為了使學生認識到爆破設計是一個系統工程,必須向學生展示實際工程的爆破設計。而由于涉及內容眾多,難以采用板書形式,只能利用多媒體技術進行,通過爆破工程實例,向學生講授爆破設計的相關內容,包括總體要求、基本思路、參數取值、網路形式、安全校核、試爆結果、參數調整等,以圖片或視頻展示爆破施工環節的總體情況、工序、操作要求、特殊情況處理、爆后的總結等。俗話說:“百聞不如一見”。通過選擇典型案例作為教學資料,可以很好地啟迪學生的思維,培養他們理解和分析問題的能力。由于教學中的案例來源于實踐,對學生具有很強的說服力。此外,以課題組教師主持、參與的爆破工程項目和課題研究以及國內外典型爆破工程案例為基礎,建立了適用于教學的“典型案例庫”。這些案例無論是地質條件,還是環境因素,都具有很強的針對性和典型性,均有助于增強學生對課堂教學內容的理解和掌握。工程實例展示做到了理論與實踐的結合,激發了學生的學習興趣,教學效果明顯。
5理論聯系實際,加強實驗教學
爆破工程是一門實踐性較強的課程,通過實驗環節,學生能夠親手接觸到爆破器材,培養動手能力,利于學生理論知識的消化與掌握。中國礦業大學(北京)共安排了6個課時的實驗教學,包括演示為主的巖石的SHPB沖擊實驗和以學生實際操為主的炸藥(導爆索)爆速測量及導爆管網路實驗。其中,SHPB沖擊實驗可以使學生更深入地了解巖石在高應變率下的動態性能,這是爆破工程技術人員應掌握的基本理論知識。爆速測量實驗中教師可以直接以實物向學生展示,講解工業炸藥(乳化炸藥)與軍用炸藥的(黑索金)、導爆索與導爆管的區別;實驗時將受試炸藥固定在木條上,學生可通過爆破硐的窗口直觀感受爆破過程;瞬間的光照、巨大的響聲、四處飛濺的木屑,直接體會到炸藥強大的做功能力。利用導爆管網路實驗模擬剪力墻或礦山多排毫秒延期爆破,演示非電雷管延時累加性以及四通方便快捷性;通過變換網路形式展現非電網絡的靈活性;對比爆前爆后導爆管顏色講述非電網絡的安全性及易于檢查的特點。整體上看,學生實驗出勤率優秀,不存在缺勤現象,試驗中參與程度非常高,基本做到了人人參與。為保證教學效果,教師要求學生在實驗前編寫實驗報告的理論部分,過程中記錄數據,實驗完成后匯總實驗報告,根據報告情況計入課程成績。
6加強爆破安全教育
在建設工程和采礦工程等行業中,爆破技術得到廣泛應用,帶來了良好的經濟效益和社會效益[5]。但各類爆破工程事故時有發生,給人民生命財產也造成了巨大的損失。工程爆破必須以安全為前提,而僅以工程要求為目的不安全的爆破是失敗的爆破。為了保證爆破作業能安全地進行,要求土木工程必須掌握爆破安全技術。爆破安全涉及兩方面內容:一為爆破器材的安全;二為爆破工程的安全。對于爆破工程師來講,前者主要指爆破器材類型、數量準確,運輸、存儲、銷毀安全,后者指爆破施工過程中的操作安全及爆破有害效應控制在既定范圍之內。雖然爆破工程有單獨的章節用來講爆破安全,但筆者認為這遠遠不夠。在教學過程中應當將安全教育貫穿所有的教學內容及教學環節里。突出案例教育以及個人的切身經歷,向學生講述相關的安全操作要點,尤其要揭示事故產生的原因,激發學生努力學好相關知識。
7結語
通過改革教學內容和教學方法,調整教學目標,促進了課程教學的系統化和規范化,增強了學生對本專業方向爆破工程應用技術的理解和掌握,使得該課程更適應土木類專業學生的實際需求。課程教學的實踐表明,將爆破工程與相關學科穿插貫通,應用現代化教學技術,能很好地培養學生的全面素質,極大地促進了學生自主學習的積極性,有助于學生更深刻地理解爆破基礎理論。結合課程特點與現代技術手段改革教學手段與方式,已取得良好的教學效果,較好地實現了該課程的教學目標。
參考文獻
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篇2
關鍵詞:控制爆破;正洞;安全驗算
中圖分類號:TB41 文獻標識碼:A
引言
地鐵以其高效、節能、環保、安全、舒適等特點,成為我國多個城市建設快速軌道交通的首選。地鐵車站及區間隧道的施工方法因地質的差異而不同,常用的方法有明挖法、蓋挖法、暗挖法和混合法等施工方法,上述方法在我國及世界各地的地鐵及隧道施工中均有應用,技術成熟。由于地鐵穿越城市區域,施工時需要控制其對周邊建構筑物的影響,因此地鐵施工需要選用適合該區域地質的施工方法。本文介紹了控制爆破技術作為暗挖法在某市地鐵施工中的應用。
一、工程概況
(一)工程概況
某市地鐵工程某標段車站(用A、B表示)區間隧道里程DK15+875.006~DK17+045.412,線路全長1170.406m,臨時施工豎井設于DK16+443.000左側:至“站A”方向567.994m,至“站A”方向602.412m。區間全部為地下線,線間距12.5m~13.0m,隧道為單線單洞馬蹄形斷面。本場區地面起伏較大,東高西低,地面高程在15.50~6.15m之間。線路出“站A”后便以25‰坡度下坡,坡段長度520m,然后以4‰和2‰的坡度上坡進入黑石礁站,線路縱斷呈“V”形。隧道最大覆土厚度26.2m,最小覆土厚度16.5m。
(二)地質水文介紹
根據地勘報告,本區間地質為剝蝕殘丘,上覆第四系人工素填土,下伏震旦系長嶺子組全~微風化板巖,拱頂主要為中風化板巖,Ⅳ級圍巖。邊墻主要為中風化板巖,Ⅳ級圍巖,隧底主要為中風化板巖,Ⅳ級圍巖,綜合圍巖級別為Ⅳ級;地下水主要為基巖裂隙水,主要賦存于全~中風化板巖中,水量一般,開挖時有滲水、滴水現象,豐水期可出現涌水。
三、控制爆破技術應用
控制爆破技術是鉆爆法的一種,即通過一定的技術措施嚴格控制爆炸能量和爆破規模使爆破的聲響、震動、飛石、傾倒方向、破壞區域以及破碎物的散坍范圍在規定限度以內的爆破方法,經常采用的有預裂爆破、光面爆破技術等。
(一)施工原則
區間開挖必須嚴格遵循“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測”的施工原則,做到隨挖隨支,現場加強監控量測,并及時反饋信息,根據實際情況修正設計參數,確保施工安全。
(二)爆破方案選擇
本區間基巖埋深較淺,區間隧道施工多需爆破施工,由于地面建筑物、管線密集,為將施工對地面建筑物、管線的影響控制在規范允許范圍內,措施如下:
1、采用控制爆破技術開挖,其中硬巖選用光面爆破,軟巖采用預裂爆破,分步開挖時采用預留光面層光面爆破。
2、控制爆破震速。按照多打眼、少裝藥,多分段的原則,嚴格控制炸藥單耗量和炮眼填塞長度,保守裝藥試爆3次以振動檢測實測數據為依據調整參數。
(三)爆破設計
區間正洞開挖采用雙臺階法施工,上臺階開挖高度3.1m,下臺階開挖高度3.31m本文以正洞上臺階法開挖為例。
1、炮孔布置。掏槽眼采用楔形掏槽技術,因圍巖屬于軟弱圍巖(Ⅳ級),故炮眼深度不宜過深,循環進尺為1.0m,有效進尺約為90%,本設計除陶槽眼垂直深度采用1.3m深外,其它眼均采用1.1m深,鉆孔采用YT-28風鉆,炮眼直徑為Ф42mm。正洞上斷面炮孔布置圖見圖1。
2、爆破安全驗算及裝藥參數確定
正洞至地表建筑最小距離約為15.0m,且地表建筑大都為鋼筋混凝土結構,少數磚房,根據規范[1]安全標準要求,對周邊磚混結構房屋震速需控制在1.5cm/s以內, 根據規范[1]“第6.2.3條公式(1)”得:
Qm = R3(Vk/k)(3/α)
Qm-最大一段允許用藥量(kg);Vk-震動安全速度,取1.5cm/s;
R-距建筑物距離(30m);α-炸藥衰減指數,取2.0;
m-炸藥指數,取1/3; K-場地因數,取180。
經計算得最大一段用藥量2.56kg>2.25kg,符合規范[1]安全要求。爆破設計參數見表1。
表1 爆破設計參數表(進尺1.0m)
四、結論及建議
施工中,正洞范圍內圍巖既有中風化巖,又有強風化巖和全風化巖,巖層分布不均勻,與地勘報告不符,這給爆破施工帶來了一定難度,除了按原設計采用控制爆破開挖外,需要機械開挖、人工開挖相結合的方法;由于巖層結構復雜,爆破后的超挖較嚴重,因此需要合理的超前支護措施才能有效的控制超挖、防止坍塌。另外,通過對地面的振速測試,爆破質點振速基本控制在1.5cm/s以下,正洞范圍地面僅有微小震動,地面建構筑物的變形均在規范允許值內;且在白天作業,對人基本無影響。
該地鐵工程某標段車站區間采用控制爆破技術進行開挖施工,在實際施工過程中及時調整爆破設計參數,有效的控制超挖現象、地面振動,滿足該工程施工進度和要求。
參考文獻
[1]爆破安全規程.(GB6722-2003).中國標準出版社.2002.
[2]戴俊.爆破工程[M].機械工業出版社.2007.
篇3
關鍵詞:高邊坡;石方爆破;施工技術;要點
1 高邊坡石方爆破施工技術要求
1.1 施工內容
1.1.1 挖掘覆蓋層土石方。挖掘高邊坡覆蓋層是一項需要特別周密的工作,應提前選擇挖掘后碴土的棄置地點,并注意不可積水,留好排水通道(肩溝)。頂層一些巖層(覆蓋層臨界處)已經風化,注意操作時根據巖體結構面走向來處理,嚴格控制好各個巖體結構面的走向,必須把巖體結構面走向與開挖面一致易造成坍塌的風化巖層徹底清除干凈。
1.1.2 挖掘邊坡。邊坡的挖掘不是隨意高度和隨意寬度的,挖掘前一般有固定的高度寬度比,邊坡高度較大的地段,通常選擇梯段分層式進行開挖,不過邊坡最大高度應小于15m。并且土層較軟,以及地段不完整的地方,有一定安全處理方法,要特別注意。施工時一定不可忘記邊坡開挖時的順序,由上至下根據分層按比例的前提開始,這有助于安全施工,此外,從美觀以及實用的角度考慮,要不留凹凸,不留反坡,如果反坡不可避免出現時,也有處理方法,有相關文件可以參考。
1.1.3 挖掘建基面。高邊坡建設往往涉及到兩個施工方法,控制爆破以及預留保護層,之后進行挖掘,這種工作有助于開挖面平滑度的控制,減少對周邊圍巖結構穩定性的干擾,這也是爆破工作進行的基本要求。并且要注意反坡、陡坡等情況要避免,土層最外層的濕度應控制在小范圍之內,且不可讓斷層、小夾層等影響整體質量,如果發現了縫隙斷層等狀況應快速處理不留后患。
1.2 控制爆破施工
通常,“光面爆破”和“預裂爆破”在石方邊坡實施爆破施工時是很常用的兩個方法,這兩個方法如果直接用在高邊坡地段則有負面影響,因此應綜合“預留保護層法”處理高邊坡地段。應注意,預裂爆破和光面爆破時炮孔之間的孔位偏差有嚴格要求,要保證控制在20cm以內。在控制爆破質量的同時,爆破振動也尤其重要,除爆破振動波控制在國家允許值范圍內,還須對周邊建筑物和預留邊坡穩定性進行必要的觀測,觀測需仔細認真,確保爆破施工的安全。
1.3 基本原則
1.3.1 精心施工杜絕馬虎。對軟弱土層謹慎清理干凈后的同時須完成排水溝的修建,才可進行石方爆破施工階段,然后進行挖掘工作。這個過程監理工程師要積極發揮職責“堅守嚴查”,每個環節達到要求后才能進行下一道工序,這是確保高邊坡開挖施工質量和施工安全的必要措施。
1.3.2 爆破試驗。嚴格按照GB6722-2003《爆破安全法規標準選編》中所規定的相關爆破試驗的要求進行,以確定科學合理的爆破孔網參數。
1.3.3 控制爆破技術。高邊坡的石方開挖宜采用“寬孔距、小底抗線”的爆破施工技術或“微差擠壓爆破”的爆破施工技術。具體確定爆破參數方案應以能夠確保構筑物結構形體質量作為基本標準,盡量控制降低大塊率。
1.3.4 保障高邊坡穩定。高邊坡的土石方開挖須遵循“自上而下、分層分塊”爆破開挖原則,嚴格遵照“開挖一層、支護一層”的基本原則來組織和安排現場施工,減少開挖爆破振動引起的擾動,確保高邊坡的穩定性。
2 高邊坡石方爆破施工的技術要點
2.1 爆破施工方法選擇
石方爆破工作自上而下分臺階逐層進行。臺階高度小于5米時,用淺孔爆破法分層爆破施工,分層高度2~3米為一層;臺階高度為5~10米時,用中深孔爆破法一次爆破到設計標高,爆高超過10米時,分臺階進行深孔爆破。永久邊坡采用光面爆破方法進行處理,工作臺階分層臺階高度定為5~10米。
2.1.1 坡面開挖、整形。石方開挖采用挖機開挖,分級進行。開挖前用木板按設計坡率做好坡度架,安排專人指揮邊坡開挖,保證立坡不陡于設計,坡面平順、平整。坡面整形主要以機械破碎施工為主,局部人工配合修整。對松散巖土及全強風化巖層直接安排液壓反鏟挖掘機修整,對于硬度較大的微風化、弱風化類巖層,需采用爆破方法。坡面整形的目的是盡快為坡面防護工程施工提供完整的作業面,坡面整形從上而下逐級進行,開挖一級支護一級。
2.1.2 石方爆破。對于少量石方爆破,由于不影響工期,可采用淺孔密眼小型爆破,手持式鑿巖機打眼。對于大量石方面段,小型爆破滿足不了工期要求,需采用先進的爆破技術“深孔多排微差擠壓爆破”和“光面爆破”進行施工,以降低對巖石邊坡的擾動和破壞,同時滿足每日進度計劃的工作量。
石方爆破施工流程一般為:爆破方案設計公安機關審核批準測量放樣、布孔鉆孔裝藥起爆清除盲炮修整坡面清運石渣。
2.2 施工流程
2.2.1 施工準備。爆破區范圍內應干凈,沒有雜亂物品,通常用挖掘機等設備在爆破之前進行清理干凈,這樣才能完成炮孔位置的測量定位、鉆機就位、鉆孔等接下來的工作。
2.2.2 鉆孔作業。在爆破工程技術人員的指導下,嚴格按照爆破設計進行測量布孔、鉆孔作業,布孔根據地形實際情況主要采用方形布孔或梅花型布孔。在布孔時,應特別注意孔間距不得小于2米,保障鉆孔作業設備的安全。在鉆孔時,應該嚴格按照爆破設計中的孔位、孔徑、鉆孔深度、炮孔傾角進行鉆孔。對孔口周圍的碎石、雜物進行清理,防止堵塞炮孔。對于孔口周圍破碎不穩固段應進行維護,避免孔口形成喇叭狀。鉆孔完成后,應對成孔進行驗收檢查。
2.2.3 安裝爆破裝置。(1)對到達施工現場,應爆破器材例行檢查,避免爆破時出現安全隱患,然后才可裝進爆破器材。(2)裝藥時要求專業的人員操作和專業的技術人員指導,出現炮孔被堵住的狀況絕對不能使用鉆具進行疏通。(3)堵塞材料應嚴格要求,選擇相應的材料完成堵塞,例如巖粉,粘土以及石渣(顆粒直徑不大于0.5cm)等都是最常用的堵塞材料。(4)爆破網路的連接杜絕選擇不適當的包裹材料,一般采用絕緣膠布來完成連接網路。(5)爆破時的防護手段。連接完成后,就可以依據已經設計好的爆破方案完成防護,注意控制好防護范圍。(6)爆破前安全設置。警戒設置好,疏離好現場人員到達安全范圍,確認爆破區域內無其他危險后,就方可開始爆破。七、爆破內容記錄在案。爆破工作的最后一項內容是爆破記錄的完成,這項工作要等爆破已經確定結束,沒有隱患問題存在后,進入爆破地點,對詳細情況進行記錄。
篇4
關鍵詞:爆破控制;隧道;施工
國道307線舊關一新店公路改建工程舊關隧道位于陽泉市平定縣境內,按二級公路修建,隧址區位于娘子關—井徑早古生寬緩復向斜的核心部位,主要為露中奧陶統上馬家溝組灰巖、白云質灰巖。地層平緩、產狀270~340∠10~35,為波浪起伏的單斜構造。地調未見斷裂構造,主要發育2~3組節理構造。隧道穿越平定縣舊關村以東山體,全長1 540 m,凈寬10.0 m,凈高6.93 m,建筑限界高度5.0 m。隧道按二級公路60 km/h行車速度標準設計。
該工程于2006年7月開工建設。2008年8月完工。筆者作為工程的主要負責人,組織、參與了整個工程的建設實施。在舊關隧道建成過程中,深切體會到爆破控制在隧道施工中占具重要地位,爆破控制的成功與否將直接影響到隧道的工程質量、施工安全、工程進度、經濟效益和管理效果。
1 爆破控制對隧道施工的影響
1.1 工程質量方面
按照新奧法設計施工的隧道工程,以充分發揮山體圍巖自承能力為基本原理。隧道施工的一個重點環節就是保護圍巖,最大程度地降低對圍巖的損傷,保持圍巖固有的自支護能力。而保護圍巖的主要方法就是通過控制爆破對遺留圍巖的影響,嚴格控制欠挖,盡量減少超挖。
舊關隧道按礦山法結合新奧法原理組織施工,鉆眼爆破開挖,為了保證開挖輪廓線,確保圍巖穩定,嚴格控制超欠挖,開挖方式采用光面爆破;隧道大部分段落采用了全斷面一次爆破。局部試驗段采用了預留光面爆破。開挖時根據各段地質情況等因素,采用了全斷面和臺階法2種開挖方法。Iv、v級圍巖采用臺階法,臺階長度3m~5m;Ⅱ、ⅢI級圍巖采用全斷面法,每隔20m~30 m用儀器復核中線、水平,保證位置正確。根據對初期84個開挖循環的統計,其中以鉆孔精度對超欠挖影響最大(45.2%),其次是爆破技術(21.3%),施工管理(16.6%),地質變化(7.1%),測量放線(5.6%)。而前兩項因素的影響占66.5%。因此控制超欠挖,保證圍巖穩定的重點是爆破技術的控制。
在舊關隧道初期開挖施工中,局部爆破控制效果不太好,個別點超挖值超出了規范允許范圍。在以后的施工過程中,及時根據圍巖走向、層厚、石質等地質情況不斷調整鉆爆方案,進行爆破試驗;同時加大現場指導和培訓學習,強化了司鉆工的技術操作水平和責任心,提高鉆孔精度。經過優化改進爆破工藝,利用激光全斷面儀過程檢查和地質雷達階段性跟蹤檢測的結果來看,舊關隧道的爆破效果滿足設計及規范要求。
公路隧道的開挖施工不利因素多、難度大,所以應加強爆破控制。爆破引起的超欠挖雖然是不可避免的,但是良好的爆破技,術可以使超欠挖控制在一定的水平之內。如果對超欠挖控制不好將直接影響到隧道整體質量:一是超欠挖損傷巖體,降低圍巖的自支能力,增加了襯砌背后空洞的可能性。降低其承載力;二是超挖部位的回填、欠挖部位支護結構的應力集中,影響支護質量;三是隧道圍巖輪廓線的圓順程度和符合情況不僅嚴重影響支護質量,同時也影響到后期施工的鋼拱架、鋼筋網片的安裝、襯砌砼質量。
1.2 工程安全方面
有統計顯示。隧道開挖過程中的安全事故占到隧道總事故率的50%左右,這種事故產生的原因之一就是開挖過程中的爆破控制不到位。爆破過程中對巖體的震動加大了軟弱圍巖的破壞作用,增加了圍巖失穩和坍塌機率;爆破過程的超欠挖不到位,加大了對巖體的擾動,增加了襯砌厚度不足和背后空洞的機率。改變了隧道設計的承載特性,極易造成圍巖松馳變形,這也是隧道發生安全事故的主因之一。
光面爆破是舊關隧道施工中為避免隧道塌方而實施的至關重要的一環,通過光面爆破的弱震動、少擾動,基本消除了開挖輪廓線上的應力集中現象,降低了局部圍巖受力集中后失穩坍塌、局部掉塊的可能性,減少了隧道施工的不安全隱患。舊關隧道施工中根據圍巖的具體情況和特點,合理地選擇爆破參數,科學地確定周邊眼間距、鉆眼深度及最小抵抗線,嚴格控制炮眼的裝藥量,采用毫秒雷管微差爆破,使周邊爆破擁有最好的臨空面。為了使光面爆破達到最好的效果,施工中認真觀察圍巖的變化情況,對爆破設計不斷地進行改進和優化,及時調整炮眼間距、數量、長度、裝藥量和每循環進尺,減弱了爆破對圍巖的擾動,盡量避免因欠挖而帶來的二次擾動,為下一步的支護創造良好的條件。舊關隧道在日常洞內地質觀察的基礎上,為使施工安全有保障,光面爆破達到最佳效果,施工中80%的段落使用了TSP2超前地質預報。利用科學的超前地質預報技術,對施工線路的前方地質情況進行提前預報,對可能的不良地質情況實施掌控,及時修訂施工方法和爆破技術措施,在隧道建設過程中未發生一起安全事故,保證了隧道的正常施工。
1.3 其他方面
爆破施工的質量好壞不僅直接影響著隧道的質量和安全,還制約著工程進度、工程造價、施工管理等等。
隧道施工講求均衡生產,如果隧道爆破控制不好,軟弱圍巖段容易發生塌方,塌方處理非常費時費力,且存在較大的質量隱患;硬質圍巖中極易出現超欠挖,如果存在較多的超挖,則會增加出渣、回填、欠挖部位處理這幾道額外工序,對超欠挖的處理給后續作業如噴砼、張掛防水板等作業造成一定困難,直接影響到后續工序的速度。如此看來,爆破控制不好勢必會導致隧道整體施工進度滯后。影響隧道總工期。
隧道是資金非常密集的工程,項目管理中,成本目標控制非常重要,要節約成本就要求高效率低投入,盡一切可能加快施工進度。按設計施工。這就要求優化提高爆破技術,盡量減少爆破造成的超欠挖。目前,隧道施工普遍存在著超、欠挖現象,超挖引起出渣量多,多裝、多運渣,超挖空間還要用混凝土回填;欠挖則要清除,從而造成人工、工期和材料的超額消耗,致使工程成本增加。經計算,公路隧道每延米超挖1 cm,將增加成本投入近200元~300元。所以就目前施工狀況來看,降低隧道工程造價是有潛力可挖的,那就是要真正提高技術水平,途徑之一就是把好隧道開挖首道關,切實做好爆破控制。
同時,隧道爆破控制不佳,易造成質量、安全隱患、工程進度推后和工程造價提高,增加了施工管理難度。因此隧道施工初期。就必須注重爆破技術的控制,加強開挖過程中的管理,避免增加不必要的管理投入,減少管理漏洞。
2 爆破控制施工要點
2.1 樹立“愛護圍巖、少欠少超”的觀點
通過控制爆破技術,不損傷或少損傷遺留圍巖的固有支護能力;嚴格控制爆破精度減少超、欠挖,避免襯砌背后充填不密實,
甚至空洞,襯砌厚度不足。
2.2 提高鉆孔技術水平
鉆孔技術對隧道超欠挖影響的主要影響因素是周邊炮孔的外插角、開口位置和鉆空深度。根據專業經驗,筆者對鉆孔深度、鉆孔位置、間距和鉆孔平行度、精度要求總結如下:掏槽鉆孔深度誤差±設計炮孔深度,其他鉆孔深度誤差±10%設計炮孔深度。掏槽中空孔和掏槽裝藥孔位置誤差為±5 cm;周邊孔位置誤差為±7 cm;其他掘進孔位置誤差為±10 cm。周邊孔外插角為30°,誤差±1°,其他鉆孔需平行打眼,掏槽打眼誤差±0.5°,其他掘進眼誤差為±1°。實際打眼總數為設計總數的95%及以上。
2.3 進一步解決好爆破技術參數的合理匹配
從目前統計的隧道爆破方法、方式、爆破參數分析來看。爆破技術參數的合理匹配是非常重要的。
爆破設計是隧道開挖的關鍵技術,在進行爆破設計時應根據隧道斷面大小、圍巖級別、機械設備等進行綜合考慮。其一,對同級圍巖,根據其巖石構造、破碎程度等不同情況,選取不同的光爆參數,可獲得比較理想的效果。其二,合理選用炸藥品種和優化裝藥結構是保證光爆質量的重要因素。其三,加強對起爆順序和光爆孔起爆時差的控制,為光爆孔提拱良好的爆破條件。
2.4 地質條件是客觀條件。它是確定爆破參數的基本依據
爆破設計主要是根據經驗、類比或現場實驗設計,而地質條件是隨掘進而不斷變化的,其中,主要是圍巖節理裂隙的變化。在施工中,根據開挖面對圍巖進行觀測描敘,并對圍巖的節理裂隙狀態進行預測,及時調整爆破參數和施工方法或采取局部內移炮眼、局部空孔不裝藥、加密炮眼、局部調整起爆順序等輔助措施。
2.5 強化施工組織管理
在隧道施工過程中應建立一個比較完善、系統的質量保證體系。對爆破設計、鉆爆作業實施全面的監督管理,對有關人員進行技術培訓。建立質量責任制,實行質量獎懲制度。并以預先制訂的各項作業方法和作業質量標準為準則。經常檢查各項作業質量。建立及時準確的信息反饋系統,保證超欠挖的信息及時反饋給現場施工人員,以便及時調整施工方法和施工步驟,將超欠挖值控制在規范范圍之內。同時,施工中應加強地質超前預報。準確探明前方圍巖類型,隨圍巖條件變化及時調整鉆爆參數。通過采用合理的施工方法和施工工藝,并輔以先進的精密儀器,來達到爆破控制預期效果。
篇5
關鍵詞:中深孔爆破技術; 安全方法;安全理論
中圖分類號:P633.2文獻標識碼: A 文章編號:
為了適應我國經濟的快速發展,必須加快基礎設施及基礎工業的發展,而在公路、機場整平、鐵路路塹開挖、港口建設及不斷提高的對礦物資源的需求情況下,都需要土巖爆破技術,尤其是中深孔爆破技術。特別是高大建筑物、人防工程等的基礎開挖。
一、中深孔爆破的基本理論分析
一般中深孔的孔徑大于50mm,深度大于5m。中深孔爆破的方法是在已經修好的梯段上進行鉆孔,然后在孔中裝入炸藥進行爆破。
中深孔爆破技術的優點是提高巖石破碎質量、穩定邊坡、提高整體工程的施工效率及經濟效益。目前中深孔爆破技術在鐵路、公路、礦山露天開采、水電閘壩的基坑開挖等工程中應用廣泛并且占據越來越重要的地位。中深孔爆破破碎巖石的破碎塊基本上都能夠符合工程的要求,爆破集中,爆破之后的碎塊松散,能夠大大提高鏟裝設備裝載速率。中深孔爆破在改善破碎質量的前提下,使鉆孔、運輸等工序發揮高效率的同時要考慮到工程的綜合成本。由于中深孔爆破的炸藥能夠均勻的散布在巖體中,炸藥的用量比較易于控制。其中對石方的機械化施工和安全性是中深孔爆破優越性的體現。其較高的機械化程度克服了那些依靠人工或者機械化較低的缺陷,并且提供了便于運輸的破碎巖石塊,在安全方面,中深孔爆破作為露天工作,其裝藥的部位與需要爆破巖體的關系較為明確,所以爆破的振動強度、空氣沖擊波強度及破壞范圍相對容易控制。
二、影響中深孔爆破安全的因素分析
中深孔爆破作業相當復雜,作業內容較多,所以中深孔爆破安全因素的分析也是一個相當復雜的工程。分析影響中深孔爆破安全的因素要堅持:科學性,只有在科學的指導下,才能獲得可靠客觀的信息,分析結果才能有效;全面性,要選擇具有代表性的因素才能確保分析結果的全面有效;可行性,可行性的分析方案才能為爆破工程安全評價服務;可比性及穩定性,所分析的結果應能真實的反應客觀狀況,對于那些受到偶然因素就會大起大落的一些因素不應選取,應該選擇具有規律變法的因素。
影響安全深孔爆破安全的因素包括物質性的、管理性的、環境的、人為的。結合這一點,因素分為四種包括技術安全現狀、爆區環境、安全管理、施工安全現狀。
三、對影響中深孔爆破安全因素解決方法的分析
1. 技術安全現狀
對中深孔爆破系統安全系統進行評價的最重要的因素就是中深孔爆破的技術安全現狀。如果中深孔爆破的技術設計上不可靠、不合理,非常容易造成重大安全事故。所以在對中深孔爆破技術的設計上要遵循以下原則。
⑴確保中深孔爆破技術的設計單位及施工單位的資質符合國家相關規定。對于設計單位及施工單位國家都有相應的級別評定。對于那些拆除爆破、大型中深孔爆破、復雜環境巖土爆破等工程也同時進行了分級管理。
對于設計單位應當具備的條件主要包括:等級在B級別的單位,在高級爆破技術方面的工作人員應當多于一人,并且該單位應當在該等級擁有至少一例成功的案例,或者C等級擁有至少兩項成功地案例;等級在C級的單位,必須有兩名或者兩名以上的中級爆破技術人員,持有C級證件的員工不能少于一人,并且至少要在C級具有爆破設計成功的案例或者在D級有兩項成功案例;等級在D級的單位,中級爆破技術人員最少不能低于一人,擁有C級證件的員工數不能低于一人,并且具有D級別相應成功地案例或者一般爆破成功的設計方案。
⑵確保設計方案及參數的合理性。中深孔爆破設計方案及參數的合理性與爆破的成功、安全有著深刻的影響。一個優秀的設計方案將會提高整個爆破工程的安全爆破程度,而不可靠的方案將直接埋下安全隱患。為了保證工程可靠性,在設計中應注意參數的值包括:孔深、孔徑、孔距、排距、炸藥單耗、堵塞長度等控制在一個合理的范圍之內。
⑶安全危害防范。對中深孔爆破時直接帶來爆破振動、爆破沖擊波、飛石、有害氣體等危害,對上述這些危害應當進行有效的預防設計,合理的安全危害防范措施對整個中深孔爆破的安全將會產生重大的影響,這是安全危害防范中需要注意的重點內容。
2.爆區環境
爆區環境作為影響爆破工程作業的固有因素,包括自然和非自然因素。自然因素指爆破區的地質、地形、氣候狀況等;非自然因素指爆破區的居民、交通及爆破區其他施工工地狀態。這兩種因素對爆破安全都有很重要的影響。
3.安全管理
中深孔爆破安全管理具有工程技術的一面也有組織管理的一面,兩者相輔相成,是一項具有很強綜合性的工作。在具體安全管理中,只有嚴格的組織措施,才能確保技術措施的可靠,只有完整的技術措施,組織措施才能發揮作用。所以為確保中深孔爆破的安全必須重視其安全綜合措施,做好安全管理工作。在進行中深孔爆破的安全管理時需要考慮一下幾個方面的內容。
⑴建立并執行相關的規章制度。科學合理的規章制度是保證爆破安全及提高爆破效率的有效手段。包括的主要內容有:①建立實施設備管理制度。在對設備進行管理時要按照國家有關工程爆破時的安全條例、法規、條文及操作規程進行,對爆破施工現場的設備也要進行相關的運行管理制度,并且爆破器材的存放管理必須按照相關的規定進行存放并嚴格管理,防止外流或者丟失。②建立實施登記建檔制度。登記建檔是做好安全工作的重要前提之一,一些技術資料包括爆破設計資料、爆破器材的生產資料、爆破事故資料和其它一些與工程相關的事故資料等,做好收集和保存。③規章制度的執行。在執行規章制度時要堅持嚴格執行各項規章制度和操作規程并確保不發生違章操作情況的原則。
4. 施工安全現狀
施工現場的安全對中深孔爆破的整體安全有著直接的影響。在具備優秀的設計技術及管理措施的前提下,但是施工人員沒有較高的安全意識,不按照操作規程進行操作,也極易造成安全事故。所以,在中深孔爆破作業時,爆破員應具備較高的安全意識,按照相關規范進行操作,嚴格遵守爆破安全規程和安全操作細則,工程技術人員應當在現場進行監管,爆破后進行檢查,一旦發現不安全問題要及時上報處理。
三、結論
綜上可知,中深孔爆破是現代基礎建設中不可缺少的部分。中深孔爆破技術的優劣對施工安全有著非常重要的影響。為了確保中深孔爆破的安全,分別對影響中深孔爆破安全的問題進行了分析,并提出了相應的解決措施,對提高中深孔爆破安全具有積極意義。
參考文獻
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篇6
【關鍵詞】爆破擠淤;造船項目;防洪堤工程
【中圖分類號】TV87【文獻標識碼】A
【文章編號】1007―4309(2010)10―0089―2
一、工程概況和自然條件
中遠大連造船項目防波堤工程內容包含防波堤1 880m,接岸護岸250m。防波堤及護岸均采用拋石斜坡堤結構,根據護岸、防波堤的功能及地基情況、堤身的結構分以下幾種類型:
K0-250.00―K0-150.00為護岸段,由于離岸較近,淤泥層厚度很小,基礎不處理,采用拋石擠淤;K0-150.00―K0+0.00段也為護岸段,基礎處理采用爆破擠淤的方式,處理土層為淤泥及淤泥質粉質粘土;K0+0.00―K0+420.00為防波堤內側兼碼頭段,基礎處理方式有兩種,其中K0+0.00―K0+150.00采用挖泥方案,基礎開挖要求達到卵石層,K0+150.00―K0+420.00采用爆破擠淤方式; K0+420.00―K1+250.00段為防波堤內側遠期預留碼頭段,基礎處理采用爆破擠淤的方式;K1+250.00―K1+830.00為純防波堤段,基礎處理采用爆破擠淤方式; K1+830.00―K1+880.00為堤頭段,地基處理采用爆破擠淤方案。
本工程中爆破擠淤筑堤主要工程量為:防波堤堤心爆填石方4 486 763m3,護岸堤爆破擠淤石方183 196m3,合計4 669 959m3。
本區瀕臨海域潮汐屬于不正規半日潮,每日潮位兩漲兩落,以風浪為主,涌浪為次。
二、爆破擠淤的機理
爆破擠淤是“爆破法處理水下淤泥質軟基”的簡稱。爆破擠淤處理加固地基的基本原理是在堤頭一定位置的淤泥內埋置藥包,藥包爆炸將淤泥向四周擠出并向上拋擲形成爆坑,堤頭拋石體在爆炸空腔負壓和重力作用下定向滑移落入爆坑并形成石舌,瞬時實現泥石置換。同時,藥包爆炸產生的沖擊波和振動還使爆源附近一定范圍內的淤泥受到強烈擾動,物理力學性能參數急劇下降,承載能力迅速減弱至幾乎完全失去,拋石體在自重作用下進一步滑移或下沉;后續堤頭藥包爆破的多次振動作用將加速堤身下沉落底;爆破振動效應使拋填塊石相對移動,堤身石料密實度增加,使堤身后期沉降減小。
三、爆破參數計算及起爆網路設計
根據《爆炸法處理水下地基和基礎技術規程》規定,擠淤一次爆破藥量按下式計算:
Ql=q0•LH•Hmw•LL
Hmw=Hm +(γw/γm)Hw
其中:
Ql-一次爆破排淤填石藥量,單位:kg,
q0-爆炸擠淤單位體積淤泥的耗藥量,單位:kg/m3,
LH-一次推填的水平距離,單位:m,
Hmw-計入覆蓋水深的折算淤泥厚度,單位:m,
LL-布藥線長度,單位m
Hm-置換淤泥層厚度,包含淤泥包隆起高度,單位:m,
Hw-覆蓋水深,即泥面以上的水深,單位:m,
γw-水重度,單位:kN/m3,
γm-淤泥重度,單位:kN/m3。
影響爆炸擠淤單位體積淤泥耗藥量系數q0的因素很多,如淤泥的物理力學指標、石料塊度、炸藥種類、淤泥深度、覆蓋水深、等等。規程中給出的q0值在0.6至1.0之間,根據近年來的爆破擠淤工程實踐,此單耗值偏大。不同地區不同淤泥指標的擠淤爆破炸藥單耗量差異較大,大連地區單耗藥量通常不會超過0.2kg/m3。另外,在計算總裝藥量時通常需要計入淤泥包隆起的高度,但不計入覆蓋水深的折算厚度。
計算藥包埋深時不僅要計入淤泥包的隆起高度,也應計入覆蓋水深的折算淤泥厚度。覆蓋水有利于炸藥能量的充分利用,覆蓋水越深,計算得出的折算后埋深越深,藥包埋入淤泥內的深度越淺。當覆蓋水足夠深時(水深大于泥深的1.6倍),藥包可以放置在淤泥表面。
起爆網路可以采用導爆索網路,導爆管網路或兩者的混合網路。在埋入藥包之前,首先用導爆索加工成起爆體放入藥包中,然后選用導爆索或導爆管引出水面,構成了導爆索網路或導爆管網路。如果用導爆管引出,之后與主導爆索相連,則構成了混合網路。爆破時通常采用電雷管起爆,或者采用分段延時雷管起爆。起爆網路如下圖所示:
四、施工工序
爆破擠淤施工工藝有三種,即堤頭爆填,內外側側向爆填和坡腳爆夯。通過上述工藝使堤身拋石體落底至設計高程,同時按設計尺寸形成穩定的堤身斷面。
堤頭爆填開始前先設立堤軸線和兩側拋填邊沿線標記,為了解堤軸線附近水深地形變化,施工前做必要的水深地形復測。然后按兩側邊沿線標記和進尺進行拋填。進尺、寬度及高程滿足要求后進行裝藥作業。裝藥作業結束后,機械設備、人員撤場。放警戒線,鳴警報,連接雷管,準備起爆。爆后經現場安全人員檢查無誤后,堤頭爆填一次循環完成。
堤頭爆填完成后,石料基本落到持力層上,但仍需對堤身兩側進行側爆填,以便加寬堤身和整形,使之達到設計要求。兩側爆填施工方法與堤頭爆填相同,可在堤頭爆填50m后進行,側爆循環進尺一般為50m。
要想使內外側坡腳穩定,坡腳爆夯是必不可少的步驟,通過對坡腳進行爆夯處理,可以起到密實加固的作用。爆夯時根據坡腳平臺寬度確定采用單排藥包或雙排藥包,藥包直接放置在基礎平臺石料表面,內外側可分別進行。爆夯在側爆完成后進行,爆夯后通過理坡使堤身達到設計斷面。
五、質量控制
根據《爆炸法處理水下地基和基礎技術規程》(JTJ/T258-98)中對爆炸擠淤施工的相關規定:
本工程質量控制在技術方面包括下面幾項內容:
第一,上堤石料質量控制(塊度、抗壓強度、含泥砂量等)。
第二,爆破擠淤施工過程質量控制(測量、定位、裝藥、起爆等)。
第三,檢驗與檢測(鉆孔、物探、體積平衡驗算、沉降位移觀測等)。
其中,體積平衡法貫穿于爆破擠淤堤頭爆填施工的全過程,堤心爆填每30m進行一次體積平衡檢驗。體積平衡法是根據每炮拋填石料質量、方量記錄,在準確統計上堤方量的基礎上,比對設計斷面方量,使堤心石落底情況能夠被確定下來。
六、安全、環境與文明施工管理
(一)環境保護
在施工過程中,為了了解爆炸產物對海洋環境的影響,大連市環境監測中心作了大量的環境跟蹤監測,積累了資料,取得了可靠的數據。跟蹤監測結果表明:爆炸法處理海淤軟基對水質影響范圍有限,持續時間較短,不會造成施工區外的污染。爆破對海洋水質及海洋生態環境沒有產生有害影響。
(二)加強火工品管理
施工中按有關規定進行火工品運輸、保管和加工,嚴格執行各種簽領手續,做到可追溯,避免保管不善造成流失。
(三)施工安全距離的確定
根據《爆破安全規程》(GB6722-86)中第8.3.5條規定:“在水深不大于30m的水域內進行水下爆破,水中沖擊波最小安全距離,應遵守下列規定:當炸藥量為200kg―1 000kg時,采用水中裸裝藥方式,水中沖擊波對人員安全最小距離為2 000m,對潛水人員最小距離為2 600m,對木船最小距離為500m,對鐵船最小距離為250m。”
(四)安全警戒
由于水下爆炸較為復雜,為確保人員和施工船舶安全,考慮到水下的地質、水文和爆炸方式等條件產生、傳播的復雜性,在施工中按規定的警戒范圍警戒。特別加強與旅游區人員、施工船舶及其他施工單位之間的通訊聯系,水上安排警戒船只進行巡邏,做到萬無一失,確保爆夯安全。
七、結語
本工程基礎處理方法采用了爆破擠淤筑堤法,該方法具有工程造價低,施工速度快,后期沉降量小等優點,被廣泛應用于防波堤、護岸、圍堰等地基處理項目。但爆破擠淤工藝也有它相應的適用范圍,《爆炸法處理水下軟基和基礎技術規程》中推薦的置換淤泥深度為4m―12m。本工程水深為15m,淤泥厚度為20m,堤身落底寬度最大為120m,遠遠超過了規程中推薦的適用范圍,國內沒有類似的成功實例可以借鑒,爆破擠淤施工技術難度很大。通過對本工程的成功實施總結出以下幾點經驗:
第一,爆破擠淤施工除按規范設計爆破參數外,應通過典型施工來確定爆破參數的可行性。本工程選取樁號K0-150―K0-105護岸起始段、樁號K0+000―K0+030防波堤內側挖泥段和樁號K0+230―K0+260防波堤內側兼碼頭段作為典型施工段,證明所選用的爆夯參數是合適的。根據爆破前、后的測量結果,針對該典型施工段具體情況,選用相應的爆夯參數,取得了良好的效果。
第二,堤身內側先寬后窄,落底寬度一次到位,同時根據拋石層厚度不同,采用了不同的翅膀疊加技術。這一方法解決了常規施工工藝中深水條件下容易出現的落底寬度不足的缺陷。
第三,堤身外側采用了兩次側爆加寬,側爆與爆夯相結合的施工工藝。在改善堤身抗風浪沖刷能力的同時,提高了拋石車輛的工作效率。單一堤頭24小時拋填石方量超過25 000方也是防波堤施工中較為罕見的。
第四,改進型的陸上裝藥機及雙向復式起爆網路,提高了爆破裝藥的效率和操作的安全性,降低了盲炮發生的概率。
【參考文獻】
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篇7
關鍵詞:高職院校;安全技術管理專業;課程體系建設研究
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2010)010-171-02
高職院校由于學制短,時間緊,在培養人才的過程中往往急功近利,沒有明確的培養目標。許多高職院校尚無完善,成熟的培養計劃和課程設置體系。高職院校大多緊跟勞動力市場變化,重理工,這種培養模式使得高職院校提供的教育與人本身的發展和社會的需要發生嚴重偏離。
根據安全技術管理專業的工作特點,校企合作進行職業核心能力和素養的分析,開發與工學結合人才培養模式相適應的安全技術管理專業的課程體系。在核心能力分析的基礎上建立基于生產安全的“崗位核心能力”課程體系。積極推行以職業活動導向的理論實踐一體化教學的內容、方法和手段改革,建設生產安全網絡教學資源平臺。
(1)打破傳統的基礎課、專業基礎課、專業課的課程設置模式,構建以安全職業能力為模塊的課程體系。
(2)制定按職業能力和素養來培養學生的人才培養方案。
(3)突破了傳統的課程結構,實現了案例引導、任務驅動的教學模式。
(4)要求對主要專業課程,貫徹以工學結合的理念,加強課程設計與開發。
(5)實行理論實踐一體化、達到“教、學、做”一體的效果,并全方位培養了學生的職業能力。
1、課程體系設計理論依據
為優化安全技術管理專業課程體系,首先明確安全崗位職業能力。本專業技能分為二個層次,第一層次為核心能力,包括基本操作能力及安全管理能力;第二層次為行業能力,主要包括:土建安全技術、交通安全技術管理、化工安全技術、礦山安全技術及消防工程等五個方面的能力。
安全管理能力強調的是處理安全問題的思維和方法論,其所對應的安全理論知識體系也是安全科學與技術的核心部分。這兩部分構成了安全技術管理專業的核心能力平臺,可以和不同的行業能力進行任意組合,從而形成以核心能力平臺為基礎、具有不同行業特色的安全技能。每種行業能力由3-4門安全技術與行業技術相結合的特色專業課程支撐,改革形成了以核心能力培養為基礎、以行業能力為支撐、根據社會需求靈活調整支撐點、具有本專業特色的課程體系。
基本操作技能強調的是動手能力,主要由一些有特色的實訓課程《安全檢測與監控實訓》來實現。
2、安全技術管理專業課程體系
本專業教學計劃中包括下列四類課程體系:公共必修課程體系,專業必須課程體系(包括:專業基礎課程+核心能力課程+行業能力課程),專業選修課程體系和實踐課。
2.1 公共必修課程體系
公共必修課程體系主要包括政治理論課程和英語、數學、計算機等基礎課程,主要圍繞培養綜合素質和專業先導課程學習兩大目標,以必須和夠用為原則。
2.2 專業必須課程體系
(1)專業基礎課程
主要包括無機分析化學、工程力學、工程制圖及AUTO-CAD、機械基礎、電子電工技術等課程,是專業能力的先導課程。
(2)核心安全能力課程
安全理論知識體系和安全科學與技術的核心部分,
(3)行業安全能力課程
各校可根據自身辦學特色及市場需求情況自行設置行業安全能力課程內容、確定課程名稱。
2.3 專業選修課程體系
各校可根據自身優勢和所屬行業特點,在滿足學分與課程基本要求的條件調整課程的設置與內容,辦出特色。
2.4 實踐課
(1)課內實踐(實驗)
主要為加深和鞏固對理論知識的理解,培養學生掌握一些基本技能。其中重要實訓可采用理論和實踐教學一體化模式。
(2)綜合性實踐(一)
對于“工學結合”的核心課程,課程結束后,安排綜合性強化訓練,理論教學與實踐教學一體化,做到真實體驗。
(3)綜合性實踐(二)
對于綜合性較強的課程,可以開展校內的課程設計,加強校內生產性實訓環節。
(4)校外實習
主要包括安全認識實習、危險辨識和評價實習、企業安全管理實習及部分行業安全能力課程的實習。
(5)畢業實習
畢業實習要求學生以企事業單位員工的身份頂崗實習來實施,通過企業兼職教師指導、企業崗位考評,以及學校教師的監督考評綜合評定學生的畢業實習成績。
3、主要課程
3.1 專業基礎必修課
(1)《工程制圖與CAD》
主要學習國家標準《工程制圖》、《機械制圖》的有關規定,點、線、面的投影及基本幾何體,機件常用的表達方法:學習Auto CAD的基礎知識,平面圖形的繪制與編輯。
(2)《安全工程化學基礎》
通過本課程的學習,使學生系統的掌握易燃、易爆物質的特征。有毒有害物質的危害。理解和掌握易燃易爆物品的特性、燃燒和爆炸的基本理論知識,了解有毒有害物質對人體和環境的危害。
(3)《采礦方法》
通過本課程的學習使學生掌握使學生了解和掌握礦山建設、生產過程和開采設計的基本知識。具備指導礦山基建施工和采礦的能力:具備礦山采掘工程管理的能力;基本具備礦山安全管理的能力。
3.2 專業技術必修課
(1)《工業防火防爆》
通過本課程主要了解火災和爆炸的基本知識,掌握這類事故的一般規律,具備火災與爆炸事故管理和火災與爆炸事故的現場處置能力,具有完整的理論體系和較強的可操作性。
(2)《安全系統工程》
本課程主要學習系統工程學的原理和勞動安全科學管理方法,能夠對系統或生產中的安全問題進行定性和定量分析、評價及預測,并采取綜合性安全措施予以控制,使系統發生事故的可能性減少到最低限度。
(3)《企業管理與安全管理》
該課程在于使學生具備安全生產管理的基礎理論知識,具有一定的技術操作與實踐動手能力,安全評價,具備編制安全技術措施計劃等能力。要求學生具備事故統計與分析能力,熟悉相關的安全生產法規與安全管理制度,掌握事故預防與控制的基本技術方法,具有一定解決實際問題的技能和團隊協作能力。
(4)《工程爆破》
熟悉爆破基本理論、爆破器材及管理辦法,掌握爆破起爆方法,能夠組織實施露天、地下一般爆破、深孔爆破、控制爆破、拆除爆破,熟練掌握爆破安全技術、爆破參數計算等能力。
(5)《工程施工安全管理》
本課程以單元工作任務基本學習情景,以重點、難點工作過程的情景變化作為學習的內容展開。單元工作的任務是由結構相對完整的工作過程來完成,并由相近的工作對象、施工
工藝、材料、機具和專業工種構成的。
(6)《電工技術與機電安全技術》
通過本課程的學習使學生具備工業企業供電與安全用電、電工測量能力等。具備電氣安全、機械安全,掌握金屬冷加工、機械安全技術和重大危險機械安全技術等知識。
(7)《礦井通風與安全》
本門課程介紹礦井通風與安全的基本概念和基本原理,掌握礦井通風設計方法、礦井安全管理及治理措施。具備從事地下開采通風管理的能力。
(8)《安全檢測與監控技術》
本課程介紹安全檢測的原理及方法,介紹安全檢測測量儀器的正確使用,噪聲與震動的測定、有毒有害氣體的檢測與監測。
(9)《礦山安全技術》
具備傷亡事故統計分析的能力;具備系統安全分析與評價的能力;具備礦山環境評價的能力;掌握礦內空氣中有毒、有害、噪聲監測的能力:掌握編制安全技術措施計劃的方法與運用的能力;具備組織開展科學研究、總結、推廣安全生產科研成果和先進經驗的能力。
3.3 專業限選課
(1)《安全生產法規》
學生通過本課程的學習,提高對法學基礎知識及安全生產相關法律法規的認識;提高安生生產法律意識;掌握相關法學理論及原則。
(2)《OHSMS認證與安全評價》
通過本課程主要學習使學生能夠比較常用評價方法的優缺點和適用范圍,并進行綜合運用:具備進行安全評價的能力,并能撰寫安全評價報告。
(3)《職業衛生》
具備保護好勞動者在生產活動中的安全與健康的能力。
3.4 實踐課
(1)《機械加工工藝安全實習》
具有初步的實踐動手能力,會操作主要的設備和工具加工簡單零件:對簡單零件具有選擇加工方法及制定工藝過程。進行工藝分析的初步能力:初步培養撰寫技術報告的能力。
(2)《安全生產技術實習》
通過生產實習使學生掌握將理論知識應用于生產實踐的方法和過程,提高學生分析問題解決問題的能力,從而促進學生專業知識水平的提高。
(3)《安全檢測技術實訓》
掌握測量儀器的正確使用,掌握大氣參數的測定、噪聲與震動的測定、粉塵的收集與測定、有毒有害氣體的檢測與監測,
(4)《安全技術課程設計》
了解礦山生產的工藝特點、掌握露天礦山和井下礦山的開采方法、使學生具備礦山安全生產的技術管理和管理能力、能夠獨立進行專業課題的設計。
(5)《畢業實習》
通過畢業實習,要求學生理論聯系實際,把所學的專業知識應用到實際的工作當中,對生產單位的資料收集,學生對所學課程加深理解,并培養獨立工作能力,檢驗學生綜合能力。
4、課程設置與學分結構
在上述課程體系中著重強調了生產工藝等這些基礎學科的重要性,這是因為基于生產過程安全的設備安全運行和事故的分析,都離不開上述的基礎知識。為了增強學生職業能力的發展,開設了安全評價、相關的安全生產技術等課程為職業的繼續教育儲備相應的知識。
高職教育的培養目標不能僅限于高技能人才,還必須培養技術型人才。為了實現這一人才培養目標,在課程體系的設置上,除了上述的理論課程和相應的實驗之外,還專門開設了相應的實訓,以增強學生的感性認識和綜合應用所學理論知識的能力,為學生畢業后能盡快適應工作崗位創造條件。
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篇8
關鍵詞:水利水電;明挖工程;爆破開挖
中圖分類號TV542 文獻標識碼A
通常的水利水電設備都以堅硬的巖石為工作地點,能夠保證水的泄露問題減輕,不過隨著時間的發展,石料工藝發展迅速,一些工程使用將混凝土應用在地基的方法來保證達到相同的效果,使位置的選擇更加靈活,不過無論哪種形式,在挖掘和石料開采與應用的階段都必須通過鉆爆技術。從而完成石料采集工作。其中爆破工藝更是不能缺少的手段之一。爆破工藝應當注意人員的安全,也應注意爆破時預留巖體的完整。
1 明挖工程的爆破開挖
1.1 梯段爆破
爆破工作講求一個中間度,首先應當保證爆破的位置恰當,其次,在完成爆破工作的同時應當保持下層土壤的擾動達到最小程度。因為工程的作業量較大,為了達到完成工作的目的,可能選用爆破程度較高的梯段手段。所以更應該掌控好投放的藥量以及保護地層應當完成的措施。
1.1.1 最大一段起爆藥量
根據相關規定,梯段爆破的最大一段起爆藥量,不得大于500kg,鄰近設計建基而和設計邊坡時,不得大于300kg。而如果爆破地位于建筑物或防護一標附近,則最大一段起爆藥量,應按具體的規定來設置。炮孔爆炸后能量擴散,范圍漸漸變大,能夠對周圍的建筑以及巖體等產生振動或破壞。
1.1.2 保護層厚度
在爆破工藝實施時,應當注意在最底層留有一定空間,并加上保護層,使得爆破工作不會產生連帶傷害,破壞不應破壞的地層,從而預防危險發生,能夠影響地層完整狀況的因素有,爆破手段,投藥量,地質材料,以及保護層的厚度。所以在施工的時候應當密切注意數據值的控制。可以利用小的試驗來決定保護層的設置情況。
1.2 平地掏槽爆破
電廠集水井、泄水閘齒槽等水利水電工程的建筑物輪廓形狀各異,都需要進行平地掏槽爆破。此外,為了形成梯段爆破臨空面,在對基坑巖石進行梯段爆破方式開挖時,需要先進行掏槽爆破;基坑開挖施工道路,也需通過層層掏槽爆破,才能進入基坑最低工作面。掏槽形狀、輪廓尺寸直接影響著掏槽爆破一次爆破的深度,一般來說平面尺寸與深度成正比。鑒于掏槽爆破的震動影響和破壞范圍較大,所以一次掏槽深度應該控制在3-4m內,盡量不要超過5m。如果槽的深度較大就可以進行分層掏槽爆破。為了保證壁面平整,主要可以采用預裂爆破或光面爆破這兩種。
1.2.1 群孔平地起爆
如果槽挖深度小于2m,一般就采用這種方式進行爆破。炮孔內一般要布置即發雷管同時起爆。為了取得更好的掏槽效果。孔深應該保持在等于或略大于槽深的范圍內,孔、徘距則大概控制在孔深的一半左右,耳單位耗藥量應大干1.3kg/m2。這種方式施工工藝簡單。這種方法的特點是方法簡單,強度大,但是因為沖擊力較強,難以掌握尺度,對下層的損傷程度也會較大,控制不好會有危險。
1.2.2 由淺至深掏糟爆破
一般來說,基坑施工道路主要采用由淺至深的掏槽爆破。當掏槽深度符合設計梯段高度后,就運用梯段爆破開挖此高程以上的部位,同時按施工布置繼續進行掏槽爆破下降施丁道路到下一層。這種掏槽方式主要有兩種一是變角度、變孔深掏槽方式。
1.2.3 中心掏槽爆破
如果工程的槽挖深度在3-Im之間。開挖平面尺寸相對較大時,則應該采用中心掏槽方式爆破,這樣的效果更好。中心掏槽佰孔和起爆順序有多種形式,如中心布置垂直孔,孔內布置高威力炸藥等方式。
1.3 保護層爆破
水利水電的特殊性對建筑物地基質量的要求比較高,為了避免水平建基面巖體產生大量爆破裂隙。使節理裂隙、層面等弱面明顯惡化,巖體的完整性遭損壞等不利情況。大多數水電工程通常都采用保護層法開挖緊鄰水平建基面的巖石。具體的爆破方法有以下幾種:
1.3.1 保護層一次挖除爆破方法
保護層一次爆除最基本的方法是孔間微差小梯段爆破。在使用這種方法的過程中,不僅要注意在考慮使用小直徑藥卷和耦合裝藥結構降低爆破震動效應,并減小炮孔底部爆破影響的范圍,還要注意對待多孔平地爆破方式的影響;注意盡量擴大保護層爆破的孔網參數,減少炮孔的數量。
1.3.2 淺孔松動爆破配合水平光面爆破或水平預裂爆破采用水平光面爆破或水平預裂爆破一次爆除保護層可以有效的保證建基面平整,減少超欠挖工程量。同時,這兩種方法對地基的不良影響小。
影響爆破程度以及方法選擇的因素有施工對象的各項條件,也有主觀的人員安排與現有條件的影響,這要求在掌握爆破技術的同時擁有獨立的判斷能力,采用負責任的態度選擇適合于當前情況的爆破工藝。不能死板照抄文件,也不能凡事隨意而為,一些工藝安全性較好,而爆破強度低下,一些工藝強度高而安全性差,應當靈活選擇應用,對于強度低者可以多用多量,強度高者減少用量。
1.4 建筑物邊坡開挖爆破
1.4.1 預裂爆破
預裂爆破工作一般是在主要爆破工作前進行的。工序是在總輪廓上產生密集的炮孔,造成一串成形的串孔。這能夠將需要保留和需要移動的區域分別開,這層串孔能夠保證爆破工藝的范圍,不過界,并保護保留層,使爆破的沖擊得到緩和,不至于造成邊緣傷害,有效的保護邊坡輪廓面的完整。在無臨空面、夾制作用很大的情況下,通常選用的是預裂爆破,不過它產生的沖擊較大,對一些脆弱部位的完整性可能產生不好的影響。
1.4.2 光面爆破
光面爆破工作針對的是地下作業。使用預裂的方法能夠保證巖壁的完整性,這能夠減輕爆破產生的沖擊波,造成不必要的傷害,預裂爆破可一次形成高邊坡壁畫。而平常的運用中可以較為靈活地掌握層次以及厚薄程度,完成時間較快,但是預裂爆破工藝并不是在任何條件下都適合,而光面爆破能夠起到彌補其缺陷的作用,保證圍堰的安全,并且效果較好。
結語
爆破工藝是非常必要的,也是具有危險性的工作,能夠保證工作順利進行,也可能造成安全隱患,所以,在水利水電事業中,應當充分了解爆破工藝的內涵及方法,應當掌握分寸,注意安全,將各種因素考慮全面。在方案的選擇上將必要的爆破與必要的保護結合起來完成選擇。
參考文獻
篇9
關鍵詞:馬鹿塘 地下廠房 巖錨梁 爆破 錨桿施工
1 .概述
1.1 工程概況
馬鹿塘水電站二期工程位于云南省文山州境內最大的河流盤龍河上,麻栗坡縣境內。
工程以發電為主要開發目的,采用混合式開發。工程等別為Ⅱ等大(2)型,最大壩高154m,裝機容量3×100MW,水庫總庫容5.4565億m3,具有年調節能力,發電引用流量為106m3/s,水頭380m。工程樞紐建筑物主要由混凝土面板堆石壩、左岸岸邊溢洪道、左岸放空隧洞、右岸引水隧洞、調壓井、壓力鋼管道、地下發電廠房及附屬洞室等組成。
地下廠房位于猛洞河口上游0.28km處的盤龍河右岸山體內。主、副廠房平行岸坡布置,機組中心線方向為N17°4′W。廠址區巖性為眼球狀花崗質黑云混合片麻巖夾少量白崗巖。地下主、副廠房埋深約150m~160m,圍巖為新鮮巖體,構造、節理不發育,僅在廠房頂拱處有一條屬Ⅲ級結構面斷層通過,斷層角較陡,且埋深位置較大,斷層規模較小,估計影響范圍極為有限。洞室圍巖節理面平粗多閉合,具塊狀~整體結構,屬Ⅰ類圍巖。
1.2 設計參數
地下廠房開挖尺寸為,洞長×寬×高分別為97.4×19.6×41.1m,共分6層開挖,廠房巖錨吊車梁層位于6.0m層高的第二開挖層,巖錨梁巖臺開挖寬度0.7m,單邊縱向長度78m。廠房第Ⅱ層開挖斷面見下圖(1)。
巖錨吊車梁體型范圍內布設兩排受拉錨桿和一排受壓錨桿。上排受拉錨桿參數為:Φ36mmⅢ級鋼筋@75cm、入巖6.5m、L=8m、上仰角25°,下排受拉錨桿參數為:Φ36mmⅢ級鋼筋@75cm、入巖6.5m、L=9m、上仰角20°,受拉錨桿與混凝土交界面靠巖石側2m范圍內涂抹瀝青;受壓錨桿參數為:Φ36mmⅡ級鋼筋@75cm、入巖6m、L=7m、下傾角30°。巖錨梁受拉受壓錨桿總數624根。為確保巖錨梁開挖質量,布置一排@100cm、入巖1.4m、L=1.5m鎖口錨桿,要求在巖臺爆破前錨桿砂漿達到設計強度。巖錨梁各種錨桿布置見下圖(2)。
2 .巖錨梁開挖
2.1設計要求和施工技術思路
2.1.1開挖需解決的技術問題
巖錨梁開挖時,必須對巖錨梁斜臺及周圍2m范圍內的巖體進行控制爆破,確保設計開挖的輪廓面,減少爆破對保留巖體的振動。在第二層中間拉槽開挖前,應對主廠房上、下游先進行預裂爆破,預裂爆破孔孔距不大于鉆孔直徑的8倍,預裂線距上、下游邊墻的距離不應小于2m。巖錨梁開挖最終輪廓面應采用光面爆破進行開挖,且鉆孔直徑不大于50mm;巖錨梁以上部分可采用水平光面爆破或其他可靠方法進行開挖,且鉆孔直徑不大于50mm。無論采用何種爆破方式,應嚴格控制最大一段起爆藥量,其允許產生安全質點振速小于10cm/s。巖錨梁最終開挖輪廓面的殘留炮孔痕跡應均勻分布,且Ⅰ、Ⅱ圍巖的殘孔率應大于90%,弱風化(其它地質缺陷除外)巖石應達80%以上。輪廓面上超挖控制在20cm以內,不允許欠挖。
2.1.2開挖基本思路
(1).巖臺開挖必須有效地減少超挖、不允許欠挖,爆破質點振速小于10cm/s,采用小孔距、小孔徑、均布裝藥一次成形的開挖方案。
(2).采用垂直鉆孔方式開挖垂直面,孔底偏差 “漂孔”現象較小。同時施工將不受爆破掌子面限制,一次能夠投入較多鉆孔設備,可以加快施工進度。
(3).為了有效減少廠房拉槽及垂直保護層開挖時的爆破振動對巖錨梁最終開挖輪廓面成型的影響,并且要求巖錨梁斜臺面及最終垂直面開挖爆破時有明確的臨空面,巖錨梁最終開挖輪廓面施工的最佳時機為同時滿足以下要求:
a.拉槽、垂直保護層開挖高程需降至距巖錨梁巖臺上拐點以下3.0m左右;
b.巖臺起坡邊線以上1.5m的直立邊墻開挖完成。控制好側向保護層分層厚度選擇,上層側向保護層光爆孔孔底高程需超過巖錨梁巖臺臺口以下0.5 m以上,避免保護層光爆孔孔底加強裝藥對臺口造成隱性拉傷、破壞,使臺口產生掉塊等。
(4)采用雙向光面控制爆破技術將巖錨梁最終輪廓面一次“切割”成形,這是控制巖錨梁巖臺成形的關鍵。
2.2 開挖程序及方法
2.2.1爆破試驗
a.根據擬定的施工思路,巖錨梁正式開挖前,在副廠房無巖錨梁區域的上下游邊墻上選擇適當位置進行爆破試驗。試驗內容為:
(1)確定開挖方法及鉆具的選定;
(2)各項鉆爆參數(包括鉆孔深度、鉆孔間排距、巖臺斜面及上下拐點的爆孔布置形式、光爆層厚度及裝藥參數);
(3)爆破振動試驗(包括聲波松動圈測試及質點振速)。
b.專項爆破試驗:
(1)先對巖臺以外區域進行光面爆破開挖,對巖臺區按開挖規格線打垂直孔和斜孔進行光面爆破;
(2)先對巖臺以外區域進行預裂爆破開挖,對巖臺區按開挖規格線打垂直孔和斜孔進行光面爆破;
(3)搭設鉆孔導向架進行施鉆;
(4)分別用120g/m、130g/m兩種光爆孔線裝藥密度進行爆破試驗。
c.試驗結果表明:
(1)先對巖臺以外區域進行光面爆破開挖,對巖臺區按開挖規格線打垂直孔和斜孔進行光面爆破最終斷面成型最佳;
(2)搭設鉆孔導向架后,采用孔徑φ42mmYT-28鑿巖機可有效控制鉆孔精度;
(3)光爆孔孔距在30~35cm以內時,巖臺上只有5%的欠挖點,而且欠挖可控制在5cm以內,孔距越小欠挖點越少。
(4)藥量130g/m,起爆網絡中垂直向和巖臺斜向采用同段雷管同時起爆時,對巖臺成形、下拐點以下巖石及巖臺以上部分巖石保護效果最佳。
2.2.2主要施工方法及爆破設計
2.3 測量放樣
巖錨梁巖臺正式開鉆前,沿垂直邊線及巖臺傾斜面施放出設計開口線:
a.由于在巖臺傾斜面下拐點以下布設鉆孔導向架控制點,因此下拐點放樣時,實際開口線比設計開口線下移5cm距離需按鉆孔角度,根據實際巖面按32cm孔距放出實際開孔位置。
b.由于采用的鉆機鉆頭直徑為45mm,如沿設計邊線開孔,則由于設備因素將造成巖臺下拐點將有5~8cm左右超挖,因此測量放樣時,實際開孔位置應高于設計邊線5cm,確保爆破成形斷面為設計巖臺斜面。
為了保證上拐點不欠挖,實際垂直孔比設計超深10cm,詳細見附圖(3)。
2.4 爆破參數的確定
巖錨梁開挖考慮采用光面爆破技術達到“切割”巖體,并保證爆破產生的能量不至于破壞巖臺周圍巖體,包括巖面的碎、裂破壞。本工程僅設置垂直向及傾斜向的光爆孔,而不需設置主炮孔,垂直面和巖臺傾斜面一次性同時引爆。設計垂直孔和傾斜孔相同孔距,并要求兩個方向的炮孔間隔交錯布置。
主要爆破參數設計如下:詳細裝藥圖見附圖(5)、(6)。
a. 炮孔深度:垂直向光爆孔孔深h=1.5m,傾斜向爆孔孔深h=1.4 m;
b. 線裝藥密度q線= 130g/m,考慮本工程地質巖性,光爆孔孔底增加63g藥量;
c. 光爆孔間距,經過試驗確定為32cm;
d.根據爆破結果表明孔口無藥段長為40cm時,而實際堵塞長度20 cm最佳;
e. 選用2#巖石乳化炸藥,直徑25mm,單長20cm單重125g ;
f. 光爆孔單孔裝藥量為188g;
g. 起爆網絡設計:
垂直向和巖臺斜向光爆孔采用同段雷管一段起爆。
考慮到巖石基礎邊墻開挖,如墻體較長、分段施工時,無論采用光面爆破還是預裂爆破,在分段交匯處,邊墻往往出現不同程度的拉裂和超、欠挖現象,在條件允許的情況下,如能僅通過一次爆破作業來完成,則形成的“切割”面也較為連續,巖面平整度也較好,根據本工程的施工條件,巖臺爆破分段長度為20m。
在爆破單響藥量的控制上,我們認為當爆破區域較長時,單響藥量雖然較大,但爆炸后產生的作用力是均勻地分散在整個爆破區,對巖體而言其受力情況是面受力而不是點集中受力,而且總裝藥量僅12kg,因此爆破振動對“切割”面和圍巖的整體結構影響是較小的。
采用導爆索中間不分段的爆破效果要優于分段接力傳爆,在各光爆孔裝藥結構及裝藥量基本一致的情況下,一次性爆破將巖體“切割”,其效果最佳。
2.5 鉆孔定位
鉆孔是控制巖錨梁巖臺開挖質量的重點工序之一。本工程是采用腳手架鋼管搭設鉆桿導向架的方法來控制鉆孔精度。搭設導向架必須考慮鉆孔設備尺寸及其施工精度影響等,其搭設角度為34.5°。略大于設計30°。搭設方式見圖3。
2.6 爆破效果
巖錨梁開挖半孔率達到98%以上,半孔無裂紋,平均超挖控制在8cm之內,無欠挖,達到優良工程標準。巖錨梁開挖效果如下圖片所示
2.7 巖臺開挖細節
1) 光面爆破孔孔口無藥段長為40cm,用紙卷堵塞,其堵塞長度20 cm最佳;
2) ②區光爆孔見(圖4)按欠挖5cm鉆孔,減小巖臺下拐點的超挖,有利于保證巖臺下拐點成形;
3) ③區垂直孔及斜孔見(圖4)按設計高程降低5cm造孔,避免巖臺欠挖;
4) ③區垂直孔與斜孔見(圖4)同時起爆;
5) 廠房分層開挖時,巖錨梁開挖層考慮按上拐點上1.5m及下拐點下3m進行分層最合理,確保氣腿式鑿巖機最佳操作空間;
2.8 拉槽開挖細節
1) 為控制飛石對巖錨梁破壞,堵塞長度要在一倍最小抵抗線左右;
2) 爆破自由面不應朝向巖錨梁,爆破連線宜按“v”形連接;
3) 為了減少根底,臨空面前可造部分輔助孔,爆破孔水平夾角不大于80°;
4) 布孔參數按較新的爆破理論孔距較排距稍寬,而總網孔面積不變,本工程選1.5×1.8m(a×b);
5) 為了減少爆破大塊率,要保證最小單耗及間隔裝藥;
3 .巖錨梁錨桿施工
巖錨梁受拉和受壓錨桿用全電腦液壓鉆車進行造孔,并采用“先注漿后安裝錨桿”的工藝進行施工。砂漿錨桿工藝流程及施工方法如下:
3.1 錨桿施工
鉆孔技術要求孔位偏差不大于5cm,孔深偏差值不大于5cm,孔徑大于錨桿直徑16mm,實際施工過程中采用φ51鉆頭。
3.1.1造孔
施鉆前,由測量人員根據設計要求將錨桿孔點畫在巖面上,以確保鉆孔精度。錨桿與巖面的傾角可由全電腦液壓鉆機自動控制,鉆孔就位后,由機長調整鉆桿鉆進角度,并經現場技術人員用地質羅盤校核合格后,才可正式開鉆。左右偏向采用第一根錨桿造孔過程中使用全站儀進行精確控制,形成第一排的三個標準錨桿,后續造孔側按設計間距進行測量即可。每十根錨桿造孔進行測量校核一次。
3.1.2清孔
鉆孔結束后,使用高壓風加水進行聯合吹孔。以保證注漿后水泥漿與孔壁之間有足夠的錨固力。
3.1.3錨筋制作安裝
鋼筋進場后,先進行外觀檢查,要求鋼筋表面潔凈無損傷,油漆污染和鐵銹在使用前清除干凈,帶有顆粒狀或片狀老銹的鋼筋不得使用;按要求取樣進行試驗,報監理工程師審批同意后進行錨筋加工。按照錨筋設計長度進行下料,允許偏差值為±20mm。兩排受拉錨桿與混凝土交界處靠巖面側1m范圍內抹瀝青。制作完畢后進行檢查,合格后,報監理驗收合格,堆放在干燥、通風的地方,進行防銹保護。
錨筋安裝前各工序驗收合格后,利用液壓鉆機和排架進行安裝,人工輔助。
3.1.4錨筋注漿
水泥砂漿設計標號為M20,配比由試驗室試驗確定為(質量比):水:水泥:砂:=0.40~0.45:1: 1~2,施工中稱量準確配制。鉆孔驗收合格后即進行注漿,注漿壓力0.1~0.2MPa,在孔口返漿水灰比與進漿水灰比相同時,注漿即可結束。
3.1.5下錨
注漿完畢后,安裝錨筋至錨桿的外露端標識點。要使每一根錨桿的外露長度符合設計要求,外露端頭同在一直線上。錨筋安裝后,在砂漿凝固前,不得敲擊,碰撞、拉拔和懸掛生物等。
3.1.6砂漿飽滿度檢測
本工程采用巖海RS-ST01C 聲波檢測儀檢測錨桿注漿飽滿度。操作過程如下:在其端部安放發射裝置和接收換能器,測試方式為端發端收。因為螺紋鋼的介質均勻,速度一定,對檢測結果比較簡單,且信號比較穩定,這大大提高了檢測結果的精度和準確性。檢測時如果端部表面有水泥漿,應將水泥漿液清除后再安放發射裝置和接收換能器,保證發射裝置和接收換能器表面與錨桿斷面完全接觸。否則將影響測試結果的準確性。
3.2 巖錨梁巖面超挖部位錨桿處理原則
巖錨梁在開挖過程中,由于各種不定因素的影響,局部將不可避免的會產生一定的超挖現象。對于巖面超挖部位錨桿的處理,其處理原則如下:
1) 所有巖錨梁錨桿外端頭必須保證處于原設計位置并在同一條直線上。
2) 當超挖尺寸小于15cm時,以保證巖錨梁錨桿外端頭在設計位置為原則,不作其它特殊處理。
3) 當超挖尺寸大于15cm,小于50cm時,受拉錨桿超挖部分采用瀝青段過度。受壓錨桿以保證錨桿外端頭在設計位置為原則,不作其它特殊處理。
4) 當超挖尺寸大于50cm后必須加長受拉、受壓錨桿長度。并按上一條進行處理。
3.3 錨桿施工細節
1) 錨桿孔徑比錨桿直徑大30mm為宜;
2) 使用專用錨桿注漿機對錨桿注漿質量能夠得到效好的控制;
3) 砂漿液要求以配合比為基準,現場以漿液粘手,并按稍有流動進行控制;
4) 造孔深度略超深5,以保證錨桿安裝的整齊。
4.安全防護措施
3.4 覆蓋防護
受施工條件的限制,廠房三層開挖距離巖錨梁的最小距離為5m,因此無法避免部分飛石砸向巖錨梁混凝土面,施工中利用原有拉筋與木板加固保護巖錨梁側面,底面部分原有混凝土施工的鋼模板不拆除直接用于保護巖錨梁混凝土底面。
3.5 爆破控制
在爆破振動荷載作用下巖錨梁結構的可能破壞形式主要為巖錨梁和巖臺(壁)結合面的拉裂破壞和剪切破壞。因此開挖爆破時,應控制巖錨梁垂直向的爆破振動速度,施工經驗及實測結果水平徑向振動速度較小,在這不作為控制。廠房的地質條件、巖體特性等基本相同,故K值、α值按照Ⅱ層質點傳播速度的試驗取得。三層爆破開挖也進行爆破振動測試以校核二層爆破開挖監測得數據。經實測十組數據統計結果表明垂直向震動速度平均值為8.8 cm/s,過程僅有一點數值超過規范控制值達到14.1cm/s。監測數據表明爆破開挖是安全的。
3.6 選擇合理的起爆時差
起爆時差的合理選擇是實現減震重要手段。從前期實測爆破振速成果來看,廠房邊墻及巖錨梁部位的爆破振動主頻一般在100~200Hz之間,振動主頻低于50Hz的事件很少發生,表明開挖爆破振動峰值具有沖擊特征,其衰減較快、持續時間短。因此孔間接力雷管的延期時間選擇25ms、50ms時可以避免波峰與波峰、波谷與波谷的疊加,起到減震作用。
根據爆破圍巖松動圈聲波測試結果分析,廠房中心拉槽和保護層爆破開挖,其圍巖松動范圍為0.6~1.0m。
5.結束語
篇10
關鍵詞:爆破;施工方案;安全
臺山電廠循環水E標二期取水明渠總長約600米,其中近400米長的區域內有大量巖體,需要進行爆破作業以形成設計斷面,爆破斷面頂寬約40m,底寬8m,深度達10m。爆破工程量約10萬方。
明渠施工平面圖
爆破前后斷面如下圖所示:
圖一:爆破前后斷面
由于爆破施工位于電廠廠區內,原有一期建筑物距離爆破區較近,為避免爆破施工影響到電廠的正常生產運行并避免施工過程中產生安全事故,項目部成立專門小組對施工周邊環境進行了詳細的探查。小組成員包括安全、技術、測量等多個職能部門骨干,通過探查,我們發現施工區周邊主要有沿明渠西側的電纜橋架、二期明渠北側一期泵房、二期明渠東側材料庫和二期明渠周邊止水帷幕等四項建筑設施。
根據探查結果,項目部召開專題會,集思廣益,共同商討,并最終確定了如下防護措施:
一、電纜橋架的防護
平行于明渠西側的電纜橋架,距離爆破點最近的距離26米,對電纜橋架的控制主要是防止飛石對電纜橋架的破壞。
對電纜橋架的防護主要采用三種方案:
A、控制藥量,減少爆破能量。
B、起爆重點部位進行履蓋,盡量減少飛石。
C、電纜橋架沿線搭設防護圍欄,防止飛石飛到電纜橋架上。
二、一期泵房的防護
一期泵房距離爆破點的距離為180米左右,重點控制是飛石,通過減少爆破能量和加強覆蓋來控制。
三、明渠東側材料庫的防護
主要控制要素是飛石,距離爆破點的距離為140米,通過減少爆破能量和加強覆蓋來控制。
四、對防水帷幕的防護
主要控制要素是爆破振動對防水帷幕的破壞。主要采取的方法為減少一次起爆藥量,正式爆破前沿開挖面兩側先進行預裂爆破,以減少振動對防水帷幕的影響。
(一)確定爆破方案
結合周邊環境情況,爆破方案定為預裂爆破后再進行淺眼松動爆破。防護主要采用重點爆破部位進行履蓋、控制一次起爆藥量、重點防護部位搭設防護圍網的方案。
1.爆破深度及爆破層數
根據圖紙爆破面的底標高為-8.0m,爆破面頂標高由開挖出的實際高程為準,由現場開挖出的部份標高看出,爆破面的頂高程約在+2m~+3m,爆破深度約10米左右。
本工程工程量雖然較大,但是分析周圍環境后發現周圍的環境很差,不能進行大爆破和深孔爆破,只能在預裂爆破后再進行小臺階淺眼松動爆破,爆破方向沿著由南向北進行層層剝離。分3層爆破到底,每層淺眼的深度在3米左右。根據巖石面頂標高的不同,如果巖石面頂標高較高,需分4層爆破到渠底,也即設計底標高-8米。
2.預裂爆破
由于爆破后要形成比較規則的斷面,同時減少作業對周邊防水帷幕破壞,在正式爆破開挖之前,預先沿著設計的輪廓線爆破出一條一定寬度的裂縫,以保護保留區的巖體,并降低正式爆破產生的震動波。
3.爆破工藝流程
(二)確定爆破參數
1.預裂爆破
爆破后的邊坡線是漿砌石的底線,另渠底爆破到-8.0m,爆破后形成的斷面如下圖所示,虛線為漿砌石線。
圖四:預裂爆破裝藥結構圖
1-堵塞段;2-正常裝藥段;3-底部增強裝藥段
堵塞長度一般取0.6m~2m。
炮孔直徑d=110mm。
炮孔間距a=1000mm。
炮孔角度按1:1.5進行鑿進。
藥包直徑取32乳化管裝炸藥。
2.小臺階淺孔爆破
預裂爆破結束后進行小臺階爆破,臺階的深度定在3m,不超過3m,如果超過3m,再加一個臺階。
現市場上廣泛使用直徑32mm的藥卷直徑,本工程炮眼直徑為42mm。
(1)爆破的布孔
(2)爆破設計參數如下
①單孔耗藥量中的標準單耗q(松動爆破)都是根據條件而定的,該參數是量計算的基本參數,本工程暫定0.4kg/m3。
②布孔方式:
采用梅花形布孔方式。
③炮眼直徑d和炮眼深度L
炮孔直徑為42mm,眼深為3m。
④底盤抵抗線W
臺階高度初步定在3m,則W確定為W=0.5*3=1.5米。
⑤炮眼間距a
本工程炮眼間距與底盤抵抗線的關系為a=1.5W=2.25米。在施工中根據情況可以進行調整。調整的原則是,在實際施工中,按要求采用小抵抗線大孔距方案。孔距基本在2~8位抵抗線之間選取。排距按等腰三角形進行擺放。
⑥二次破碎爆破
如果小臺階爆破后發現有大塊石的需要重新進行二次解炮,二次解炮在大石塊上鑿孔,中間放一個或半個直徑32的藥卷進行解炮。
⑦單孔藥量Q
由公式Q=qwaH=0.4*1.5*2.25*3=4kg
(3)爆破網絡
根據現場情況爆破網絡采用微差分段起爆。起爆的原則是一排一排的起爆。每排之間的微差時間由1、3、5、7、9或2、4、6、8、10段進行控制時間差,爆破網絡如圖十一所示。
這樣每孔藥量為:Q=qwaH=0.4*1.5*2.25*3=4kg
每一排共計孔數為48/2.25=22個。每排分成4個段別。
每次同時起爆的藥量則為22/4*4=22kg。
每次起爆兩排,每次領用的藥量為88*2=176kg。
圖六:臺階爆破網絡圖
圖中為炮孔,■為段別雷管。
(三)爆破安全
根據以上擬定的施工方案,我們對爆破震動和飛石進行了核算,并對周邊建筑物進行防護。
1.爆破振動
按照國家質量監督檢驗檢疫總局2003年9月12日頒布的《爆破安全規程》(GB6722-2003)的規定,評價各種爆破對不同類型建(構)造物和其他保護對象的振動影響,應采用不同的安全判據和允許標準。
爆破安全振動允許標準
Q:一次同時起爆藥量(kg),如分段起爆則為最大段的藥量。
V:保護對象所在地振動安全允許速度(cm/s)
K、為與爆破地震安全距離有關的系數、指數,與爆區的地質、地形條件和爆破方式有關。根據《爆破安全規程》,按下表取用:
K=150
V=3(止水帷幕的抗振級別)cm/s
α=1.5
Q=22kg(最大一次起爆藥量)
計算得出R=38米。
爆破點距帷幕約35米,小于震動允許安全距離38米,同時因在施工過程中在正式爆破之前采用了預裂爆破,對止水帷幕起到了一定的保護作用,故止水帷幕在施工中是安全的。
2.石頭個別飛散物
正常臺階爆破飛石不會飛太遠。根據《爆破安全規程》有如下公式計算:
R=15~16H
式中H代表孔深。本工程取H=3米。個別飛石的安全距離為48米。
3.被爆體履蓋防護
在本工程爆破體巖面上進行履蓋防護,主要履蓋材料為鐵絲網,履帶皮(麻袋等)及砂袋防護方式如下圖所示:
圖七:爆破體履蓋示意圖
4.對電纜橋架的防護
對電纜橋架的防護主要采用封閉式防護。防護線長按200米,在電纜橋架上搭設腳手架管及鋼模板,防止個別飛石。
對電纜橋架采用全封閉防護,確保電纜橋架萬無一失。
5.對材料庫和泵房的保護
由以上計算得出飛石及振動不會對一期明渠及泵房產生破壞,是安全的。