1、厚街站基坑岩石控制爆破开挖施工组织设计方案穗莞深 SZH-2 标项目车站工区二九年十一月二十四日2厚街站基坑岩石控制爆破开挖施工组织设计方案第一部分 技术设计1、编制说明依据及原则1.1 编制依据1）现场踏勘、调查及钻探资料；2）我公司从事类似工程所积累的施工经验和成熟的施工工艺；3）我公司现有的施工机械设备及施工技术力量；4）国家及地方颁布的有关法律、法规；5）中华人民共和国爆破安全规程 （GB 6722-2003） 。6） 民用爆炸物品安全管理条例1.2 编制原则1）以确保安全为前提，具有可操作性；2）选择合理的施工方法，不断优化爆破参数，降低工程的造价；3）积极推广、应用新技术、新工艺、
2、新材料、新设备，确保安全、质量、进度；4）采用先进的检测手段，利用信息反馈指导施工；5）严格按照东莞市公安局的有关规章制度进行施工。1.3 控制目标1）控制爆破振动，确保周围建筑物及设施的安全；2）控制爆破时间，尽量不扰民，少扰民；3）严格控制爆破飞石不飞出基坑；4）控制噪音并尽可能减少。2、工程概况2.1、爆区情况：【厚街站】位于东莞市厚街镇溪头村东溪路东西方向上，设置于东西路下，车站西端为盾构接收。本站设计起点里程为YDK41723.547，终点里程为 YDK42488.526，车站有效站台中心里程为 YDK42240.000。车站西侧为鱼塘，西北侧为仁康医院，东北侧为华庭花园酒店等，东溪
3、路以南即拟建站址南侧为空地。拟采用明挖法施工。车站基坑长度为 764.979m，标准段基坑宽度为 32.33m，深度为320.45m；西端头井基坑度为 39.63m，深度为 22.60m，东端头井基坑宽度为 35.43m，深度为 22.60m；基坑变形控制保护等级为一级。根据钻探资料显示，基坑大部分需要爆破的岩石约在地面开挖深度为 3-5 米之后，需要进行爆破开挖。基坑岩石为中等风化的红棕色粉砂岩石，爆破高度约 12.0 米，爆破方量约 300000m3。2.2、工程地质情况根据区域地质资料及既有勘察成果资料，勘察区内地层可划分为 9 个岩土层，每个岩土层分别按岩土层代号，岩土名称及时代成因、
4、岩性描述如下：（1）1 填筑土（Q4ml）灰褐、褐黄、褐红等色，主要由黏性土混少量砂，砾或碎石组成，松散状态，局部呈稍压实状态，场地内分布较为普遍，层厚0.744.70m，平均厚度 2.33m。 （2）1 淤泥（Q4alm）深灰色、灰黑色、饱和、流塑，主要成分为粘粒、粉粒，含有机质，压缩性高，并具流变性及触变性。场地内大部分地段有分布，层厚 1.4 4.3m，平均厚度 2.59m，顶面埋深 0.7 4.7m，层面标高-0.81 2.35m。主要物理力学参数为：IL=1.401.84，e0=1.532.06，固结快剪 C=1021kpa，=12.118.9。实测标准贯入试验值N=12 击，平均击
5、数 1.2 击。（2）3 淤泥质粘土（Q4alm）深灰色、灰黑色、饱和、流塑，主要成分为粘粒、粉粒，含有机质，压缩性高，并具流变性及触变性。现场内仅个别钻孔有揭露，呈透镜体状分布，层厚 2.5m，顶面埋深 6.9m，层面标高-3.70m。主要物理力学参数统计为：IL=1.10 ，e0=1.35，固结快剪C=9.5kpa，=14.8。实测标准贯入试验值 N=2 击。（2）5-2 粉质粘土（Q4alm）褐黄、灰黄、灰白等色，可塑，土质黏性较好，场地内局部地段分布，呈层状及透镜体状，层厚 0.7 5.7m，平均厚度 2.02m，顶面埋深 3.9 6.4m，层面标高-2.51 -0.38m。主要物理力
6、学参数统计为：IL=0.250.42，e0=0.660.98。实测标准贯入试验值 N=410 击，4标贯平均击数 7.2 击。（2）10-1 中砂（Q4alm）灰黑、深灰白等色、饱和、松散，成份以石英为主，分选性较好，级配较差，场地内局部地段分布，呈透镜体状，层厚 1.3 1.6m，平均厚度 1.45m，顶面埋深 2.4 3.8m，层面标高-0.43 -0.77m。实测标准贯入试验值 N=18 击。（2）11-2 粗砂（Q4alm）浅灰、灰黄、灰白等色、饱和、中密，成份以石英为主，分选性一般，级配一般，场地内局部地段分布，呈透镜体状，层厚 1.0 4.4m，平均厚度 2.65m，顶面埋深 5.
7、7 9.4m，层面标高-6.20 -2.27m。实测标准贯入试验值 N=17 28 击，标贯平均击数 22.2 击。（5）1-3 粉质黏土（Q4eldl）棕红色、紫红色、硬塑、以粉、黏粒为主，由泥质砂岩或含砾砂岩风化残积而成，场地内局部地段分布，呈层状及透镜体状，层厚 0.9 3.0m，平均厚度 1.94m，顶面埋深 4.0 9.9m，层面标高-6.57 -0.67m。主要物理力学参数统计为：IL=0.260.49，e0=0.770.93。实测标准贯入试验值 N=16 28 击，标贯平均击数 22.0 击。（6）1-1, W4 全风化泥质砂岩呈坚硬土状，除石英外，其余绝大部分矿物已风化成土，手
8、掰易碎，浸水易崩解，属级硬土。场地内部分地段分布，呈层状，层厚 1.05.3m，平均厚度 2.23m，顶面埋深 4.010.8m，顶面标高-7.27-0.39m。主要物理力学参数统计为：IL 0，e0=0.480.64 ， Es=10.93Mpa。实测标准贯入试验值 N=35 54 击，标贯平均击数 43.3 击。（6）1-2 ， W3 强风化泥质砂岩呈碎石、块石或碎石夹土状，节理裂隙很发育，风化强烈，岩块锤击易碎，属级软石，场地内部分地段分布，呈层状，层厚1.35.5m，平均厚度 3.64m，顶面埋深 5.013.7m，标高-9.81-1.39m。实测标准贯入试验值 N=7382 击，平均
9、77.5 击。（6）1-3 ， W2 中风化泥质砂岩5局部节理裂隙发育，岩芯呈块状，柱状。属于级软石。场地内部分地段分布，揭露厚度 1.15.5m，顶面埋深 6.420.5m，顶面标高-16.89 -2.79m。取岩样做天然抗压强度试验 6 件，范围值为 7.63 26.34Mpa，平均值 14.65Mpa，标准值 8.53Mpa；做烘干抗压抗压强度试验 6 件，范围值为 8.14 25.38Mpa，平均值为 14.24Mpa；做饱和抗压强度试验 6 件，范围值为 6.48 15.38Mpa，平均值10.73Mpa，标准值 9.74Mpa。（6）3-1 ， W4 全风化含砾砂岩呈密室土状及土夹
10、砂状，除石英外，其余绝大部分矿物已风化土，手掰易碎，浸水易崩解，属级硬土。场地内该层大部分地段分布，呈层状，层厚 1.03.9m，平均厚度 2.09m，顶面埋深4.710.9m，顶面标高-7.47 -0.60m。主要物理力学统计参数为：IL= 00.05，e0=0.450.71。实测标准贯入试验值 N=3254 击，标贯平均击数 42.6 击。（6）3-2 ， W3 强风化含砾砂岩呈碎石及块石状，节理裂隙很发育，风化强烈，岩块锤击易碎，属于级软石。场地内大部分地段分布，呈层状，层厚 0.68.0m，平均厚度 2.48m，顶面埋深 6.614.3m，顶面标高-10.83 -1.80m。实测标准贯
11、入试验值 N=7596 击，平均 84.5 击。（6）3-3 ， W2 中风化含砾砂岩局部节理裂隙发育，岩芯呈块状，柱状。属级软石。场地内大部分地段分布，其埋深及厚度变化较大，揭露厚度 1.1 22.50m，顶面埋深 8.122.1m，标高 -18.49 -2.40m。取岩样做天然抗压强度试验 6 件，范围值为 9.3823.65Mpa，平均值 17.30Mpa，标准值12.53Mpa；做烘干抗压强度试验 6 件，范围值为 10.3834.51Mpa，平均值 21，81Mpa，标准值 13.79Mpa；做饱和抗压强度 6 件，范围值为 7.6522.34Mpa，平均值 15.50Mpa，标准值
12、 10.67Mpa。2.3、爆区周围环境：厚街站西北侧为仁康医院，东北侧为华庭花园酒店，康乐路横穿，其余部位均为较空旷地段。由于爆区环境较为复杂，因此基坑进行爆破作业时，必须严格控制爆破震动及个别飞石等有害效应，6确保周围环境的安全。详见爆区环境图 1。3、爆破方案选择考虑到爆区周围环境情况及要求、爆区地形条件及岩石特性，选择的爆破方案要严格控制飞石和爆破振动的影响范围。因此本爆破工程确定采用浅孔台阶控制爆破的施工方案，利用手风钻打小直径炮孔，少装药、保证填塞深度和填塞质量，采用分段延期起爆技术等手段来控制飞石和爆破振动的影响。台阶高度确定为 2.5 米左右，分台阶逐层进行爆破开挖。4、爆破分
13、区为了确保基坑围护结构的稳定性，最大限度减少爆破震动对基坑围护结构及周围建筑物的影响，故采用松动控制爆破和弱松动控制爆破相结合方式进行施工，以减少或避免爆破震动对基坑围护结构的影响，施工时先进行松动控制爆破区，预留的弱松动控制爆破区作缓冲区对围护结构进行保护。分区如下：(1)、弱松动控制爆破区：为最大减小爆破对基坑围护桩的震动影响，离基坑围护桩 10.0m 处为一区，采用小台阶微差弱松动控制爆破,台阶高度为 1.2m。(2)、松动控制爆破区：离基坑围护结构 10.0m 以外区域为二区，采用小台阶微差松动控制爆破，台阶高度约 2.0m2.5m。爆破分区情况见图 2图 2 爆区分区示意图5、爆破参
14、数设计因本工程需要爆破的岩石强度较高。爆破作业过程中，为了控制爆破飞石、爆破震动，必须采用微振动控制爆破进行施工。5.1、钻孔直径根据 YT24 型手风钻的特点和爆区的地形地质条件，决定钻孔直径取 42mm。5.2、钻孔形式7为了便于施工和准确控制钻孔方向，采用垂直钻孔形式。5.3、火工器材选型结合钻孔 42mm 和便于装药和防水，选用 32mm 药卷乳化炸药。雷管选用国产毫秒延期电雷管。5.4、布孔方式从能量均匀分布的观点和本工程采用多排孔微差爆破，因此采用梅花形布孔方式。布孔情形见图 3 所示。图 3 梅花形布孔方式示意图5.5、台阶要素图 4 浅台阶要素示意图5.6、装药参数85.6.1
15、、弱松动控制爆破装药参数弱松动控制爆区浅孔台阶高度 H 取 1.2m，具体爆破参数如下：底盘抵抗线 W (0.5 0.9)H，取 0.8m；堵塞长度 l2不小于 0.8m；炮孔间距 a（ 0.8 2.0） W，取 0.8m；排间距 b（ 0.8 1.2） W，取 0.7m；孔深 l（ 1.1 1.15） H，最大取 1.4m；超深 h l H，取 0.2m；炸药单耗 q 0.35 kg/m3；单孔药量计算：由公式 Q=abHq 计算并进行试验调整。式中： Q-单孔药量， kg；q-炸药单耗与岩石物理性质性质有关 ,本区域取 0.35kg/m3；a-炮孔的间距， m；b-炮孔的排距， m；H-炮
16、孔深度， m。单孔药量 Q=abHq=0.27kg5.6.2、松动控制爆区不同台阶爆破装药参数松动控制爆区浅孔台阶高度 H2.02.5m，具体爆破参数如下：堵塞长度 l2（ 1.1 1.5） m，或大于 1/3 炮孔深度；炮孔深度 l（1.11.2）H；炮孔间距 a W；排间距 b 0.86W；超深 h l H，取 0.3m；炸药单耗 q 0.45kg/m3；单孔药量计算：由公式 Q=abHq 计算并进行试验调整。式中： Q-单孔药量， kg；q-炸药单耗与岩石物理性质性质有关 ,本区域取 0.45kg/m3；a-炮孔的间距， m；b-炮孔的排距， m；H-炮孔深度， m。不同台阶高度爆破参数
17、参数 H=2.0m H=2.5m9底盘抵抗线 W 1.0 1.2孔间距 m 1.0 1.2孔排距 m 0.8 1.0孔深 m 2.3 2.8单耗 kg/m3 0.45 0.45单孔药量 kg 0.64 1.2装药结构 连续 连续以上爆破参数确定后，具体施工时应小规模试爆，寻求适合本工程地质条件下的具体参数，并根据实际情况和需要适当调整。5.6.3、各种台阶装药情况一览表台阶高度 m抵抗线m孔 距m排 距m孔 深m单耗kg/m3单孔药量 kg炮孔排数炮孔总数总装药量 kg最大一段装药1.2 0.8 0.8 0.7 1.4 0.35 0.27 2 22 5.94 0.812.0 1.0 1.0 0
18、.8 2.3 0.45 0.64 3 42 26.88 2.562.5 1.2 1.2 1.0 2.8 0.45 1.20 3 33 39.60 3.605.7、装药结构及起爆网路炮眼采用反向装药起爆，孔底非起爆药包用炮棍压胀填满炮孔。装药结构如图 5 所示。图 5 炮孔装药结构示意图为了控制最大一段起爆药量及避免爆破地震的叠加采用微差爆破时差 25ms 50ms 的段别。炮孔内按设计段别电雷管引爆炸药，然后将毫秒电雷管用大串联的方式连接网路，用 MFB200型起爆器起爆，起爆前用爆破专用仪表检测爆破网路的可靠性。网路连接时，同一网路内的雷管必须是同厂同批同型号的，各电雷管的电阻差值不得大于
19、0.3 欧姆，流经每个电雷管的电流值必须不小于 2.5 安培。起爆网路图如图 6 所示：网路连接完成后，用爆破专用仪表对网路进行导通，这样便可检测爆破网路的可靠性，以利准确起爆。10图 6 起爆网路示意图6、爆破震动安全校核及飞石防护6.1、爆破震动安全校核爆区周围有各种不同的建筑物，爆破对周围建筑物和环境的危害,主要是由爆破地震、飞石所产生的。只要我们对爆源的大小和传播途径两方面采取相应措施，就可有效地把爆破地震、飞石对周围环境的危害降到最低。不同的建筑物能够承受的震动速度也不相同，为了保证各种建筑物的安全，必须限制最大一段装药量 Qmax。爆区周围需要保护的建筑物为钢筋混凝土框架结构房屋，
20、根据爆破安全规程规定钢筋混凝土框架结构房屋的允许安全震动速度为5cm/s，为安全起见，本工程设计的允许安全震动速度为2cm/s 。根据这些数据，反算一次爆破允许的最大装药 Qmax。根据公式 V=k(Qm/R)V-爆破地震安全速度，cm/s。 Q-微差爆破最大一段装药量，kgR-爆破区至被保护物距离，mm-药量指数，取 m=1/3k-与爆破场地条件有关系数，取 k=180-与地质条件有关系数，取 =1.65根据上述数据和公式，计算各种建筑物至爆区中心在不同的距离条件的微差爆破最大一段装药量 Qmax。微差爆破最大一段装药量 Qmaxkg 爆破中心至建筑物距离 R（m）爆破安全规程规定的钢筋混凝土框架结构房屋v5cm/s本工程设计的钢筋混凝土框架结构房屋v2cm/s10 1.48 0.2815 5.00 0.9420 11.84 2.2425 23.13 4.37
