赤道几内亚米伯公路爆破设计论文_蒋晓江,孟庆宇

中交一航局第一工程有限公司

摘要:赤道几内亚雨季时间长,降雨量大,岩石硬度高,钻孔施工困难,雨季雨量充沛,道路石方爆破清方困难,爆破要求高,对土质边坡进行保护,石质边坡要求一定的坡度,而且不能太破碎,减少坠石的发生。

关键字:赤道几内亚 爆破 岩石坚硬

1、工程概况

1.1、工程简介

米伯项目全称是(MICOMESENG)-伯格洛(BONGORO)沥青公路项目,起点是赤道几内亚中南省米格梅森市,终点是滨海省伯格洛地区,项目全线呈东西走向,位于赤几北部与喀麦隆接壤的边境线附近,是连接边防重镇米格梅森市和瑞甘布市(Río Campo)的一条交通要道,距边境线最近仅有500米。项目建成后,将进一步完善赤几国家公路网,对促进北部边境地区经济发展及国防事务有重要的战略意义。米伯项目全长94.5公里,工期40月。业主是赤道几内亚公共工程基建部,监理单位是阿根廷IMPOGE公司。项目采用西班牙规范,主要技术指标:道路等级是公路二级,设计时速60km/h,路面宽度11米,双向两车道,最小平曲线半径130m,最大坡度8%。

1.2、工程要求

爆破路基要求达到设计标高,误差为10CM。边坡和路堑要求坡面平整,无危石。

2、爆破方案的选定

高边坡的爆破作业依照规范爆破施工要求,应自上而下分成多个台阶进行爆破,可以控制爆堆的塌散方向、范围、爆堆高度及松散程度,降低爆破成本,保证装运平台的平整,而且能迅速投入钻爆生产,形成均衡的钻、爆、运作业循环和持续的机械化施工作业。

经现场勘查后,根据本工程地理位置、周边环境条件,为尽量减少爆破对周边公路、居民的影响,更好的满足施工的的技术要求、安全要求及施工进度,结合对周围情况的考察,对边坡修整、台阶平整、根底爆破、作业便道,零星孤石爆破等爆破工作采用浅孔爆破、开挖。

3、爆破技术设计

3.1、设计原则

根据道路的边坡情况采用灵活的爆破方法,根据需要可采用小排距的爆破技术进行松动爆破。为了提高施工进度,主要采用高风压大孔径潜孔钻进行机械化钻孔作业,钻头直径选择115mm。每次爆破的布孔形式,都要根据地形灵活掌握(主体采用宽孔距布孔,毫秒微差爆破技术),但总体原则是由整个施工区域的自上而下逐步推进,这样便于钻孔设备的进场和装运机械设备的装运。在实际操作中,钻孔与装运二者必须紧密配合,平行作业,才能互不窝工,加快进度。每次爆破均用非电毫秒导爆管、雷管进行微差爆破,以减小爆破地震波的危害,单响最大药量可通过计算或实际测得的质点震动速度数据修正后最后确定。药孔布置:深孔采用矩形或梅花形宽孔距布孔。起爆时采用微差逐孔起爆的顺序,利用其空中碰撞达到块度均匀的效果。

3.3、起爆方法

采用非电导爆管微差起爆网路。

3.4、爆破技术参数设计

主爆区技术参数设计

图4-1

3.4.1、台阶要素,本工程拟采用深孔台阶爆破,其台阶要素见图4-1。图中H为台阶高度;w1为前排钻孔的底板抵抗线;h为超钻深度;L为钻孔深度;L1为装药长度;L2为堵塞长度;α为台阶坡面角;B为台阶上缘至前排孔距离;b为排距;a为孔距;w为最小抵抗线;

a)台阶高度H的确定

根据山体条件及挖装设备状况,已确定取H=15m。

b)钻孔直径D的确定

钻孔直径的大小,主要取决于钻孔机械,台阶高度,岩石性质,本工程钻机拟采用阿特拉斯CM351高风压钻机,钻头直径d=115mm。

c)钻孔方向:钻垂直孔,方向垂直于工作面,台阶坡面角α=75°

d)超钻深度h和钻孔深度L的确定

超钻深度h:超钻是为了克服底板阻力,使爆破后不留岩坎,根据经验公式,h=(10~20)D=1.15~2.3m,本工程超钻深度按1.5米计算;

钻孔深度L:钻孔深度按L=(H+h),计算L=16.5m。

e)底板抵抗线w1计算

对于w1按下式计算:

(公式4-1)

式中:W1——底盘最小抵抗线

q1——每米深孔装药量 q1=8.3kg/m

q——单位炸药消耗量 q=0.5kg/m3

m——炮孔间距邻近系数 取m=1.5

L——钻孔深度 L=16.5m

经计算:W1=3.40m

利用经验公式验算:w1=0.024d+0.85进行校核,w=3.61m

本工程底盘最小抵抗线取w1=3.4m。

f)炮孔间距a的确定

炮孔间距按a=mw1计算,取a=5.0m。

g)排距b的确定

排距b按b=W1计算,b=3.4m。

h)布孔方式

本工程施工孔眼呈梅花形布置。

表4-1:爆破参数表

3.4.2、单孔装药量计算

本工程采用倾斜深孔台阶爆破,其单孔装药量按下式计算:

Q=qaw1H(kg) (公式4-2)

符号同前。

计算得:Q=81.6kg

3.4.3装药及堵塞长度计算

装药长度L1的计算

L1=Q/q1 (公式4-3)

经计算:L1=9.83m

堵塞长度L2的确定

L2=L-L1 (公式4-4)

L2=3.63m。

3.4.4、起爆方法

本工程主要采用非电导爆管起爆网路,电雷管引爆,微差间隔V形起爆顺序;炮孔采用连续装药结构,孔内双雷管双向起爆。

微差间隔时间t按下式计算:

t=aw (公式4-5)

式中:a——与岩石有关的系数,取a=6

其他符号同前

经计算:t=21ms

根据多次爆破经验,取t=50ms

图4-2:炮孔装药结构图

4、起爆网路

4.l、深孔爆破

主爆区深孔炮主要采用非电毫秒微差导爆管雷管逐孔或斜浅起爆网路。

4.1.1、1~2号台阶距离工人驻地及道路较近,爆破时采用孔内外接逐孔起爆敷设网路。如图5-1

图5-1

4.1.2、周边500m范围无人烟处可采用斜线或V型起爆网路。如图5-2:

图5-2

起爆时采用高能起爆器引爆电需管激发非电导爆管起爆网路的方法进行起爆。

5、爆破安全校核

爆破安全技术措施有二个方面:一是施爆过程中的安全,二是爆破个别飞石、地震波、空气冲击波、爆破噪音方面的安全,本工程主要考虑爆破个别飞石,通过精心设计、精心施工、严格控制,达到既能满足边坡的要求,又能保证安全要求的目的。

5.1、个别飞石的控制

深孔爆破只要地形测量准确,按设计要求保证堵塞长度和质量,一般不会产生飞石现象,为防止意外的地质小构造造成飞石,其安全距离估算:

(公式6-1)

其中 Rf——个别飞石(土)的安全距离,m

K f——安全系数,取1.5

W——最小抵线m

n——爆破作用指数(松动爆破取0.6)

经计算:

=20×0.62×3.3×1.5=36m

查《爆破安全规程》表:露天深孔对人员的安全距离不小于200m。工人居住地距离爆破最近点为300m。因此对1~2号平台进行爆破时工人驻地处在安全范围。但是为保证爆破质量,避免安全事故的发生,也要采取一定的安全措施:

精心设计,合理选择爆破参数,注意验孔、校核W,修正装药量;设计施工中注意避免药包位于岩石软弱夹层面,应采取间隔填塞、调整药量、避免过量装药等措施;保证填塞质量,填塞长度必须达到5~6米,用黄泥和沙拌和均匀进行充填。注意排间微差时间隔,时差既不能过大,也不要低于25ms。

6、爆破安全警戒范围及警戒点

6.1、组织

爆破应设指挥部,爆破组严格按照爆破设计和施工组织设计实施,确保工程安全。

6.2、警戒范围

爆破有害最小距离为36米,按照《爆破安全规程》得出爆破安全警戒半径为300米,本工程爆破工作开始前,应在危险区内设置明显标志。

6.3、警戒人员

设安全警戒保卫组,根据爆区周围环境情况,设多个警戒点,每个警戒点由2名安全警戒员负责。

6.4、安全警戒措施

装药前三分钟,必须对装药区域四周五十米范围进行安全警戒,除爆破员、安全员及爆破技术人员在现场进行装药外,其余人员一律不得进入。爆破前40分钟派出警戒人员进行警戒,警戒点必须事先设定,并有专人负责。警戒点之间要通视,用对讲机保持密切联系。爆破警戒开始后,要同时发出由视觉(红旗)和声响(警报)信号,每次在进行爆破装药前,挂红旗,以示警报,告知周围单位和施工人员等,取得配合,及时撤离。爆前半小时各警戒点人员必须到位,并用对讲机与指挥部保持联系,在爆区内的人员、机械设备在爆前做好撤离准备,在起爆前撤到安全区域。

爆破指挥部与起爆站设在安全隐蔽处。爆破采用电雷管激发非电导爆管起爆网路,起爆器由专人(指定的爆破员)保管和使用。爆破后进行安全检查,确定无爆炸危险和盲炮后,解除警戒。

6.5、爆破时间规定

每次进行中深孔爆破装填时间为:13:30—17:00

安全警戒时间为17:00——18:00,起爆时间为18:15

6.6、爆破警报规定

第一次警报----警戒信号 三长声

第一次警报,通过扩音器通知各警戒点隔断交通。场内清场人员逐层清理,到达安全警戒区,用对讲机向指挥中心报告安全警戒工作完成情况。

爆破人员进行起爆网络检查 起爆网路检查完成后,向指挥中心报告起爆准备结束情况。第二次警报----起爆信号 二声长音,开始爆破。第三次警报----解除信号 一声长音,解除警报

爆破后15分钟,由安全负责人及爆破负责人进入检查区进行爆破后安全检查,确认无瞎炮后爆破中心发出解除警报要求。爆破指挥中心与安全检查人员联系,确定爆破正常后,发出一声解除警报。原则规定,爆破后10-20分钟发出解除警戒。

6.7、爆破后检查、处理

爆破后边坡围岩地质情况、爆破效果。爆堆稳定情况,是否有盲炮

6.8、盲炮处理

当班发生的盲炮,原则上当班处理完,不允许留在第二天处理。凡当日无法处理的盲炮必须在盲炮区设置临时警戒线,明确值班人员防守。由爆破专业人员进行盲炮处理,无关人员禁止进入爆破作业区。处理后由爆破专业人员检查爆堆,将残余的爆破器材收集起来销毁;在不能确认爆堆无残留的爆破器材之前,应采取预防措施。盲炮处理后应由处理者填写登记卡或提交报告,说明盲炮产生原因、处理方法和结果、预防措施。深孔爆破的盲炮处理。

爆破网路没有破坏,且最小抵抗线无变化者,可重新联线起爆;最小抵抗线有变化者,应验算安全距离,并加大警戒范围后再联线起爆。可在距盲炮孔口不小于10倍炮孔直径处另打平行孔装药起爆,爆破参数由爆破工程技术人员确定并经爆破领导人批准。

6.9、爆破应急措施

在施工中,必须有专职安全员进行监督,检查持证上岗情况,杜绝违章作业,排除安全隐患。装药前切断警戒区临时设施电源,熄灭所用明火,做好防火工作,爆破前与当地医院联系,准备好必备的药品及抢救设备,并制定医疗抢救措施,若发生工伤事故,及时抢救。

参考文献:

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,GB6722-2003,爆破安全规程,北京:中国标准出版社,2003-09-12

[2]中华人民共和国国务院,中华人民共和国民用爆炸物品安全管理条例,北京:中国法制出版社,2006-04-26

[3]中华人民共和国建设部,JGJ 33-2001,建筑机械使用安全技术规程,北京:中国建筑工业出版社,2001-11-01

论文作者:蒋晓江,孟庆宇

论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期

论文发表时间:2018/5/22

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