某沿岸廠區(qū)填海工程山體爆破、運填施工組織設計應用與研究

◎ 大連泰通建設工程有限公司 劉 偉 劉天茹 劉玉祥

工程簡述：

本工程堰體總長度約5800 m，拋填石方量486萬m3，工期240個日歷天，跟進回填石料，均由山體爆破后裝運到回填區(qū)進行拋填，形成穩(wěn)定堅固圍堰，待二期工程拋填格形圍堰后，形成廠區(qū)建設用地。

1、編制依據

1.1 采用的技術規(guī)范

（1）《水運工程爆破技術規(guī)范》（JTS204—2008）；

（2）《爆破安全規(guī)程》（GB6722）。

2 編制說明

本方案是在對“大連某廠區(qū)填海工程一期二標段”設計圖紙資料的基礎上，分析了本工程的施工特點和各種影響因素，依照國家現(xiàn)行的技術標準、施工驗收規(guī)范、工程質量檢驗標準及操作規(guī)程、結合我公司對類似工程的施工經驗編制而成。

3 分項工程概況

本標段各類回填料總計約4860604m3。全部回填料均來自工程附近的小北山。

4 分項工程施工總體安排

4.1 施工順序

根據開山區(qū)地形及將要進場的開山協(xié)作單位數量，將二標段開采范圍內的小北山和黃山劃分為6個開采區(qū)?？紤]到封閉公海大道進度影響及開采區(qū)高壓線的影響，開采順序為6區(qū)→4區(qū)、5區(qū)、3區(qū)→2區(qū)、1區(qū)。

4.2 施工區(qū)現(xiàn)場清理

開山區(qū)現(xiàn)場清理的主要對象是表層種植土，清理的方法采用挖掘機、推土機配合人工自上而下進行，現(xiàn)場清理施工務求干凈徹底，不留草根、樹根和有機物雜質。清理起的植物和垃圾，運往業(yè)主指定的位置。清理面積約4.76Km2。

4.3 主要運輸道路設置

先在山底部向施工便道橋方向修筑一條開山石料運輸的臨時道路，然后以臨時道路標高為準，開始修筑上山道路。盤山道坡度最大不的超過10%。在盤山道路路口或轉彎處設置簡易的交通警示牌，并在彎道的外側用素土堆筑1.5m高2m寬的緩沖阻擋墻，防止車輛失控沖出道路，保證行車安全。

4.4 開采段高及臺階數量確定

本工程爆破山體較高，采用深孔爆破，階梯式開采的方法進行開采。邊坡則采用預裂爆破方法。設計每個臺階高度為12m，考慮到開采區(qū)與周圍建筑的關系，開采底標高暫定為+60m。

通過地質地形圖及現(xiàn)場勘察，開采1分區(qū)山頂標高+165m，共分8層臺階進行開采；開采2分區(qū)山頂標高+130m，共分5層臺階進行開采；開采3分區(qū)山頂標高+165m，共分8層臺階進行開采；開采4分區(qū)山頂標高+184m，共分10層臺階進行開采；開采5分區(qū)山頂標高+113m，共分4層臺階進行開采；開采6分區(qū)山頂標高+147m，共分7層臺階進行開采。

4.5 盤山道設計

盤山道需順著山體走勢修建。線路縱斷面設計，應利用地形、地勢，使縱坡盡可能均衡，在條件允許時，應盡量采用較緩和的坡度，以創(chuàng)造良好的行車條件。

4.5.1 線路的最大坡度

盤山道的最大縱向坡度，應按表4-1規(guī)定采用。考慮到盤山道的臨時性及在施工中可能隨山體標高的下降而變更的特點，盤山道按三級公路標準來修筑。

表4-1 最大縱坡表

4.5.2 坡長限制及緩和坡段的設置

當縱坡等于或大于5%時，應在表4-2所規(guī)定長度的接續(xù)坡段或在換算坡長不超過800米的接續(xù)坡段設置縱坡不大于3%的緩和破段，其長度不應小于80米。當條件限制時，緩和坡段長度可減至60米。

換算坡長按公式4-1計算。

式中L換——換算坡長（≯800米）；

L1，L2，L3……Ln——換算前各坡段長度，米；

r1，r2，r3……rn——坡長換算系數，按表5-2值計算。

表4-2 坡長限制與坡長換算系數表

4.6 采掘工作平盤寬度確定

最小工作平盤寬度的組成

汽車運輸的最小工作平盤寬度組成，見圖4-1.

圖4-1 最小工作平盤寬度的組成

最小工作平盤寬度按公式4-2計算：

式中Bmin——最小工作平盤寬度，米；

m ——爆堆寬度，米；其值可按表4-1選??；

C ——爆堆與道路邊緣間距，米；一般取1米；

T ——道路寬度，米；其值可為路面寬度；

A ——富余采掘帶寬度，米；一般可根據具體情況，每個平盤或2～3個平盤設置一條；

表4-2 爆堆寬度表

此 處 各 參 數 取 值 如 下：m=30m，C=1m，T=13m，A=10m。則

Bmin=m+C+T+A, 米 =54m，實際施工時工作平盤按60m設置。

另外，最小工作平盤寬度也可按表4-3選取。

表4-3 最小工作盤寬度表

4.7 運輸平臺寬度確定

運輸平臺寬度，一般可按表4-4選取。

表4-4 運輸平臺寬度表

本工程汽車載重25-40噸，運輸平臺寬度按雙車道13m考慮。

4.8 每天開采強度分析

總回填量為4860604m3，總工期240天，有效開采運輸時間按187天考慮，則每天需開采、回填量要到達25993萬m3，施工時按每天開采、回填26000m3料配備人員、機械設備。

4.9 每天有效工作時間分析

必須耗費時間：吃早飯及換班15分鐘；吃午飯及午休40分鐘；吃晚飯及換班15分鐘；設備保養(yǎng)30分鐘/天；躲炮時間及其它一些不利因素影響考慮100分鐘。以上各項合計共200分鐘即3.3小時，取4小時。

有效工作時間：每天24小時，除去必須消耗的4小時每天有效工作時間為20小時。

5 施工方法

本工程爆破山體較高，采用深孔爆破，段高12m。邊坡則采用預裂爆破方法。采用1.6-2.0m3液壓鏟和30t自卸運輸車及高風壓液壓鉆孔機進行間斷式開采。鉆、爆、采、運、排五大環(huán)節(jié)及其工序聯(lián)合作業(yè)，組成一條龍連續(xù)開采，構成人為的龐大有機開采系統(tǒng)。以防排水、灑水、養(yǎng)路、二次改炮等各輔助環(huán)節(jié)保五大環(huán)節(jié)協(xié)調運轉。

5.1 鉆孔施工

施工前嚴格做好測量放線工作，保證布孔位置正確，采用高風壓鉆機，鉆孔直徑為Φ115mm，基本上采用垂直深孔。布孔方式則采用梅花型布孔，同時給炮孔編號標明鉆孔開口位置。鉆孔中深度誤差不超過5%?？卓谖恢闷畈怀^兩倍炮孔直徑。

5.2 裝藥爆破施工

裝藥前將孔內殘渣吹凈。藥包、藥卷按設計要求進行加工，放入藥包、藥卷時一定要仔細。裝藥結束后對炮孔進行堵塞，堵塞采用就地取材，用鉆孔時排出的石粉進行堵塞，用木棍輕輕搗實，堵塞結束后進行起爆網絡連接。

5.3 施工作業(yè)中的藥量調整

裝藥過程中嚴格按設計的藥量進行，在鉆孔過程中如果發(fā)現(xiàn)沿炮孔不同深度巖石結構特征有明顯的變化時，為取得好的效果，必須根據巖石特點，對設計的藥量進行調整。

5.4 土石方開挖

⑴ 測量放線，確定開挖范圍及開挖高度。

⑵土方開挖遵照由上而下的原則分層進行開挖，分層厚度控制在不大于5m，嚴禁隨意取土造成邊坡不穩(wěn)而產生安全隱患。

⑶ 土方在挖運過程中需做好臨時排水溝的施工，即沿坡腳線挖掘深0.5m，寬1m的排水溝，防止雨季雨水對邊坡沖刷造成山體滑坡，產生安全隱患。

⑷ 土石方挖方最終邊坡的控制。

為使開挖面符合開采技術要求，保持開挖后基巖的完整性和開挖面的平整度，巖石邊坡采用預裂爆破，對于不適宜采用預裂爆破的部位采用預留保護層開挖。

爆破完成后測量人員根據設計高程和設計坡度將邊坡的坡頂線和坡腳線放好，用醒目的標志標識，然后選用有經驗、技術好的挖掘機操作者進行邊坡修整。在修整過程中派專人進行指揮，一是可以保證邊坡修整質量，二是若出現(xiàn)邊坡不穩(wěn)現(xiàn)象可以及時發(fā)現(xiàn)與規(guī)避，以免造成人員傷亡。

土方挖運采用1.6-2.0m3挖掘機配30t自卸汽車運輸至填方區(qū)域，推土機進行整平。

挖掘機在裝料過程中，不符合要求的土質不得裝車，同時嚴格控制裝料方量，嚴禁車輛超載造成安全隱患。

5.5 周圍建筑物的保護

5.5.1 影響因素分析

山體爆破產生的震動威力大，保證周邊居民和建筑物安全是本工程的重點。

山體爆破時伴隨炸藥爆炸會對周邊建筑物產生破壞效應，其主要有地震波、飛石破壞方式等。

5.5.2 減震措施

⑴ 選用適宜的炸藥及起爆順序延遲時間，可以把包皮地震效應控制在安全標準的要求之下。

⑵ 采用預裂爆破、緩沖爆破等控制爆破方法。

⑶ 選用合理的爆破參數，減少炮孔超深，采取小抵抗線爆破法，增大鄰近系數，選用低爆速炸藥，采用分段間隔裝藥及空氣間隔裝藥等。

⑷ 掘防振溝。在被保護物朝向爆源的一方，利用地形地物采取掘溝方式割斷地震波，特別是表面波的傳播，是有效的防振保護措施。

5.5.3 爆炸空氣沖擊波

本工程由于是在山體爆炸，藥包埋入巖體內，故空氣沖擊波的危害，可以不作考慮。

5.5.4 個別飛散物

山體爆破施工時，個別飛散物的距離，跟巖石特性、地質、地形及爆破設計不當等因素有關。個別飛散物的距離一般不會超過200米。飛散物主要防護措施：

⑴ 嚴格執(zhí)行爆破規(guī)程，爆破前人員和可移動設備撤離到安全距離之外，對不可移動的建筑物及設施加防護器具。安全距離外設置封鎖線及標志，防止人員及運輸設備進入危險區(qū)。

⑵ 避免過量裝藥。

⑶ 選擇合理的孔網參數，按設計要求保證穿孔質量。

⑷ 保證填塞質量及填塞長度。填塞長度應大于最小抵抗線的70%，果斷的填塞長度，是爆炸氣體已于先從孔內沖出引起表面飛石、同時充填料選用粗粒、有棱角、具有一定強度的巖料。

⑸ 采用合理的起爆熟悉和延遲時間。

⑹ 設置避爆棚。