地下连续墙爆破处理方案.doc
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1、目 录一、编制说明依据及原则1.1 编制依据(1)广州地铁13号线一期工程(鱼珠象劲岭)设计说明及相关图纸与资料;(2)现场调查资料;(3)爆破安全规程(GB6722-2003);(4)水运工程爆破技术规范(JTS 204-2008)(5)民用爆炸物品安全管理条例;(6)广东省环境保护条例;(7)广东省建筑工程安全管理条例;(8)政府有关环境保护和水土保持的规定; (9)爆破施工合同。1.2 编制目的本次爆破方案主要用于指导广州市轨道交通十三号线首期工程【施工七标】土建施工项目的地下连续墙爆破施工。1.3 编制原则(1)依据石方爆破有关规范、规程及爆破技术要求;(2)爆破有害效应控制在爆破安全
2、规程规定范围内;(3)根据爆破区域到保护物的不同距离,严格控制爆破单位炸药消耗量、单响最大药量和一次爆破规模,采用微差起爆方法,最大限度地减少爆破振动对周边环境的影响,防止爆破振动及飞石、冲击波对周围建(构)筑物及周边设备设施的安全;防飞石对周边人员造成危害,确保周围过往人员的安全;(4)爆破安全防护措施采用可靠得当的覆盖防护法;(5)爆破时必须实施严格的安全警戒。二、工程概况2.1 项目概况广州市轨道交通十三号线首期工程(鱼珠象颈岭)【施工七标】土建工程温涌路站西接南岗站,东联东洲站,车站位于新塘大道西延线与温涌东路交叉的路口,沿新塘大道西延线呈东西走向,车站站台中心线里程:YCK54+26
3、8.220。车站全长603米,标准段宽20.1米,深16.7米。车站共设3个出入口、2组风亭,总建筑面积27838.7m。图2.1 温涌路站地理位置图2.2 自然环境与气候2.2.1地质情况本区间上覆第四系地层主要为人工填土层、海陆交互相软土层(淤泥及淤泥质土)、砂层(粉细砂及中粗4砂)及粉质粘土层及残积的砂质粘性土层,下伏基岩主要由变质岩(震旦系变质岩)、碎屑岩(白垩系沉积岩)和燕山三期岩浆岩组成。隧道主要穿越震旦系中、微风化混合花岗岩,靠近车站两端局部穿越第四系残积土层(Q(el)。中、微风化岩岩石抗压强度较高,属于坚硬岩,较难开挖。地下水对混凝土结构具微弱腐蚀性;对钢筋混凝土结构中的钢筋
4、具微弱腐蚀性。人工填土层:素填土褐黄色、紫红色,湿、松散,主要由粘土组成,含少量石英颗粒,局部有机杂质,杂填土呈杂色,由粘土、粗砂、碎石块及少量生活垃圾。本层广泛分部。海陆交互淤泥层:淤泥:呈深灰色、灰黑色,主要由粘粒及有机质组成,饱和,流塑,具臭味。分部广泛,厚度0.703.20m,平均厚度2.06m。海陆交互淤泥层淤泥质土层:淤泥质土:深灰色、流塑,有腥臭味,以粘性为主,局部含有腐殖质,主要揭露从零星分布,厚度0.605.70m平均厚度1.98m。海陆交互沉积淤泥层淤泥质粉细砂层:本层主要为淤泥质粉砂、淤泥质细砂,零星分布,厚度0.708.50m,平均厚度2.89m。呈长条状,灰黄、灰褐色
5、,饱和、松散,局部稍密,级配不良颗粒较均匀。海陆交互淤泥层淤泥质中粗砂层:本层零星分布,呈深灰色、灰色、灰黄色,饱和、稍密,局部中密或稍密,级配不良主要以石英中粗砂为主,局部含淤泥,厚度0.505.60m,平均厚度2.33m。 海陆交互沉积粘性土层:呈灰褐色、褐黄色、灰白色等,可塑、局部硬塑,粘性较好,韧性及干强度中等,局部含细砂,厚度0.606.30m,平均厚度2.05m。 残积土层(Qel):残积土层为震旦系的混合花岗岩,根据风化呈状况,分两个压层。可塑状砂质粘性土层:呈层状分布,褐红色、褐黄色、灰黄、灰白色等,呈可塑状,土质粗糙,粘性一般,具有遇水软化、崩解特点。厚度0.9011.80m
6、,平均厚度4.26m。硬塑状砂质粘性土:呈层状分布,褐红色、褐黄色、灰黄、灰白色等,呈可塑状,土质粗糙,粘性较差,具有遇水软化、崩解特点。厚度0.9014.60m,平均厚度4.11m。花岗岩全风化带:呈层状分布,褐红色、褐黄色、灰黄、灰白色等,岩石风化剧烈,组织结构已经破坏,岩芯呈坚硬土状,具有遇水软化、崩解特点。厚度0.6010.30m,平均厚度3.28m。花岗岩强风化带:褐红、褐黄、灰黄、灰白色等,岩石风化剧烈,组织结构已经破坏,节理裂隙很发育,岩芯呈土状、半岩半土状及碎块状,具有遇水软化、崩解特点。厚度0.5013.50m,平均厚度3.63m。花岗岩中风化带:青灰色夹浅肉红色、褐红、灰白
7、色等,裂隙发育,岩芯呈碎块状,少量呈短柱状,锤击声音清脆,花岗岩变晶结构,眼球状构造。厚度0.5028.9m,平均厚度5.03m。花岗岩微风化带:青灰色夹浅肉红色、褐红、灰白色等,裂隙发育,岩芯呈长柱状、短柱状、扁柱状,局部节理发育,锤击声音清脆,花岗岩变晶结构,片麻状构造。层顶埋深3.2032.1m。具体岩土物理力学参数见下表:表2.2.1 岩石物理力学参数统计表岩石名称土石工程分级隧道围岩分类天然密度孔隙比渗透系数变形模量或弹性模量单轴极限抗压强度标准值天然饱和干燥人工填土层1.80.90.56-海陆交互淤泥层1.61.70.0013-海陆交互淤泥层淤泥质土层淤泥质土层1.650.980.
8、0014-海陆交互沉积淤泥层淤泥质粉细砂层1.8-1.26-海陆交互淤泥层淤泥质中粗砂层1.9-1.58-海陆交互沉积粘性土层1.750.80.0018-可塑状砂质粘性土层1.80.70.120-硬塑状砂质粘性土1.90.650.128-花岗岩全风化带1.9-0.550-花岗岩强风化带2.0-1.565-花岗岩中风化带2.6-1.0-2522-花岗岩微风化带2.62-0.05-6055-2.2.2水文情况根据十三号线温涌路东洲区间沿线地下水赋存条件、含水介质及水力特征分析,地下水主要有两种基本类型,分别为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。勘测期间揭露沿线地下水稳定水位埋深06.70m。(1)松散岩类
9、孔隙水主要赋存于海陆交互相砂层、和第四系砂层中。砂层主要被淤泥、淤泥质土及粉质粘土层覆盖,地下水具微承压性。、砂层粉、粘粉含量较高,富水性弱中等,透水性中等。基岩裂隙水补给来源主要来自第四系砂层越流补给;排泄方式主要表现为以地下径流方式排向下游地区或人工抽汲地下水。(2)块状基岩裂隙水主要赋存于基岩层的强风化带和中风化带中,岩性为混合花岗岩,地下水的赋存条件与岩性、岩石风化程度、裂隙发育程度等有关。从勘察资料分析,强风化岩裂隙发育,岩石破碎,岩芯呈半岩半土状或土夹碎块状;中风化岩裂隙较发育,岩石较破碎,岩芯呈短柱状或块状;由于强风化岩裂隙为泥质充填,地下水赋存条件相对较差,一般具弱透水性,富水
10、性弱,中风化岩主要与岩石裂隙发育程度有关,地下水赋存条件差异性大,一般具弱中等透水性,富水性弱中等。由于强中风化基岩上覆全风化岩、残积土等相对隔水层,裂隙水具承压性。2.2.3地震烈度与场地评价根据国家标准建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)附录A,广州市区和增城市分别为抗震设防烈度为7度和6度,按地震安评报告,本线路的抗震设防烈度取7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第一组,地震特征周期值为0.35s。2.2.4管线及周边建筑物情况温涌路站位于新塘大道西延线与广深高速公路交叉路口的西北侧,地表为草莓地、甘蔗地,周边地形较为开阔无重要建筑物。涉及管线类型及走向见表2.
11、2.4-1重要控制性管线表和图2.2.4-1车站管线与车站位置关系图。序号管线类型材质及规格埋深与结构的关系拟采取措施产权单位联系方式备注1给水1200砼1.96m斜跨基坑永久改迁广州自来水公司020-969682给水1根200砼管1.2m横穿基坑永久改迁新墩村3给水1根200砼管1.2m横穿基坑永久改迁新和自来水公司135603325524给水600铸铁管1.2m横穿基坑永久改迁新和自来水公司135603325525电力路灯线0横穿基坑永久废除增城新塘供电所136022216996电力110kv高压线架空21.3m横跨基坑采用限高设施增城供电所7电力10KV电缆线架空横跨基坑永久改迁增城新塘
12、供电所136022216998通信线中国移动光缆架空横跨基坑永久改迁中国移动9通信线中国电信光缆架空横跨基坑永久改迁中国电信表2.2.4 重要控制性管线表(含规划线)图2.2.4 重要控制性管线表(含规划线)2.3 主要爆破工程量表2.3 主要爆破工程数量表序号地下连续墙幅号单位爆破方量备注1A18m322.86石方2A22m322.59石方3A23m326.16石方4A24m327.17石方5A25m327.12石方6A26m327.06石方7A27m327.03石方8A31m315.184石方9A32m313.083石方10Z1m311.354石方11A33m316.816石方12A34m
13、323.225石方13A35m329.326石方14A36m328.178石方15Z2m322.502石方16A64m39.871石方17A65m322.062石方18A66m319.910石方19A67m332.134石方20A68m335.048石方21A69m333.017石方22A111m35.11石方23A112m34.59石方24A113m34.06石方25A114m33.82石方26A115m33.61石方27A116m33.39石方28A117m33.17石方29A118m35.95石方30Z9m34.57石方31A151m316.34石方32A152m320.48石方33A1
14、53m324.40石方34A154m325.77石方35A155m323.15石方36A159m310.86石方37A160m311.28石方38A161m311.82石方39A162m312.36石方40A163m312.90石方更为详尽的地质资料参见如下附件:地下连续墙爆破区域平面布置图(1张)右线地质剖面图(1张)左线地质剖面图(1张)三、爆破方案的确定针对地下连续墙入岩较深,为确保周围岩体受到较小破坏,计划采用“钻孔控制爆破”施工方案,以便达到使整体微风化岩石破裂、分割成块状的目的,从而确保成槽设备快速高效地掘进。3.1 施工原则根据爆区周围环境、地质状况及进度要求,施工中遵守以下原则
15、:“少爆破”、“安全第一”、“控制爆破”、“弱爆破”。(1)保生产的均衡连续性和破碎质量,同时有利于爆破安全的控制,石方爆破采用钻孔控制爆破的方法进行。(2)爆破初期进行爆破振动规律测试,取得该地真实可靠的K、值,为准确控制单段最大装药量提供依据。另外,爆破进行过程中实施爆破振动规律监测,以便随时调整爆破参数和确保其爆破振动安全。(3)根据保护建筑物到爆破地点的不同距离,严格按实测振动规律控制单段最大装药量和一次爆破规模。采用微差起爆方法,最大限度地减少爆破振动对环境的影响。(4)石方爆破开始前,对周围建筑物进行详细调查,并依据其结构特征和国家标准给出各自的爆破振动安全允许值。(5)严格安全防
16、护措施,爆破时对爆区顶面覆盖柔性防护网,以防止个别飞石造成周围保护物的损害。爆破时实施严格的安全警戒。(6)爆破施工严格遵照爆破安全规程和东莞市有关规定办理。爆破施工前,编制详细的爆破施工组织设计,经有关部门审批后实施。(7)起爆前加强警戒警示,爆破时人员全部撤至安全地点后方可起爆,爆破警戒范围以工地围墙为界。(8)爆破前张贴告示,加强与临近单位之间的沟通、协调,确保爆破施工进行顺利。3.2 地下连续墙基岩深孔微差预裂控制爆破技术参数控制爆破原理:对于进入中风化、微风化花岗岩或存在中风化微风化花岗岩的槽段,采用地表钻孔的方法对中风化、微风化花岗岩层进行钻孔,利用“预裂爆破+挤压爆破”作用机理,
17、科学布孔,合理利用爆炸产生的能量对地下连续墙中、微风化部分岩石进行作用,以便达到使整体微风化岩石破裂、分割成块状的目的。爆破作业时,炸药单耗控制在2.0kg/m3左右。爆破施工时需进行一槽段试爆,然后对爆破槽段进行孔间抽芯取样,根据抽芯岩石的破碎情况及时调整爆破参数。1、钻孔直径采用地质钻机钻孔,土层钻孔孔径、岩石钻孔孔径均为90mm,钻孔中安设直径75mm的PVC套管。2、钻孔形式为了便于施工和准确控制钻孔方向,采用垂直钻孔形式。钻孔过程中用泥浆护孔,必要时下钢套筒。成孔后下75mm的PVC套管护孔,套管底需安有堵头,爆破前孔口需遮盖,防止异物掉入堵塞炮孔。3、爆破槽段长度、宽度地下连续墙每
18、次爆破槽段长度控制在6.0m之内。宽度为地下连续墙的成孔宽度0.80m。4、火工器材选型孔内雷管选用毫秒导爆管雷管,起爆雷管选用导爆管,炸药选用2#岩石乳化炸药,标准直径为60mm,防水 性能较好,具体根据现场的需要加工。5、装药结构及起爆网络各槽段布置两排二排炮孔,梅花型布孔,沿连续墙导墙内轮廓布置,孔距为0.65m,其中中心孔一排,沿连续墙中线布置,6m槽段共钻孔17个。由于起爆体上方有约16米高的地下水,水压较大,因此起爆体需配重抗浮。炮孔采用正向装药起爆,起爆选用非电爆破网路,采用激发针起爆,每个炮孔装两发雷管,且分别属于两个爆破网路,两套网路并联后起爆,以确保起爆网络安全,网路示意图
19、如下所示:图3.2-1 爆破网络示意图(5)单耗计算由于本工程需要爆破处理的岩石位置较深,且在水下爆破施工。结合本工程的特殊性以及现有的机械设备和技术力量,决定采用地质钻机进行钻孔。依据瑞典的设计方法,单位耗药量计算:q=q1+q2+q3+q4式中 q1基本装药量,是一般陆地梯段爆破的两倍(本工程爆破对象位于地下1522m左右,且存在地下水,故视为水下爆破)。对水下垂直钻孔,再增加10%。例如普通坚硬岩石的深孔爆破平均单耗q1=0.5kg/m3,则水下钻孔q1=1.0kg/m3,水下垂直孔q1=1.1kg/m3; q2爆区上方水压增量,q2=0.01h2; h2水深,m,取16m; q3爆区上
20、方覆盖层增量,q3=0.02h3; h3覆盖层(淤泥或土、砂)厚度,7m; q4岩石膨胀增量,q4=0.03h; h梯段高度,9m。本工程h=9m,h2平均取16m,h3=7m;q1=1.1kg/m3q=1.1+0.0116+0.027+0.039=1.67kg/m3。根据水运工程爆破技术规范(JTS204-2008)风化岩水下钻孔爆破单耗/kg*m-3经验数值为1.72,在爆破作业过程先按照单耗1.67 kg/m3试爆后,针对具体情况调整爆破参数。(6)布孔形式与装药结构因岩层厚度不均,但是考虑到测量以及药包吊装过程中产生的误差(误差累计不得超过10cm),且为了防止爆破影响上覆土体和连续墙
21、基底岩层,因此岩层爆破时,当单孔单体爆破时装药长度与岩石厚度相同,多孔单体爆破时,每个孔孔底距离岩层底面10cm,装药至炮孔底部,岩层顶面留10cm不装药。此外,为了确保相邻成型地下连续墙在爆破过程中不受影响,在进行爆破时,将在距相邻地连墙接缝50cm处钻设一排三个空孔作为减震隔离段,具体布置形式见图3.2-3.图3.2-2 地下连续墙爆破装药结构示意图图3.2-3 地下连续墙爆破布孔平面示意图(7)单孔装药量、起爆最大药量及地下连续墙爆破参数计算单孔装药量计算Q=Q0abH式中Q0水下单位耗药量,本工程岩基为中或微风化混合花岗岩,取值为1.67kg/m3,H=2.56m,岩面深度超过5m分两
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