某沿岸廠區(qū)填海工程山體爆破、運(yùn)填施工組織設(shè)計應(yīng)用與研究

◎ 大連泰通建設(shè)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(jìn)回填石料，均由山體爆破后裝運(yùn)到回填區(qū)進(jìn)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(shè)用地。

1、編制依據(jù)

1.1 采用的技術(shù)規(guī)范

（1）《水運(yùn)工程爆破技術(shù)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(biāo)段”設(shè)計圖紙資料的基礎(chǔ)上，分析了本工程的施工特點(diǎn)和各種影響因素，依照國家現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工驗(yàn)收規(guī)范、工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及操作規(guī)程、結(jié)合我公司對類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)編制而成。

3 分項工程概況

本標(biāo)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(jù)開山區(qū)地形及將要進(jìn)場的開山協(xié)作單位數(shù)量，將二標(biāo)段開采范圍內(nèi)的小北山和黃山劃分為6個開采區(qū)。考慮到封閉公海大道進(jìn)度影響及開采區(qū)高壓線的影響，開采順序?yàn)?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(jī)、推土機(jī)配合人工自上而下進(jìn)行，現(xiàn)場清理施工務(wù)求干凈徹底，不留草根、樹根和有機(jī)物雜質(zhì)。清理起的植物和垃圾，運(yùn)往業(yè)主指定的位置。清理面積約4.76Km2。

4.3 主要運(yùn)輸?shù)缆吩O(shè)置

先在山底部向施工便道橋方向修筑一條開山石料運(yùn)輸?shù)呐R時道路，然后以臨時道路標(biāo)高為準(zhǔn)，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(zhuǎn)彎處設(shè)置簡易的交通警示牌，并在彎道的外側(cè)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(shù)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(jìn)行開采。邊坡則采用預(yù)裂爆破方法。設(shè)計每個臺階高度為12m，考慮到開采區(qū)與周圍建筑的關(guān)系，開采底標(biāo)高暫定為+60m。

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

4.5 盤山道設(shè)計

盤山道需順著山體走勢修建。線路縱斷面設(shè)計，應(yīng)利用地形、地勢，使縱坡盡可能均衡，在條件允許時，應(yīng)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(yīng)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(biāo)高的下降而變更的特點(diǎn)，盤山道按三級公路標(biāo)準(zhǔn)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(shè)置

當(dāng)縱坡等于或大于5%時，應(yīng)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(shè)置縱坡不大于3%的緩和破段，其長度不應(yīng)小于80米。當(dāng)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(shù)，按表5-2值計算。

表4-2 坡長限制與坡長換算系數(shù)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(yùn)輸?shù)淖钚」ぷ髌奖P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選取；

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(jù)具體情況，每個平盤或2～3個平盤設(shè)置一條；

表4-2 爆堆寬度表

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

Bmin=m+C+T+A, 米 =54m，實(shí)際施工時工作平盤按60m設(shè)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(yùn)輸平臺寬度確定

運(yùn)輸平臺寬度，一般可按表4-4選取。

表4-4 運(yùn)輸平臺寬度表

本工程汽車載重25-40噸，運(yùn)輸平臺寬度按雙車道13m考慮。

4.8 每天開采強(qiáng)度分析

總回填量為4860604m3，總工期240天，有效開采運(yùn)輸時間按187天考慮，則每天需開采、回填量要到達(dá)25993萬m3，施工時按每天開采、回填26000m3料配備人員、機(jī)械設(shè)備。

4.9 每天有效工作時間分析

必須耗費(fèi)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(shè)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(yù)裂爆破方法。采用1.6-2.0m3液壓鏟和30t自卸運(yùn)輸車及高風(fēng)壓液壓鉆孔機(jī)進(jìn)行間斷式開采。鉆、爆、采、運(yùn)、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(gòu)成人為的龐大有機(jī)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(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.1 鉆孔施工

施工前嚴(yán)格做好測量放線工作，保證布孔位置正確，采用高風(fēng)壓鉆機(jī)，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(biāo)明鉆孔開口位置。鉆孔中深度誤差不超過5%。孔口位置偏差不超過兩倍炮孔直徑。

5.2 裝藥爆破施工

裝藥前將孔內(nèi)殘渣吹凈。藥包、藥卷按設(shè)計要求進(jìn)行加工，放入藥包、藥卷時一定要仔細(xì)。裝藥結(jié)束后對炮孔進(jìn)行堵塞，堵塞采用就地取材，用鉆孔時排出的石粉進(jìn)行堵塞，用木棍輕輕搗實(shí)，堵塞結(jié)束后進(jìn)行起爆網(wǎng)絡(luò)連接。

5.3 施工作業(yè)中的藥量調(diào)整

裝藥過程中嚴(yán)格按設(shè)計的藥量進(jìn)行，在鉆孔過程中如果發(fā)現(xiàn)沿炮孔不同深度巖石結(jié)構(gòu)特征有明顯的變化時，為取得好的效果，必須根據(jù)巖石特點(diǎn)，對設(shè)計的藥量進(jìn)行調(diào)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(jìn)行開挖，分層厚度控制在不大于5m，嚴(yán)禁隨意取土造成邊坡不穩(wěn)而產(chǎn)生安全隱患。

⑶ 土方在挖運(yùn)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(chǎn)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(shù)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(yù)裂爆破，對于不適宜采用預(yù)裂爆破的部位采用預(yù)留保護(hù)層開挖。

爆破完成后測量人員根據(jù)設(shè)計高程和設(shè)計坡度將邊坡的坡頂線和坡腳線放好，用醒目的標(biāo)志標(biāo)識，然后選用有經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)好的挖掘機(jī)操作者進(jìn)行邊坡修整。在修整過程中派專人進(jìn)行指揮，一是可以保證邊坡修整質(zhì)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(yùn)采用1.6-2.0m3挖掘機(jī)配30t自卸汽車運(yùn)輸至填方區(qū)域，推土機(jī)進(jìn)行整平。

挖掘機(jī)在裝料過程中，不符合要求的土質(zhì)不得裝車，同時嚴(yán)格控制裝料方量，嚴(yán)禁車輛超載造成安全隱患。

5.5 周圍建筑物的保護(hù)

5.5.1 影響因素分析

山體爆破產(chǎn)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(diǎn)。

山體爆破時伴隨炸藥爆炸會對周邊建筑物產(chǎn)生破壞效應(yīng)，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(yīng)控制在安全標(biāo)準(zhǔn)的要求之下。

⑵ 采用預(yù)裂爆破、緩沖爆破等控制爆破方法。

⑶ 選用合理的爆破參數(shù)，減少炮孔超深，采取小抵抗線爆破法，增大鄰近系數(shù)，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(hù)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(hù)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(nèi)，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(zhì)、地形及爆破設(shè)計不當(dāng)?shù)纫蛩赜嘘P(guān)。個別飛散物的距離一般不會超過200米。飛散物主要防護(hù)措施：

⑴ 嚴(yán)格執(zhí)行爆破規(guī)程，爆破前人員和可移動設(shè)備撤離到安全距離之外，對不可移動的建筑物及設(shè)施加防護(hù)器具。安全距離外設(shè)置封鎖線及標(biāo)志，防止人員及運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)入危險區(qū)。

⑵ 避免過量裝藥。

⑶ 選擇合理的孔網(wǎng)參數(shù)，按設(shè)計要求保證穿孔質(zhì)量。

⑷ 保證填塞質(zhì)量及填塞長度。填塞長度應(yīng)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(nèi)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(qiáng)度的巖料。

⑸ 采用合理的起爆熟悉和延遲時間。

⑹ 設(shè)置避爆棚。