【石方明挖工程施工方法研究報告15000字】

II目錄第1章緒論 31.1定義 31.2應用范圍 31.3石方明挖的特點 31.4石方明挖的發(fā)展方向 41.5制定施工方案的原則 41.6施工程序 51.7施工進度 6第2章石方明挖工程施工方法 82.1分層開挖法 82.1.1道路出渣法 92.1.2拋入河床法 102.1.3豎井出渣法 102.2深孔爆破法 112.3分段開挖法 122.4輻射孔爆破法 122.5小結(jié) 13第3章鉆孔與爆破 143.1石方明挖的爆破類別 143.2爆破作業(yè) 15第4章工程實例與優(yōu)化 204.1工程概況 204.2工程技術(shù)分析 204.3控制開挖方案 214.4爆破消能方案 214.4攔截防護 224.4.1臨近爆破區(qū)攔截 224.4.2邊坡坡腳攔截 224.5工程質(zhì)量控優(yōu)化方案 234.5.1土石方開挖質(zhì)量優(yōu)化方案 234.5.2邊坡支護質(zhì)量優(yōu)化方案 234.5.3帷幕灌漿質(zhì)量優(yōu)化方案 244.5.4土方開挖安全技術(shù)措施優(yōu)化方案 24第1章緒論在工程領域石方明挖施工運用十分廣泛，多用于平整場地、建筑物地基挖掘、采石場工程石料和混凝土骨料的開采，圍堰等臨時輔助性建筑設施以及漿砌石、混凝土建造物的破拆等?？梢哉f是施工過程中不可或缺的重要手段，隨著時間的推移，在各類工程施工中石方明挖不斷完善趨于成熟，甚至成為了古老落后的代名詞。但是當我們真正不同環(huán)境不同狀況下尋找完整的石方明挖體系的時候，我們不禁發(fā)現(xiàn)，在這一領域知識系統(tǒng)化和工藝標準化依然存在大量空白，對于未來工程的指導性幾乎為零。所以在此我們提出石方明挖工程施工方案及工藝標準化就是解決這個問題，對施工方案和工藝進行規(guī)范，形成標準。1.1定義所謂石方即為呈體積存在的砂石骨料；而明挖技術(shù)則是工程項目開挖技術(shù)中的一種，即為在露天情況下進行開挖活動。因此石方明挖可定義為：在露天環(huán)境下使用相應的開挖工具，采取一定的規(guī)范措施，對呈體積的砂石骨料進行疏松、擊碎、挖采和搬移、輸送的整個過程的總稱。1.2應用范圍石方明挖工程的適用范圍廣泛，主要包括壩基施工、公路施工、施工營地建設、與施工相關的輔助設施廠房和采石場開挖等。它主要被應用于以上建筑物的地基開挖、地下設施出入口的露天開挖、施工導流渠道開挖和水利工程中的引航道與溢洪道的開挖。石方明挖在開挖工程中處于主體地位。1.3石方明挖的特點石方明挖在我國存在這一下幾方面特點：（1）工程開挖量大，開挖地點集中，開挖施工工期緊。（2）由于開挖規(guī)模和開挖量龐大，產(chǎn)生的高邊坡情況對施工造成很大困難。（3）天氣狀況的預知性較差時，天氣原因?qū)β短焓┕び休^大影響。（4）我國幅員遼闊，地質(zhì)地形復雜多變，很難有準確的把握，設計時參照的地形情況常與實際施工情況不符，存在較大變化時經(jīng)常會拖延施工進度。（5）由于工期緊迫，導致施工方在施工中采取邊澆筑混凝土邊開挖的方法，如此不規(guī)范的施工行為對整體工程質(zhì)量產(chǎn)生極惡劣影響。（6）水利工程相關建筑物的地基開挖，地基輪廓復雜，對于基巖的開挖具有較高要求，技術(shù)性強，施工難度大。1.4石方明挖的發(fā)展方向我國石方明挖的發(fā)展方向自然是以解決問題現(xiàn)象為己任，利用高新技術(shù)的不斷加入以及知識體系的持續(xù)更新，最終實現(xiàn)我國石方明挖方案及工藝的標準化。大量引入專業(yè)技術(shù)人才，實現(xiàn)施工方法和理念的更新?lián)Q代。雖然國石方明挖工程的施工方案以及工藝常年以來，得到了極大發(fā)展，積累了很多施工經(jīng)驗，但是時間在變化，技術(shù)在變化，建筑行業(yè)更是時刻變化。如果不能及時掌握高新技術(shù)，那么在未來的高難度施工中就要浪費更多的時間和金錢，因此帶來的損失可能是無法估量的。加快普及新型大型技術(shù)型機械化施工設備。由于我國國土廣袤地形多變，普遍存在工程工期緊，開挖任務較重的現(xiàn)象，單靠人工開挖會嚴重影響施工效率。只有通過機械化施工，才能更好的迎難而上，在最短的工期內(nèi)完成預定的工程開挖量，將施工難度降低，最大程度保證施工質(zhì)量。（3）加緊完善工程開挖配套體系。在工程開挖過程中有很多因素影響著施工進度和質(zhì)量，一套完整的服務體系就是在為工程保駕護航，及時發(fā)現(xiàn)問題預見不利因素，能最大成度的確保工程順利進行，維護施工方的經(jīng)濟利益。我們干好工程，不僅需要專業(yè)團隊，更需要服務保障，拿天氣預報來說，準確的預測不僅可以保護現(xiàn)場人員財產(chǎn)安全，更能合理利用天氣狀況為開挖施工服務。1.5制定施工方案的原則整體把握設計圖紙，現(xiàn)場實地考證，對工程相關信息了然于心。對于石方明挖工程與其他施工環(huán)節(jié)的聯(lián)系和銜接要充分考慮，遵循部分服從整體的思路，將石方明挖融入到整體工程中去，統(tǒng)籌設計，合理規(guī)劃。（2）要切實考慮施工地點的地質(zhì)地形以及水文氣象特點。在分析和研究后，作出評價，盡可能做到因地制宜，合理利用當?shù)刈匀粭l件，運用到工程中去，服務工程，降低成本。（3）要以業(yè)主招標文件為依據(jù)，滿足文件中規(guī)定的相關事宜，遵守并力爭與施工總進度相協(xié)調(diào)，切實完成石方明挖工程施工各階段工期進度。（4）嚴格遵守施工規(guī)范以及工程組織設計要求，統(tǒng)籌運用最佳的施工方法和技術(shù)規(guī)范。（5）繼承和發(fā)揚傳統(tǒng)技術(shù)工藝的同時，不斷完善創(chuàng)新新技術(shù)、新工藝，在不影響施工質(zhì)量的情況下，盡可能做到新老結(jié)合，為石方明挖工程施工開辟出新的更為有效的施工途徑，以技術(shù)帶動生產(chǎn)，以創(chuàng)新帶動發(fā)展。（6）要充分尊重施工現(xiàn)場的自然條件，學會利用其為工程服務，而不是一味的改變和破壞。1.6施工程序總體來說石方明挖的施工流程呈現(xiàn)如下：在這里我用施工程序較為復雜的水利樞紐建設中的石方明挖工程施工程序以點帶面概括一下石方明挖工程施工中普遍適用的施工程序確定方式。水利樞紐一般由壩體、電廠、通航建筑物等分項工程組成。要想確定最優(yōu)化的石方明挖施工程序則需要首先對施工區(qū)段和分部工程進行合理劃分。而工程施工中分部工程的劃分主要依據(jù)的是整體工程中的單項工程，例如水利工程中水利樞紐的單項工程即為大壩、通航建筑物、水力發(fā)電站等建筑；施工區(qū)段的劃分則要根據(jù)施工特點以及施工要求進行劃分，正如大壩中船閘工程可以分為引航道施工、船閘施工，他們分別具有不同的施工特性；除此以外，施工要求在施工區(qū)段劃分中居有主體地位，簡單來說，從施工進度上閘門基礎開挖過后需要安裝金屬閘門同時澆筑混凝土，并且需要調(diào)整試驗，需要消耗較長工期，與此同時閘門的石方明挖對于基巖的完整性有極高的要求；但是對于引航道施工來說，不僅對基巖完整性沒有過高要求，在開挖以后只需筑造水利堤壩便可，因此施工技術(shù)難度低，工期需求彈性大。所以我們通常將閘門的開挖分為兩個區(qū)段，先對閘門工程區(qū)段施工再對引航道工程區(qū)段進行開挖施工。開挖施工順序的具體編排應充分考慮如下情況：（1）需要的工種比較多，施工工期較為長的開挖施工應該早于工種要求少、工藝簡單且施工進度不影響整體工程的施工區(qū)段，開始施工。（2）工種需求不多，但在整個工程中起到重要作用的，甚至給主要區(qū)段造成干擾損害的施工區(qū)段應先預期工。（3）一些部分施工區(qū)段雖然不是主要區(qū)段，但是它的施工完成可以對主要區(qū)段的施工起到有利作用甚至可以對整個工程創(chuàng)造有利條件，或者顯然擁有重要效益的的施工區(qū)段，都應該是優(yōu)先施工的部分。（4）當某一區(qū)段的施工結(jié)果對別的施工區(qū)段沒有影響和作用，并且對于工期并沒有較高要求時，可以將其放在兩個高強度施工區(qū)段中間，強度較低處用于調(diào)節(jié)施工強度。（5）部分服從總體，每個施工區(qū)段的施工程序布置要與整個工程的施工程序相一致，與總體的施工進度相吻合。1.7施工進度當每個分部施工區(qū)段和整體工程施工程序確定之后，應當及時布置和規(guī)定整個工程和各分部工程的施工進度。布置和規(guī)定工程施工進度時，務必要做到對各分部工程區(qū)段的實際情況有詳盡了解，依據(jù)每個分部工程區(qū)段的具體情況，困難和便利，包括施工的深度，地理位置以及施工場地的面積大小，工程量情況，預估施工強度，充分研究和考慮施工方案以及機械化程度。合理計算出各分部區(qū)段分別需要的工期長度，依據(jù)此工期長度，為工程制定針對性強且特色鮮明的最優(yōu)化工期進度計劃。對于部分施工規(guī)模龐大，但各方面條件便利，工期安排比較寬裕且困難強度較小的施工區(qū)段，可以根據(jù)施工條件進行大體估算。對于施工環(huán)境惡劣，施工條件差，機械化水平低，工期要求高，高施工難度的分部施工區(qū)段，則需要對施工具體區(qū)位、施工程序及工期，進行反復研究和斟酌，以此得出精確的施工進度安排。通過這種方法可以高效精確的計算工期進度，制定計劃方案。石方明挖中的施工進度不只是分部施工區(qū)段施工程序、工期、強度的整體反映。與此同時對以上因素的實質(zhì)性分析同樣可以得出相應的施工方案、確定出施工機械的品種類別以及規(guī)模。石方明挖施工進度的制定，在著重考慮以上因素的同時，下面的要求同樣值得關注：（1）石方明挖工程的施工進度應該高度符合整體工程的施工進度，在規(guī)定的時間內(nèi)干完規(guī)定的石方開挖，若實在出現(xiàn)未完成情況，在工程效益受到損失的情況下，需要及時修改施工總進度。工期計劃勢必嚴重拖延。（2）對當?shù)氐乃臈l件狀況以及往年資料要有所了解，特別是對雨季和旱季水位差值較大的山區(qū)應著重研究，一些高程較低的施工部位可以選擇在水位低的枯水期建設施工，減少正常情況下的水下施工和圍堰建筑，降低施工難度，減少施工所需費用。（3）施工建筑物的基礎處理難度較大、困難重重，經(jīng)常會出現(xiàn)意外情況，比如有些破碎帶或者斷層需要處理，所以在安排工程進度的時候務必要為其留出機動時間，增強施工進度計劃的靈活性。

第2章石方明挖工程施工方法石方明挖在實際施工中依據(jù)施工當?shù)氐牡匦蔚刭|(zhì)特點大致可以分為兩大類，一類是場地開闊，地形平坦的情況，此時我們可以輔助大型機械設備進行開挖。另外一類是工程施工場地存在較大高差，特別是高邊坡開挖，多出現(xiàn)在我國西南地區(qū)四川云南等省份，此時便需要在正常開挖的基礎上，采取相應的技術(shù)手段和方法靈活處理開挖施工過程中出現(xiàn)的困境和難題。因此根據(jù)現(xiàn)場不同的施工環(huán)境和狀況，同時參照現(xiàn)場工期進度及施工計劃安排，我們常采取的石方明挖方式有：分層開挖（根據(jù)不同的地形地質(zhì)情況又衍生出道路出渣法、拋入河床法以及豎井出渣法）、分段開挖、深孔爆破和輻射孔爆破等。其中除了普通的分層開挖和分段開挖以外，包括道路出渣法、拋入河床法、豎井開渣法在內(nèi)的其余五種方式均屬于高邊坡開挖。下面的敘述中筆者將結(jié)合圖例，詳細介紹以上開挖方式。2.1分層開挖法圖2—1某石方明挖工程分層分段施工示意圖這是石方明挖中最常使用的開挖法，其分為由上而下分層開挖法和由下而上分層開挖法，即在露天情況下自頂部開始以階梯狀的形式由上而下或者在底部開始以階梯狀自下而上的進行石方明挖施工。以分層開挖的形式進行石方明挖，這種開挖方法的主要的優(yōu)缺點如下：優(yōu)點有：施工程序和施工方式較為簡單，采用普通的施工機械便可以開展施工，方便控制破拆碎石塊的形狀大小，利于控制巖坡的震動幅度。對于施工技術(shù)的要求較低，坡面的加固防護工作更容易進行。缺點有：該方法對與施工地形環(huán)境的要求較高，并不是所有地形都可以采取此種方法，相對來說具有較大的局限性。但施工中遇到地質(zhì)條件以及巖石層的裂縫發(fā)育導致開挖邊坡維穩(wěn)難度大的情況時，由上而下開挖法不適合進行開挖施工時，我們就可以采取由下而上的分層開挖法。舉個例子詳細說明，現(xiàn)有一座壩高為85米混凝土拱壩，兩岸峽谷地質(zhì)由片巖、石英巖以及板巖摻雜而成，片巖層沿著岸坡邊緣向上達到300米高處。片巖層的厚度為1到3米之間不等，且?guī)r層之間摻雜有薄泥層和開張深度較大的裂縫。另一岸坡巖層狀況較為理想但是其中有與巖石層垂直，向河流呈現(xiàn)傾角為300度的傾斜的節(jié)理對岸坡的穩(wěn)定造成不利影響，所以由上而下分層開挖法不能使用，故采用由下而上的分層開挖法。形如圖2—2，開挖時使用平洞法，每挖好一層平洞馬上裝填混凝土，進而階梯狀開挖上一層。通過此種方法可以實現(xiàn)施工及建筑物的安全，在填裝混凝土時，需要留出相應的空間，來堆放上層爆破時產(chǎn)生的渣石料，就目前來看此種方式在國內(nèi)運用較少。圖2—2由下而上分層開挖法示意圖當邊坡較陡，道路修設比較艱難且費用較高不符合工程收益預期時，則我們可以采用分層開挖法中的道路出渣法、豎井出渣法和拋入河床法進行施工。即在岸坡開挖時，可以采用豎井出渣或?qū)⑹朴诎镀履_下的方法，將道路直接通向開挖工作面。2.1.1道路出渣法正如之前分析的一樣，采用此方法施工可以更好的滿足施工強度要求，降低不必要的施工難度。一般來說，我們需要根據(jù)施工場地的地形地質(zhì)情況以及現(xiàn)有機械設備性能條件確定開挖深度，普遍存在的開挖深度一般不會大于15米。若出現(xiàn)邊坡較陡峭的情況，可以以40米為等差設置主干道。主干道上層爆破開挖產(chǎn)生的渣石料直接拋棄或者用推土機推送至主干道，再進行收集倒運，以此提高開挖效率，降低清運難度。若在此基礎上出現(xiàn)邊坡陡峭且工作量，工作強度較大的情況時，則可以配合隧道進行石方明挖的開挖與清運工作。2.1.2拋入河床法拋入河床法也是一種自上而下的分層開挖法，在開挖面不設專門道路，而是利用相關機械設備將爆破產(chǎn)生的渣石直接拋入河床，再通過挖掘設備和裝載車集中清理挖掘并倒裝運輸。此方法被廣泛運用于實際工程施工中，但是其先提條件是：需要河床允許在截流前拋入渣石。而該方法中需要解決的最大問題是大型機械設備在爆破實施前后進場和出場的問題。對此，國內(nèi)工程中通常提前組裝好澆筑混凝土的攬式起重機，再由此類起重機將鉆機和推土機調(diào)運進（出）場。除此以外在一些極為狹窄的山谷地帶，當無法利用河流沿岸的道路出渣時，又可以采取在堆渣處開挖隧道的方式出渣。2.1.3豎井出渣法圖2—4某大壩坑道豎井出渣岸坡開挖圖坑道2—運輸洞3—豎井4—開挖設計線5—地面線6—壩頂豎井出渣法同樣是運用于邊坡較為陡峭，道路修筑較為艱難，且因部分原因如通船、過木等情況導致無法將渣石直接拋入下方河床（倘若施工現(xiàn)場下方恰巧有河流經(jīng)過）等施工情況下。如圖2—4某大壩（意大利柳米耶大壩）石方明挖豎井出渣法的示意圖。意大利柳米耶大壩邊坡開挖深度135米，左岸開挖量達1.8萬立方米。該建筑物在建設初期便遇到施工場地邊坡陡峭，施工難度大，專業(yè)化水平要求高等問題，雖然施工現(xiàn)場下方有河流貫穿其中，但是受河流正常通航情況的影響，在非截流狀態(tài)下不存在渣石直接拋入河床的可能性。故設計人員在現(xiàn)場勘查后，決定采用豎井出渣的施工方式進行石方明挖施工，即兩岸留有斜井，并將斜井與平洞相連接。以自上而下進行小間距鉆孔爆破的方式，將石方爆破成小石塊，并將這些碎石塊集中推至斜井內(nèi)，再通過平洞集中運輸，最終使得石方明挖工程得以順利推進。當然，豎井出渣法對于石方開挖量有特定要求，只有開挖量較小的工程可以作為主要開挖形式經(jīng)常運用，當開挖量很大的時候則只可以做為輔助方法出現(xiàn)。2.2深孔爆破法圖2—5深孔梯段爆破要素圖深孔爆破是指鉆孔深度超過5米、直徑大于75毫米的炮孔爆破技術(shù)。它有著單位鉆孔量小以及單位耗藥量低、使用機械進行爆破、挖裝、運輸作業(yè)，生產(chǎn)效率較高的優(yōu)勢和特點，被廣泛運用到石方明挖中。除此以外深孔爆破與光面爆破、毫秒爆破和預裂爆破等相關技術(shù)相結(jié)合一起運用到施工中，可使開挖面更平整、圍巖更堅固、提高石方明挖質(zhì)量。在進行高邊坡石方明挖施工時，僅需要通過一次或者幾次鉆孔爆破，便可以實現(xiàn)高邊坡的集中開挖。而通過這種方法可以盡可能的降低爆破過程中的非爆破耗時，提高開挖效率，增強對時間的利用。但是與此同時深孔爆破的技術(shù)工藝較為復雜，鉆孔的準確性不易保證，各項工藝如爆破、裝藥都需要更好更先進的技術(shù)以及設備作為支撐，因此對于施工技術(shù)能力較弱，設備較為陳舊的施工隊伍來說，不建議采取該明挖方式施工。2.3分段開挖法分段開挖法在公路路基挖方中應用最為廣泛，特別是路塹開挖時，沿路塹縱向選擇一個或幾個適宜的區(qū)段，將較薄一側(cè)路塹橫向挖穿，再將路塹在縱向上按照樁號分成兩段或多段，各段再同時進行縱向開挖，最終實現(xiàn)各分段之間的貫通，完成整條公路路塹開挖工作。本辦法適用于開挖范圍細長，棄石運距較遠的傍山公路的路塹開挖，或地面兩側(cè)存在明顯高差的路塹開挖。2.4輻射孔爆破法輻射孔爆破法也是加快施工進度的一種施工方法，特別是在礦山開采時使用較多，我國白山水電站便曾采用這種方法。白山壩基礎開挖之初，為了追趕工期，加快壩基開挖進度，故在局部采用了輻射孔爆破，由此取得良好效果。在工程的14-21壩段，壩基巖石位于水下，開挖量超過96000立方。參照CZZ-700鉆機工作規(guī)范確定了施工方案，決定在河床截流前先打坑道進入壩基內(nèi)，并在斷面為3×3.5（米）的坑道內(nèi)進行輻射式鉆孔。剛開始爆破的孔間距為2.5m，之后改為2m。在各個斷面設置4-19（米）孔深、60（毫米）孔徑的鉆孔12-15個不等。距上、下游的開挖邊界面3.0（米），同一斷面內(nèi)相鄰兩孔的孔底距離平均為2.5（米），兩個坑道之間輻射孔孔底間距1.0-1.5（米）不等。藥包直徑約為60mm，用FRS～100型裝藥機裝藥。每米含藥量2.53kg，裝藥長度按相鄰兩孔的藥柱頂部之間距離不小于1.5～2.0m控制，孔口堵塞長度2～6m，如圖2—5。第一次爆破巖石0.5萬m3，頂面堆渣約0.2萬m3，共計0.7萬m3。第二次爆破巖石1.2萬m3，頂面堆渣0.9萬m3，共計2.1萬m3。尾水渠混凝土圍堰下的巖石同樣采取輻射爆破的方式開挖，經(jīng)估算，此種方法比常規(guī)的施工法提早兩個月完工，節(jié)省勞動力3.75萬工日，取得了較大的經(jīng)濟效益。高岸坡開挖時，為保證下部河床工作人員與機械安全，必須對岸坡采取防護措施。一般我們采用噴混凝土、錨桿和防護網(wǎng)等措施。噴混凝土是常用的方法，不但可以防止塊石掉落，對軟弱易風化巖石還可起到防止風化和濕化剝落的作用。錨桿是用于巖石破碎或有構(gòu)造裂隙可能引起大塊巖體滑落的情況，必要時同樣需要加噴混凝土，以保證安全。防護網(wǎng)更是常用的防護措施，其可以貼岸坡安設，也可與岸坡垂直安設。外國常用的防護網(wǎng)有尼龍網(wǎng)、有孔的金屬薄板或鋼筋網(wǎng)，多懸吊于錨桿上。當其與岸坡垂直安設時，需要在相距一定高度處安設，以免高差較大落石擊破擊穿防護網(wǎng)。2.5小結(jié)石方開挖一般分為兩種：一種是機械軟石開挖，另一種是巖石爆破開挖。前者主要用于風化情況較嚴重的石方開挖，石方整體較為軟弱，不需要實施暴力破碎，只需要采用馬力稍大的推土機對石方進行破碎鉤松，然后推送集中，最后再與裝載機和自卸汽車配合作業(yè)，完成石方的運輸工作?？傮w來說第一種開挖方式較為簡單，花費低、效率高，但是對于堅硬巖石的開挖，顯然是第二種方法更為有效的，由于爆破開挖工藝較為復雜，具有嚴苛的程序步驟，同時其還是石方破碎明挖的主要手段，是我們研究石方明挖工藝標準化的重要一環(huán)，因此在接下來的一章中，筆者將對爆破進行詳細介紹和分析。

第3章鉆孔與爆破3.1石方明挖的爆破類別3.1.1依據(jù)爆破孔的深淺度（1）裸露爆破：直接尋找被爆破物體的凹槽，將炸藥布置在凹槽中并覆以粘土后直接爆破，此類爆破不需要打孔。其具有簡單快捷的特點，但是耗藥量大，對于爆破對象的選擇要求高，爆破沖擊范圍大，不確定因素多，安全問題突出。（2）淺孔爆破：多作為爆破開采巖礦及二次破碎大塊巖石時的爆破方式，其普遍采用的炮孔深度不大于5米，炮孔直徑不超過50毫米。此類爆破目前已成為工程爆破作業(yè)中的主要爆破方式，被廣泛的應用于石方明挖領域。（3）深孔爆破：進行此類爆破時需要提前修筑好梯段，然后進行鉆孔，其炮孔深度普遍超過5米，炮孔直徑普遍超過50毫米，故相較于前兩種爆破形式，深孔爆破的成孔工藝更為復雜。在鉆孔作業(yè)結(jié)束后，需在成形的炮孔中填入延長藥包用于爆破。同時，此類爆破的巖石破碎程度較好，基本可以實現(xiàn)一次成型，并且碎塊的形狀大小均能達到工程要求，無大塊，無根底，便于后期碎石的鏟運處理。3.1.2依據(jù)爆破面的完整度預裂爆破：是在石方明挖爆破施工過程中，先沿爆破區(qū)域邊界線布置炮孔，并采用不耦合的裝藥方式，早于主爆孔起爆，形成具有一定寬度的貫通裂縫。借助邊孔爆破時產(chǎn)生的具有緩沖和反射效果的振動波，盡可能減少對爆破區(qū)域以外巖體的傷害，進而得到一個較為平整的爆破面。此類爆破不只適用于垂直、傾斜作業(yè)面上的石方開挖；同時在具有一定規(guī)律的曲面及水平建基面處也可以使用。總體來說，預裂爆破適用于需要控制爆破面大體輪廓同時巖層穩(wěn)定性又較差的施工部位。（2）光面爆破：是一種在爆破后可以形成平整、無明顯破壞痕跡的爆破面的控制爆破方式。光面爆破需要在計劃爆破作業(yè)輪廓線上布設若干孔距與最小抵抗線相適配的炮孔，同時使用不耦合裝藥或其他特殊填藥方式，在主體爆破完成后，輪廓線炮孔內(nèi)的炸藥同時起爆，以此形成貫穿炮孔且整體平整的爆破開挖面。其與預裂爆破相比，光面爆破得到的爆破面更加平整光滑，布設的邊炮孔間距更小，對松軟巖層的保護效果更好。3.1.3依據(jù)是否分階梯爆破（1）階梯爆破：是一種依靠階梯推進的石方爆破方式。此類爆破依據(jù)不同的孔徑、孔深分為淺孔階梯爆破和深孔階梯爆破。階梯爆破是礦山露天開采的常用方式，當前，世界范圍多數(shù)使用大孔徑鉆機，實現(xiàn)大區(qū)、多排微差深孔的階梯爆破，對孔網(wǎng)參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)、填塞方法、起爆順序、微差間隔時間都進行了全面地研究，爆破技術(shù)的改進極大的增加了礦山生產(chǎn)的綜合生產(chǎn)效率。另外，隨著鉆孔機具設備的更新、工業(yè)炸藥和雷管質(zhì)量的不斷提高，新品種炸藥和高精度、多段位毫秒電雷管、非電雷管及數(shù)碼電子雷管的使用，深孔(階梯)爆破技術(shù)的應用得到了進一步的發(fā)展。（2）非階梯爆破：此類爆破不分階不分級，主要根據(jù)當?shù)厥┕さ匦?，在合理范圍?nèi)隨機布置炮孔位置。3.1.4其他除了以上三種類型以外，爆破還根據(jù)碎塊形狀和位置分為：松動爆破、弱松動爆破、強松動爆破、定向拋擲爆破，根據(jù)開挖目的分為：隧道爆破、場平爆破、\t"/item/%E5%9C%9F%E7%9F%B3%E6%96%B9%E7%88%86%E7%A0%B4/_blank"路基爆破、溝槽爆破、基坑爆破、井巷掘進爆破、孔樁爆破。3.2爆破作業(yè)石方爆破施工是石方明挖工程中的重要施工環(huán)節(jié)，伴隨著技術(shù)水平的不斷升級和石方破碎后再利用的施工需要，石方破碎度的要求也越來越高。因此，石方爆破技術(shù)作為一種獨立的施工技術(shù)，在石方明挖中得到廣泛運用，下面對石方爆破施工技術(shù)做簡單介紹。3.2.1石方爆破施工流程石方爆破施工前，施工單位需要進入現(xiàn)場實地展開包括地形、地質(zhì)、水文在內(nèi)的現(xiàn)場勘察，標記影響施工的環(huán)境因素，制訂施工方案并報請公安機關及業(yè)主、監(jiān)理備案審批通過后方可準備實施；現(xiàn)場施工時須嚴格按照報審通過的施工方案展開爆破施工，由測量人員標記炮孔位置，由施工人員展開鉆孔作業(yè)，裝填炸藥時需要專業(yè)人員檢查炮孔是否達到爆破要求，并對其實施相應的保護，待現(xiàn)場做好防護措施后，聯(lián)網(wǎng)起爆，對巖石進行破碎開挖；最后使用運輸工具對石方進行搬運。具體展示如下：3.2.2石方爆破設計在一般工程項目施工過程中，石方爆破通常采用邊坡預裂光面爆破加階梯松動控制爆破的爆破方式展開。（1）在進行石方低挖深爆破施工時，采用深孔爆破的方式施工，在孔底與開挖底面預留1—2米的保留層，邊坡預留光面爆破層0.2米，爆破中間石方時采用深孔松動爆破方式爆破。（2）在進行石方高挖深爆破施工時，采用階梯深孔爆破的方式施工，每6米設置階梯平臺，相鄰的兩個階梯平臺視為一個爆破施工區(qū)段，然后再將每個區(qū)段參照低挖深爆破施工的方式施工，即在孔底與開挖底面預留1—2米的保留層，邊坡預留光面爆破層0.2米，爆破中間石方時采用深孔松動爆破方式爆破。（3）在布置炮孔方面，有以下三個原則：a、避免炮孔設置在石層變化的分界線或巖層裂縫處。b、盡可能把炮孔設置在較大或較多臨空巖面的位置。C、根據(jù)現(xiàn)場實際地形，選擇合適的最小抵抗線，正常情況下最小抵抗線不得超過炮孔深度。正常炮眼的排距與間距由炸藥種類、巖石特性、起爆順序、抵抗線長度和控制爆破要求等因素決定。在進行石方爆破工程施工時，因首先根據(jù)設計圖紙和現(xiàn)場實際地形情況，確定（分層）爆破深度H，依據(jù)現(xiàn)場巖石特性確定爆破孔深度L。然后，依據(jù)分層厚度和巖層軟硬特性計算最小抵抗線長度W。最終，依據(jù)施工方法和施工經(jīng)驗確定炮眼的間距a和排距b。爆破深度H得到確認以后，可根據(jù)以下公式確定爆破深度l，具體如下：松軟巖層：l=（0.85～0.95）H；堅硬巖層：l=（1.1～1.5）H；中等堅硬巖層：l=H。抵抗線的長度通常采用公式W=（0.6～0.8）H進行計算，其也是需要依據(jù)巖層的堅硬特性進一步確定。炮孔間距通常采用公式a=（0.8～2）W計算，炮孔排距則通過b=（0.8～1.2）W計算。為了保證爆破后石塊破碎均勻，碎石集中易堆放，同時將爆破對周圍建筑物的損傷降到最低，在現(xiàn)場正常施工時，通常采用交錯梅花形的布孔方式布孔，將炮眼方向與爆破面呈45°角布置。（4）在設有多排爆破孔的爆破施工中，通常采用以下公式根據(jù)爆破類型計算炸藥的填充和使用量：松動爆破時：Q=0.33alqb；拋擲爆破時：Q=alqb。(其中：q是炸藥的單位消耗量；a是孔距；b是排距；l是鉆孔深度。q值根據(jù)爆破自由面的情況不同而不同。)在實際工程施工中，由于爆破孔的數(shù)量較多，逐一計算需要耗費極大的人力，因此多數(shù)情況下，現(xiàn)場會根據(jù)經(jīng)驗對炮孔進行填藥，通常炸藥長度為爆破孔深的1/3～1/2。3.2.3石方爆破施工根據(jù)現(xiàn)場的地形條件、后期挖裝轉(zhuǎn)運方式，考慮施工邊坡的穩(wěn)定及建筑安全施工的合理，我們實際施工中普遍采用階梯式深孔爆破，夾雜邊坡預留或預裂保護層光面爆破的方式展開石方爆破施工。炮孔鉆鑿：經(jīng)測量放線后標記出爆破中心線以及開挖邊樁線，然后通過淺孔爆破的方式將爆破工作平臺整理出來，通常工作平臺寬度應大于6米；炮孔位置經(jīng)測量明確后沿線撒出白石灰以此作為標記，采用先內(nèi)后外，由遠逐近的順序展開炮孔的鉆鑿；在進行炮孔的鉆鑿時，應與爆破面呈45°進行鉆鑿，深度則應控制在設計深度的正負10厘米；同時鉆孔機械在更換鉆點位置的時候，需注意對于已成形炮孔的保護和孔位的保護。裝填炸藥：在裝填炸藥前，施工單位需要清理現(xiàn)場周邊一切可能導致炮孔堵塞的垃圾和雜物；用測線對爆破孔深和是否堵孔進行檢測，對于未達設計要求的，及時疏通和處理，對于處理后仍不達標的，需要修改填藥量以滿足實測孔深。起爆方式：在深孔爆破施工中，我們通常使用電雷管中的電引爆裝置電力起爆的方式起爆,即使用電雷管中的電力裝置引爆雷管中的起爆藥，從而使腰包全部爆炸的爆破方式。主要能用到的器材有：電雷管、電源、電線、炸藥及相關測量儀器等。爆破網(wǎng)絡在起爆前為防止短路，應進行全面檢查，避免出現(xiàn)接頭與巖石或地面接觸的情況。電力起爆后，若出現(xiàn)拒爆現(xiàn)象，需要首先將電源與主線斷開，并將主線短路5分鐘無爆炸發(fā)生后，方可進入現(xiàn)場進行檢查。邊坡及路塹爆破時，宜采用預留光爆層法進行光面爆破。邊孔直徑d應小于50毫米，邊孔間距則需由工地現(xiàn)場實驗得出，一般來說邊孔間距a=16d，曲面處則應根據(jù)實際情況適當進行加密。最小抵抗線通常套用w=1.3a的公式確定，但應盡可能控制在80cm以內(nèi)。相較于正常填藥量減少30%—50%，使用細藥卷間隔裝藥方式。確保炮孔在同一平面內(nèi)，在主炮孔爆破后，實施爆破。3.2.4控制爆破要點石方破碎程度：在爆破施工中，為了降低大塊率，提高爆破效率，同時降低爆破震動效應，宜采用小排距（臨近系數(shù)m=a/b=2.0～2.5），大孔距的梅花式布孔方法，同時使用導爆管毫秒雷管逐排微差擠壓爆破。路塹、邊坡光面爆破：通常我們在路塹、邊坡爆破時均采用預留光面層法進行光面爆破，以保證爆破后邊坡的美觀和穩(wěn)定。若邊坡有設計的平臺，再用潛孔鉆機沿邊坡面進行鉆孔進行光面爆破時，可以采取分平臺爆破的方式。若未設置平臺，則需要采用從坡頂沿爆破面鉆孔，并一次性鉆至坡腳的布孔方式進行光面爆破。在使用鑿巖機鉆孔進行光面爆破時，受鉆孔深度限制時，可采用小階梯式光面爆破。不管采用哪種方式的爆破，都要保證80%以上的炮孔痕跡率?；滋幚矸绞剑簾o論是使用鑿巖機還是潛孔鉆孔機進行鉆孔爆破，為保證塹底（基底）的堅實平整，爆破至基層2米時，都應該使用鑿巖機進行鉆孔爆破，同時嚴格控制孔底標高和鉆孔深度，對排距及孔距進行適當縮小，進行逐排微差起爆方式爆破。安全管理：石方爆破一旦發(fā)生意外，具有極強的破壞力。因此我們必須在技術(shù)、法律、教育等方面嚴格把關；分別采用爆破前教育、爆破中包含、爆破后檢測的方式，進行全方位、多角度的監(jiān)控管理，在進行正式起爆前，應將現(xiàn)場全部施工人員轉(zhuǎn)移至安全區(qū)；遇雷暴天氣應立即禁止現(xiàn)場填藥，并將主線與電源分離、短路，將雷管的各條線絕緣；為避免飛石過遠，致使財產(chǎn)及人員損失，需要在裝藥前，進行精準詳細的用藥量計算；對于雷管和電源應分開放置，且放炮箱的閘刀需要上鎖，同時派專人看守；其他安全管理事項。

第4章工程實例與優(yōu)化4.1工程概況長河壩省道改建S211高速公路工程，其中I標段K11+280~K13+761是一條開放式工程，施工場地面積陡峭，它主要是一個坡度陡峭的斜坡。斜坡的自然坡度在40°到65°之間，局部坡度幾乎是垂直的。沿斜坡的土方平均高度約為30米，最大高度超過60米，路基下方30~80米遠處有建筑車間，變電站，運輸橋梁，住宅營地，生產(chǎn)場地等重要設施。由于施工期較短，S211省道公路和電站樞紐工程的建設項目將同步組織開工。如果不能可靠地控制和保護道路施工，道路上的挖掘工作將嚴重損壞位于下方的建筑，這不僅可能影響電廠正常建設甚至可能造成嚴重的負面社會后果。4.2工程技術(shù)分析通過對實際情況和類似工程實施情況的全面研究，可以從以下三個方面總結(jié)本項目的施工安全風險和保護點。（1）爆破振動。爆炸震動模式主要包括爆炸地震波和空氣沖擊波。有效的管理技術(shù)包括抑制多余的爆破能量和建立緩沖隔離區(qū)。道路施工現(xiàn)場周邊的生產(chǎn)和住宅設施主要位于河岸邊，抗震性能正常。不高，爆炸性振動的控制很高。（2）爆破巖石。爆炸飛石的形成有兩個因素：它的必然性和不可預見的情況。這是一塊由于爆破而產(chǎn)生巨大初始動能的石頭。通常，飛石塊的直徑很小。從工程技術(shù)，飛石控制的角度來看。有效的手段是控制爆破作業(yè)的能量，徹底清潔工作面，破碎的礫石和安裝攔截措施。（3）斜坡滾石。滾石的形成必須具備兩個條件：首先爆炸期間獲得的初始動能，其次適合于滾動的地方。高速公路施工現(xiàn)場的自然坡度陡峭，石塊有自然落下的條件，因此對移動石塊的控制應以減少石材的初始動能為基礎，然后建立有效的攔截措施。根據(jù)上述分析，本項目監(jiān)測和保護施工安全的主要任務是控制現(xiàn)場爆破作業(yè)，然后引入各種輔助絕緣和保護技術(shù)。在該設施，通過研究和分析采用“控制爆破使得能量耗散到位”的控制保護方案。4.3控制開挖方案高速公路施工現(xiàn)場的地質(zhì)部分主要是花崗巖。石塊薄而堅固，硬度系數(shù)在16到21之間。工程區(qū)地質(zhì)復雜，地形陡峭。主要的地質(zhì)特征包括沖積階地，破壞的土體和重度排放。對于山坡，控制爆破模式主要在強排放斜坡區(qū)域?qū)嵤?。工作坡的山體強烈，強烈破壞和風化。考慮到爆破設計的一般原則和經(jīng)驗，結(jié)合現(xiàn)場鉆孔和爆破的結(jié)果，選擇了一個深孔爆炸的現(xiàn)場噴射鉆井方案，作為對淺井的主要和爆炸性影響?！霸鰪姳啤蓖ㄟ^爆炸網(wǎng)絡使用“單孔單環(huán)”或“雙孔連接爆炸”進行裝載的要求，以及通過合理有效的調(diào)整來控制爆炸爐渣的方向，以避免爆破作業(yè)的不利影響布局和位置，泥土邊坡開挖等因素在一個小區(qū)域進行，步驟按照樁的方向進行。4.4爆破消能方案通過嚴格執(zhí)行上述鉆井和爆破控制方案，首先可以有效地降低從源頭形成不利爆炸沖擊的可能性，但是某些不利條件的發(fā)生，例如爆破飛石，不能要避免。在四次壓力下演示和最終應用于爆炸裝置表面后，該構(gòu)件將提供原位能量消除和自然災害保護。保護結(jié)構(gòu)主要由填料函，牽引繩和錨固件組成。節(jié)能保護功能的主要組成部分是填料箱，從底部到頂部覆蓋土壤，舊輪胎，細鐵絲網(wǎng)和活動網(wǎng)。蓋組件的性能，參數(shù)和設計特征如下。（1）地面覆蓋：使用細砂或粘土，經(jīng)過爆破，聯(lián)網(wǎng)和檢查，孔內(nèi)孔和爆破孔上方有一個孔，中心有一個爆破孔，半徑為20~40cm，涂層厚度為30~40，見爆破孔的深度，爆破孔的直徑必須大。）在鋪設土壤之前，必須清除土壤中的碎屑，如砂礫。（2）帶刺鐵絲網(wǎng)：由直徑為2.8~4.2mm的金屬絲制成的細金屬絲網(wǎng)，網(wǎng)眼參數(shù)為3cm*3cm~5cm*5cm，工作面上的重疊用于爆破和長度的網(wǎng)格重疊不小于10厘米（或2）。網(wǎng)孔寬度），在環(huán)形接頭中使用相同的鋼絲規(guī)格，并且網(wǎng)孔延伸超過噴砂區(qū)域超過1.5米。（3）鋼網(wǎng)：鋼絲網(wǎng)由高強度鋼絲制成，直徑8毫米，網(wǎng)格參數(shù)30厘米*30厘米，在細鐵絲網(wǎng)上壓蓋，并在錨固區(qū)域內(nèi)的錨桿\空座22上，錨固件之間2.5~3m，錨固深度1.5~3m，取決于爆破階段的高度和巖石的完整性。周圍的錨位于爆破區(qū)外，錨固深度增加0.5m~1.5m。4.4攔截防護攔截保護計劃主要用于發(fā)展?jié)L石。該場地主要由相鄰的爆炸區(qū)攔截，并以斜坡為補充。具體實施如下：4.4.1臨近爆破區(qū)攔截這種類型的方案是在爆破區(qū)的外邊緣安裝由鋼屏障制成的保護結(jié)構(gòu)，以用異形鋼作為主軸承攔截鋼。理論支持有三個方面：首先是鋼護欄的保護體易于安裝，拆卸和再利用，其次是鋼護欄。網(wǎng)本身具有很強的剛性和一定的彈性變形能力，可以承受較大的外部載荷，并且還能適應一定的變形和損壞。再次在爆炸區(qū)附近，除了通過爆破獲得的初始動能之外，基本上沒有由液滴旋轉(zhuǎn)引起的變形動能，相對較小，并且更容易攔截。鋼質(zhì)攔截線通常安裝在地下挖掘或挖掘腳下表面下方約2米處多級鉆孔和爆破操作的傾斜提供了多通道保護，即每個階段在挖掘過程中都有保護，并且在挖掘階段后，它被刪除并移動到下一個安裝階段。循環(huán)在挖掘部分完成之前完成。每次挖掘完成后，必須及時清除截留的爐渣，以修復損壞的部件，以確保下一次爆炸時爐渣體的正常運行。4.4.2邊坡坡腳攔截省道S211重建高速公路I標段的開闊道路施工現(xiàn)場長約2.5公里。原省道S211的2號路和電站樞紐平行于下方。車輛和行人經(jīng)常根據(jù)安全要求通行。考慮到地形條件和投資節(jié)省，在施工期間將渣渣槽安裝在斜坡內(nèi)側(cè)的底部，作為相應工程結(jié)構(gòu)的第二道保護。在巷道開挖過程中，截獲的渣料在到達渣罐半高后一段時間內(nèi)將被清除，以確保其有效攔截爐渣。渣槽按照兩種結(jié)構(gòu)安裝：當保護部分為地基時使用半挖掘和半填充類型，在適當位置選擇深度為1.5~2m的溝槽在斜坡腳下挖出的礦渣。凹槽的外部（靠近保護對象側(cè)）在現(xiàn)場（高度1~1.5m）堆積，形成有效熔渣高度為2.5~3m的熔渣溝槽。當保護部分是巖石的基礎時，一切都是通過填充建立的，并且爐渣被填滿。材料取自場地的其他部分，樁高為2~2.5米。對于空間不足或其他要求的場地，使用熔渣池來安裝渣槽。鋼保持架由?22毫米鋼制成，安裝時連成整體。4.5工程質(zhì)量控優(yōu)化方案4.5.1土石方開挖質(zhì)量優(yōu)化方案①施工前，結(jié)合開挖要求和地形地質(zhì)條件進行爆炸開挖的詳細設計和現(xiàn)場生產(chǎn)試驗，最好采用可接受的爆破參數(shù)，根據(jù)施工期間爆破的效果，不斷調(diào)整和改進，以達到最佳效果。②合理組織開挖施工程序，按照赤水凹陷水庫施工和建筑物開挖的要求，按照巖石的地質(zhì)條件進行動態(tài)調(diào)整，確保質(zhì)量。挖掘?qū)诩t色石坑和建筑物孔的填充。挖掘要求。③對所有施工細節(jié)的鉆井，加油和其他過程的整個過程進行質(zhì)量檢查，制作詳細的質(zhì)量控制記錄，準備工程質(zhì)量報告，并提交給監(jiān)控工程師進行驗證。④配備充足，最新的鉆井和爆炸設備，加強施工人員系統(tǒng)的業(yè)務培訓，掌握鉆爆技術(shù)，嚴格按照一定的爆破參數(shù)，確保爆破監(jiān)測結(jié)果。⑤建立合格的測量人員，儀器和設備，并按照國家大地測量標準和工程精度要求建立施工管理網(wǎng)絡：施