福建某轨道交通工程盾构区间隧道爆破施工方案(附图).doc
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1、目 录第一章 编制依据- 1 -第二章 工程概况- 2 -第三章 工程地质及水文地质- 3 -3.1 工程地质概况- 3 -3.2 水文地质- 3 -第四章 地质勘探情况- 4 -4.1勘察单位提供资料- 4 -4.2补勘资料- 5 -4.3孤石情况- 6 -第五章 孤石的提前处理总体施工方案- 8 -5.1 孤石探测方法- 8 -5.1.1 物理探测- 8 -5.1.2 钻孔探测- 9 -5.2 孤石爆破处理方案- 10 -5.2.1 爆破施工目的- 10 -5.2.2 爆破方案- 11 -5.2.2.1 爆破参数设计- 11 -5.2.2.2 爆破安全校核- 15 -5.2.3爆破施工方案
2、- 16 -5.2.4 机械设备- 20 -5.2.5 主要材料- 20 -5.3 盾构机通过“孤石”处理方案- 21 -5.3.1孤石的判断- 21 -5.3.2孤石处理方案- 21 -第六章 安全保证措施- 22 -6.1人员组织机构- 22 -6.1.1 组织领导- 22 -6.1.2 警力部署与具体任务分工- 22 -6.1.3 现场施工人员分配表。- 23 -6.2钻孔探测过程中的注意事项- 23 -6.3爆破作业安全保证措施- 24 -6.4爆破器材现场安全管理措施- 25 -第七章 施工应急预案- 26 -7.1 事故分析- 26 -7.1.1钻孔机械伤害- 26 -7.1.2早
3、爆事故- 26 -7.2预案分级响应- 27 -7.3各级单位的应急救援职责- 27 -第一章 编制依据1、某某市轨道1号线一期土建二标二工区地质某某广场站软件园站区间详勘报告;2、某某市轨道1号线一期土建二标二工区地质某某广场站软件园站区间补勘报告;3、某某市轨道1号线一期土建二标二工区区间初步设计图;4、中华人民共和国爆破安全规程(GB 6722-2003);5、盾构法隧道施工与验收规范(GB50446-2008);6、民用爆炸物品安全管理条例;第二章 工程概况某某市轨道交通1号线二标二工区位于某某市集美区,工区起讫里程分别为DK26+685.925DK29+169.469,长度为2.48
4、4km。工区含两站两区间,依次为某某广场站软件园站区间、软件园站、软件园站集美大道站区间、集美大道站。某某广场站软件园站区间采用盾构法及暗挖法施工。某某广场站软件园站区间左ZDK27+544.229ZDK27+780.949(236.720m),右线YDK27+544.229YDK773.265(229.034m)采用大断面暗挖法施工, DK26+686.225DK27+544.229(858.004m)段左、右线采用盾构法施工。区间平面线路出某某广场站后沿某某大街北行,过海翔大道、某某大街跨线桥、沈海高速、集美北大道(在建)后往东拐入软件园站,区间最小曲线半径为350m;区间纵断面线路呈“V
5、”字形,最大坡度为22.32,最小坡度为2。第三章 工程地质及水文地质3.1 工程地质概况诚软区间隧道主要通过中砂、粗砂、淤泥质土、粉砂、中砂、可塑状残积砂质黏性土、硬塑状残积砂质黏性土、全风化花岗岩、散体状强风化花岗岩、碎裂状强风化花岗岩、中等风化花岗岩、中等风化花岗岩球状风化体、微风化花岗岩、全风化辉绿岩地层。 诚软区间地层中的不良地质主要为液化砂层、中风化及微风化花岗岩球状风化体及中、微风化基岩突起。具体地层地质情况详见诚软区间纵断面图。3.2 水文地质区间范围内地表水不发育。地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。第四系孔隙潜水主要赋存于冲洪积砂层中。以孔隙潜水为主,人工填土层中存在上层
6、滞水,地下水位埋深0.79.7m,标高04.1m。基岩裂隙水主要赋存于基岩强、中等风化带中。基岩的含水性、透水性受岩体的结构、构造、裂隙发育程度等的控制,由于岩体的各向异性,加之局部岩体破碎、节理裂隙发育,导致岩体富水程度与渗透性也不尽相同。岩体的节理、裂隙发育地带,地下水相对富集,透水性也相对较好,反之不然。总体上,基岩裂隙水发育具非均一性。区间范围内冲洪积砂层分布规律性差,主要呈透镜状分布,局部层状分布,级配较好,分选较差,砂层总厚度大体在0.64.65m,埋深2.710.75m,黏粒含量较大,富水性及透水性一般,含水量一般;黏土、残积土及全化层富水性及透水性较差,含水量较小,为相对隔水层
7、。局部地段含水层与相对隔水层交错分布,因此在区间范围地下水局部具有微承压性,相对于含水层顶面承压水头高35m。第四章 地质勘探情况4.1勘察单位提供资料花岗岩中存在差异风化及球状风化现象,线路地表附近开挖处可见清晰的球状风化现象,本次勘探中在全、强风化层及残积层中也揭示到球状风化体,在盾构施工中,应对存在的球状风化体对盾构施工产生的不利影响引起足够重视.其发育规律性较差,经过统计:球状风化体的天然单轴抗压强度fc=55.5160MPa,饱和单轴抗压强度fr=59.4125MPa。具体分布及对工程的影响见下表:钻孔编号揭示标高(m)隧道标高(m)风化程度揭示地层对工程影响BZK29-5.22-2
8、.81-18.18-11.53微风化无影响BZK30-5.49-2.58-16.89-10.26微风化无影响BZK32-12.18-10.57-15.59-8.94微风化影响较大-29.27-28.27微风化无影响BZK93-8.35-6.24-17.65-10.98微风化无影响BZK94-2.37-0.26-16.36-9.74微风化无影响-12.39-10.09微风化影响较大-31.37-29.79微风化无影响M1Z2-SCYG-03-18.81-17.66-10.18-3.54中等风化无影响M1Z3-TCR-01-5.75-5.14-9.42-2.76强风化影响较大-7.03-5.75中
9、等风化影响较大-11.24-8.82中等风化影响较小-13.51-11.92中等风化无影响M1Z3-TCR-02-5.11-3.98-10.36-3.71中等风化影响较大M1Z3-TCR-05-19.16-16.94-13.92-7.28中等风化无影响M1Z3-TCR-07-15.63-11.69-14.91-8.22中等风化影响较大M1Z3-TCR-08-24.76-23.50-15.80-9.14中等风化无影响M1Z3-TCR-12-23.83-20.84-17.45-10.76中等风化无影响M1Z3-TCR-14-21.79-20.23-18.46-11.81中等风化无影响-25.11-
10、23.88中等风化无影响M1Z3-TCR-15-19.67-19.35-18.77-12.13中等风化无影响M1Z3-TCR-290.410.49-10.54-3.90中等风化无影响-2.08-0.14中等风化无影响-4.09-2.70中等风化影响较小-6.69-5.77中等风化影响较大M1Z3-TCR-30-1.223.10-8.30-1.74中等风化无影响M1Z3-TCR-32-8.25-1.56-8.25-1.56中等风化影响较大M1Z3-TCR-320.05-5.56-6.99-0.34中等风化影响较大表14.2补勘资料我单位进场后,根据前期调查情况得知,诚软区间沿线地层中存在大量的孤
11、石、漂石,并且通过对某某广场站软件园站区间详勘资料平面图及纵断面图的比对中发现区间详勘孔位编号为M1Z3-TCR-16M1Z3-TCR-28在图上没有标示,而这些孔位所对应的地段为某某大街跨线桥所覆盖的范围,也就是沈海高速路至集美北大道路基之间(本段的对应里程为CK27+205.000CK27+544.299)共计339.3m的区间,没有详勘钻孔资料来揭示地层。经咨询得知在详勘施工阶段,此段正在进行某某大街跨线桥的施工,由于跨线桥工期紧张又涉及到交叉施工,详勘单位无法到对方施工场地内钻芯取样,故此段没有取得详勘资料,而详勘图上所示地层资料来源为桥梁桩位钻孔资料。故我单位在补勘钻孔布置时在此段布
12、置了CRQ-BK-01CRQ-BK-28共计28个勘查孔位(参见附图),钻孔布置在原详堪孔两孔的中间部位,左右线各布孔14个,补堪长度范围为1430米。重点对此段地层进行勘查,但鉴于沈海高速已通车,故路基范围内60m地层无法进行勘查。经过补勘钻探,在详勘未钻孔范围内28个补勘孔中揭示孤石的孔数为14个,孤石的揭示率为50%。4.3孤石情况经勘察单位提供资料及补勘资料分析如下:根据勘察单位提供的详勘资料及我单位的补勘资料分析,区间隧道底板主要位于残积层、硬塑状残积砂质黏性土、全风化花岗岩层及散体状强风化花岗岩层,揭示有中风化、微风化花岗岩球状风化体(孤石)发育,根据需要,为进一步探明孤石的发育情
13、况,我单位对盾构区间进行了必要的补勘。本次补充勘察揭露,盾构区间范围内,DK26+686.225DK27+544.229(858.004m)段球状风化体相对较发育,其大小不等,厚度一般为0.72.4m。在勘察期间,因沈海高速已通车不能进行补勘的原因,基范围内60m地层无法进行勘查。现有资料具体情况如下图所示: 表1填石、孤石及不均匀风化体分布一览表孔号深度(m)厚度(m)岩性所属地层CRQ-BK-0322.7-23.91.2碎块状强风化花岗岩不均匀风化体砂砾状强风化花岗岩25.0-27.61.6中风化花岗岩孤石砂砾状强风化花岗岩CRQ-BK-1318.0-18.50.5中风化花岗岩孤石碎块状强
14、风化花岗岩(11)CRQ-BK-1531.2-31.80.6中风化花岗岩孤石砂砾状强风化花岗岩CRQ-BK-1719.5-20.81.3中风化花岗岩孤石残积砂质粘性土土CRQ-BK-0410.2-12.52.3中风化花岗岩孤石残积砂质粘性土土CRQ-BK-0618.3-20.11.8中风化花岗岩孤石残积砂质粘性土土CRQ-BK-1029.2-30.00.8碎块状强风化花岗岩不均匀风化体砂砾状强风化花岗岩CRQ-BK-1437.6-38.61.0中风化花岗岩孤石碎块状强风化花岗岩(11)CRQ-BK-1812.5-13.51.0中风化花岗岩孤石残积砂质粘性土土CRQ-BK-2014.0-16.0
15、2.0中风化花岗岩孤石全风化花岗岩18.6-19.20.6中风化花岗岩孤石20.3-20.70.4中风化花岗岩孤石CRQ-BK-2214.8-16.71.9中风化花岗岩孤石砂砾状强风化花岗岩CRQ-BK-2415.8-17.01.2中风化花岗岩孤石砂砾状强风化花岗岩CRQ-BK-2716.0-16.70.7中风化花岗岩孤石全风化花岗岩CRQ-BK-2814.8-15.91.1中风化花岗岩孤石砂砾状强风化花岗岩图1 诚软区间左线“孤石”段分布示意图详勘未钻孔范围图3 诚软区间右线“孤石”段分布示意图第五章 孤石的提前处理总体施工方案对于孤石和基岩的提前处理方法,地面处理常用的主要有以下几种:处理
16、方法适用范围效果费用冲孔处理适合孤石处理和基岩处理,且地面具备施工条件,岩石界面不超过隧洞一半处理效率较低,处理效果较好,处理后的残余岩体或孤石对盾构施工基本无影响费用较高人工挖孔处理适合孤石和小范围基岩处理,对地面环境条件要求较小。竖井穿砂层的位置小心使用。处理彻底,但效率太低。费用很高地表深孔爆破处理周边无重要建筑物,并与居民区距离较远。适合大范围基岩的处理处理速度快,处理后残余石块较多,对盾构施工仍然有一定的影响单位长度处理费用较低。表1为保证盾构工期及盾构机安全通过“孤石”段,需对盾构区间“孤石”段进行预处理,我单位根据勘测资料及现场情况,拟采用两个步骤对孤石进行处理:一是采用钻孔探测
17、的方法探测出孤石的位置、深度、大小、密集度等并做好相关记录。二是对已探明的孤石,具备地面处理条件的采用深孔控制预裂爆破处理的方法对孤石实施爆破。5.1 孤石探测方法5.1.1 物理探测地震反射波CDP多次覆盖叠加技术多道多次覆盖CDP叠加技术是地震反射波勘探技术中具有里程碑意义。多次覆盖技术又称之为水平多次叠加,又称为共反射点(CDP)叠加。在地震反射波勘探技术中,多次覆盖技术的地位和作用是其它技术所不能比拟的。多次覆盖即是:将不同激振点、不同接收点上接收的来自相同反射点的地震反射信号,经过几何地震学校正后叠加起来,得到同一个反射点的叠加值。应用物理探测法为盾构施工有校提出了不利地段,为盾构施
18、工法可能遇到的风险和处置方案提供地质依据。结合钻孔成果,总结盾构施工左右线区间段地层结构、基岩埋深、断裂位置等,做出盾构施工左右线区间隧道地震反射波成果图,图中按里程桩号分别对隧洞施工可能遇到的地质问题进行评价,指出盾构施工的地质病害区域。5.1.2 钻孔探测5.1.2.1孤石探测孔位布置孤石探测可以采用加密探孔的方法进行探测,钻孔探测区域为某某广场站软件园站之间的盾构施工段(DK26+686.225DK27+544.229),全长858.004米,孔位以W形式沿隧道中心两侧均匀分布,孔位距隧道中线间距为1.8m,同侧纵向两孔位间距为5m。孔深标高为隧道管片底部标高向下延伸2m。钻孔探测施工存
19、在工作量较大,需要条件苛刻,费用较高,探测麻烦,我标段地面建筑物少,地下管线相对较少实现起来比较容易。但在沈海高速的60米范围内不能采用此类方法探测。在探测阶段应对探孔编号和孤石深度、大小等做好详细记录,以指导后续施工。钻孔探测施工前应用地质雷达探测仪对管线进行探测,确保盾构机施工过程中不会破坏地下管线。图4 孔位分布示意图 采用钻孔直观揭露,此方法具有相对较好的抗干扰性、分辨率较高、受施工场地影响较少等优点,该种探测具有准确性、经济性和适用性。5.1.2.2钻探参数的确定图5 确定孤石边界示意图在钻孔探测过程中,一旦探测到孔位A点存在孤石,如图5所示,即选择相邻两探孔AD中点B进行钻孔探测,
20、如果B点没有探测到孤石,说明孤石边缘在AB孔位之间,即选择AB中点进行钻孔探测,如果探测出B点存在孤石,即选择BC中点进行钻孔探测,以此类推,直至确定孤石的边界,做好相关记录,其他方向上确定石头边界的方法与此相同。5.1.2.3 管线安全保证措施某某广场站软件园站盾构区间在进行地质孤石探测的过程中,由于区间线路上存在不明管线,缺乏准确的地下管线现状资料,为避免在探测过程中对管路造成破坏,将采用地质雷达探测仪等相关设备及人员对现场管线进行探测。对于管线位置不详的位置,将进行人工挖槽确定管线位置。根据现场对管线探测掌握的具体情况,主动联系管线的产权单位,邀请各相关单位一起到现场对管线的走向、埋深、
21、管径、管材等确切信息到钻探孔位现场进行确定,并将钻探孔位相关事宜通报给相关管线单位,待各方达成一致意见后,方可进行钻孔探测。5.2 孤石爆破处理方案5.2.1 爆破施工目的爆破施工目的:依据盾构机的相关参数(盾构刀盘开口率中心38%,周边开口率35%。螺旋输送机通过最大粒径为340560),尽可能将刀盘切削下来的渣土通过开口进入土舱,从螺旋输送机顺利排出,减少切削下来的土体对刀具的无效磨损,将对已探明“孤石”,从地面采用地质钻垂直打孔,装药预裂爆破隧道范围内岩石,使岩石成为单边长度小于30cm的碎块,确保盾构机顺利出碴及正常通过孤石区段。5.2.2 爆破方案5.2.2.1 爆破参数设计由于本工
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