二氧化碳爆破技术及施工组织设计方案

致破技术及施工组织设计方案

二〇一六年十一月

1总论

1.1 设计依据

随着社会的发展与爆破技术的提高，本着高安全、低噪音、震动小、高环保等诸多问题，我公司新购进国内新技术开采设备二氧化碳致裂器，二氧化碳致裂器设备所用的催化剂（是有）电化学原料配制而成，在空气中不易燃烧，不爆炸，稳定性高，释放后的二氧化碳气体为零度左右，无明火，无有毒害气体，安全环保。可用于矿山开采和高压瓦斯含量的煤矿开采，进行深层预裂及名贵石材开采，挖进，市政清赌并可以根据客户需求制定解决方案。我公司针对本工程经实地考察后决定采用中深孔与浅孔二氧化碳施工。

（1）《中华人民共和国安全生产法》（2014年12月1日修订）；

（2）致裂安全规程》（GB6722-2014)；

（3）现采用国内最先进的二氧化碳致裂设备，实施实裂

（4）青岛市公安机关有关致裂施工的安全规定。

（5）本工程的地质报告、图纸和技术资料、及施工现场勘查情况

1.2 工程要求及实际原则

1.2.1 工程要求

（1）工期要求：执行甲方合同工期要求，具体开工日期按甲乙双方签订合同期甲方下达书面开工令的实际开工日期为准。

（2）质量要求：合格。根据双方签订合同范围和工程设计要求以及现场环境条件进行二氧化碳致裂施工，符合国家相关技术、质量规范要求：工程致裂后，达到松的破碎标准，方便挖掘机挖运。

（3）安全目标：杜绝安全生产责任事故.采取科学合理的二氧化碳致

裂施工方案和有效的安全防护措施，严格执行评估意见，防止破碎地震波、飞石、空气冲击波、噪音等危害生产，确保周边人员、设施及建筑物安全。

（4）文明环保目标：致裂前三天张贴致裂施工公告，为尽量减少破碎噪音对学校学生日常生活的影响，致裂施工应选取合适的时间节点实施致裂作业。切实做到文明施工，规范操作，创建和谐文明的施工环境。

（5）在确保施工安全的同时，根据基坑开挖规范以及甲方施工要求，科学合理布局采用二氧化碳致裂施工，保证施工质量，并与挖运、支护工序相互协调，穿插作业，确保施工进度。

1.2.2 设计原则

（1）对厂区工程地质水文条件，进行细致分析，认真调查，充分论证，选择合理参数，精心核算，确定最佳设计方案。

（2）首次致裂时按设计致裂参数进行小范围试爆，同时进行破碎震动检测，取得真实的K、α值，为调整优化设计方案提供可靠依据。

（3）致裂施工临近重点保护目标时，要坚持密打孔、小孔径、弱破碎原则，进行破碎作业，采取有效防护措施，控制破碎振动强度。

（4）加强监控量测和信息反馈工作，指导施工，确保施工工艺与施工规范、技术设计相符。

（5）采用二氧化碳致裂为减少震动，实行少放勤放，有利提高了致裂开挖安全性。是目前全国推广的高新致裂方法，无论从经验，环保还是从理论目前经过以往多出工程经验，从技术方面是较为成熟的一种致裂方式。

2工程概况

2.1工程简介

2.1.1工程名称

工程名称：、

2.1.2工程概况

。

2.1.3承包方式

按照双方签订的《施工合同》的施工价格，最终按实结算。如遇意外因素，如天气变化、遇重大活动或会议被停工，以及运输、支护、关系协调等环节配合问题，则工期顺延。

2.1.4致裂作业范围

基础范围内开挖至设计标高，该基坑上部由机械开挖后石方需要破碎深度平均约为3~4m。

3总体方案设计

3.1致裂施工方案的比较与选择确定

岩石破碎可采用中粗深孔或浅细孔致裂。中粗深孔致裂的优点为施工破碎效果好，震动波小。浅细孔致裂的优点为：施工灵活，对控制超挖、降低破碎振动、减小破碎冲击波，都能很好地加以控制。缺点为：施工进度缓慢，工期长，且致裂成本又相对的提高。

3.2致裂器材的选择

工程致裂过程中采用51#、83#致裂器。

二氧化碳气体爆破设备数据采集表

3.2.1致裂参数选取

炮孔设计

（1）减震沟孔径：φ60mm；中间段孔径φ90mm；（2）布孔形成：梅花形；

（3）钻孔角度：90°；

3.2.2致裂参数选取

①减震沟台阶高度：H=2m；

②超深：h=0.2m；

③孔深：L=H+h=2.2m；

④孔距：a=（0.4~0.6）L，在此取1.32-1.98m；

⑤排距：b=0.8-1m；

⑥最小抵抗线：w=0.8-1m；

⑦单耗二氧化碳：q=0.7kg/m3；

⑧中间段台阶高度：H=3m；

⑨超深：h=0.2m；

⑩孔深：L=H+h=3.2m；

?孔距：a=2.5m；

?排距：b=2m；

?最小抵抗线：w=2-2.5m；

?单耗二氧化碳：q=1.5kg/m3

3.3致裂安全设计

3.3.1致裂振动安全允许指标计算、选择与校核

依据《致裂安全规程》（GB6722-2014）的规定，地面建筑物的致裂振动判据，采用保护对象所在地基础质点峰值振动速度和主振频率两个指标。致裂振动安全允许标准如表所示，本工程所采用的露天浅孔致裂f在40-100Hz之间。

根据表建筑物安全允许振速时，应综合考虑建筑物的重要性，其建筑质量、新旧程度、自振频率、基础条件等因素。

致裂作业环境较为复杂，对破碎振动和飞石的控制要求极高，施工时必须采取切实可行的安全防范措施，确保施工安全。拟选取V=1cm/s作为周边建筑物的安全允许振速标准。

在场区施工时，每次致裂的震源与需保护目标之间的距离是已知的，可用《致裂安全规程》给出的工时，计算出致裂允许的最大起爆量或延时致裂最大单段起爆量。其公式结合用108#二氧化碳致列其山东市政工程测量结果，结合此数据（第一个点40米距离0.2，第二个点距离17.5米，测震0.2，第三个点的距离22米。测震0.3）。

在本工程中，分别对周围建筑物和管线进行单段允许药量核算如下：（1）建筑物（V=1cm/s）：

3.3.2致裂振动安全监测

为确保施工安全，对本工程实施致裂振动监测。通过监测，掌握致裂

对基坑边坡结构及地表建筑物的影响程度，用以修改致裂设计参数，控制致裂振动对基坑结构与周边建筑物及管线的危害，确保施工安全。监测结果作为施工记录存档备查。

本工程测点可布置在重点保护管线或周围建筑物重点部位。

3.3.3 致裂振动有害效应应控制及预防措施

（1）严格控制孔网参数。

（2）严格控制致裂数量，禁止超数量，大量致裂施工前先进行试爆，以此调整合适的致裂量。

（3）采用起爆网络，保证单段最大数量不超过允许值。合理布置起爆点和传爆方向。

（4）为了防止致裂对周围居民带来不便，施工前应做好沟通协商，确定合理的致裂作业时间。

（5）本工程致裂区域内开挖深度较深，建议甲方在致裂施工前提前采取必要措施保护边坡稳定。

3.3.4致裂飞散物的控制（范围）及预防措施

飞石是城市岩石致裂的主要危害之一，是引发扰民纠纷的重要原因，控制致裂飞石危害是致裂作业技术规范要求，是确保致裂施工安全的重要保证措施，必须严格执行。

（1）确保炮孔填塞质量，炮孔内有水要做排水处理，注意选择炮孔填料，要分层震动捣实。

（2）用橡胶炮被等防护材料对致裂部位进行覆盖，在水孔作业时炮被上增加密目网覆盖层。

（3）多排起爆时，第一排炮孔装药要做减量处理；分组起爆时，注意检查抵抗线变化情况，若有变化，需修正后方可继续起爆；

（4）设置足够范围的安全警戒区。

3.3.5致裂粉尘控制及预防措施

（1）钻孔作业时，尽量采用水孔作业或带有除尘的钻机打孔，减少粉尘排放。

（2）致裂方向避开建筑物，最大限度控制致裂后产生的灰尘。

3.5 致裂作业安全警戒

（1）确定安全警戒范围，设置警示牌或警戒绳，由警戒人员负责监管，防止无关人员进入，加强对致裂器材的安全管理，防止被盗丢失；

（2）致裂材料进入工地后，需安排专人负责看管，防止无关人员接触致裂物品；

3.5.2 致裂安全警戒、警戒范围（距离）与警戒点设置

（1）警戒范围

以致裂作业区为中心，考虑到本工程实际情况在作业区中心50m范围内区域为致裂警戒范围，作业时无关人员禁止进入。致裂警戒范围再向外辐射至每一交通路口均设警戒点，警戒点以内为致裂警戒区域，智略时，人员、机械均需撤至警戒区以外，基坑区域附近共设置4处警戒点。

（2）警戒程序

致裂准备工作全部完毕，发出预警信号，对致裂作业区进。

（3）警戒人员注意事项：

1）警戒人员按指定的时间到达警戒点进行警戒；

2）警戒员负责阻止人员、设备、车辆进入警戒范围内；

3）注意避炮位置，确保安全、可靠；

4）致裂后经检查，确认安全并经致裂负责人准许方可撤除警戒。

3.5.3致裂安全警戒信号与联系方式

（1）致裂安全警戒信号

1）预警信号：警报器或哨音三长声。派出警戒人员清场，作业区内所有人员撤至安全距离以外，对交通实施管制，起爆员做好准备，待命起爆；

2）起爆信号：警报器或哨音连续短促声，致裂指挥员经与各警戒点联系确认安全后，适时向起爆员下达起爆命令；

3）解除信号：警报器或哨音一长音，技术员和安全员到现场检查致裂破情况，经确认完全准爆后，由指挥员发出解除信号，警戒人员撤回，恢复交通和生产秩序。

（2）联系方式

视觉信号采用红旗摆动，听觉信号采用口哨、对讲机联络方式。

3.5.4爆后工作区全面检查与解除安全警戒

1）检查内容：作业区内炮孔是否全部起爆，周围管线及建筑物受影响情况，爆堆的形状及安全状况；

2）经爆后检查，确认安全并经致裂负责人准许方可解除警戒。

4 施工组织设计

4.1致裂施工组织及岗位职责

4.1.1致裂职工组织

本项目成立致裂指挥部，全面指挥和统筹安排致裂工程的各项工作。

指挥部设指挥长一人，副指挥长一人。指挥长负责指挥部的全面工作并对副指挥长工作进行分工。指挥部设置施工组、致裂组、物资供应组、警戒组和后勤组。指挥部各职能组的每个成员都应分工明确，职责清楚，各尽其责。其组织结构图如图所示。

4.1.2致裂作业各岗位人员职责

（1）项目负责人的岗位职责包括：

a）主持制定致裂工程的全面工作计划，并负责实施；

b）组织致裂业务、致裂安全的培训工作；

c）监督致裂作业人员执行安全规章制度，组织领导安全检查，确保工程质量和安全；

d）组织领导致裂工作的设计、施工和总结工作；

e）主持制定重大或特殊致裂工程的安全操作细则及相应的管理规章制度；

f）参加致裂事故的调查和处理；

（2）项目技术负责人的岗位职责包括：

a）监督致裂作业人员按照致裂作业设计施工方案作业；

b）全面负责致裂作业项目的安全管理工作；

c）负责致裂作业项目的总结工作。

（3）致裂员的岗位职责包括：

a）保管所取的致裂物品；

b）按照致裂作业设计施工方案，进行灌装、联网、起爆等致裂作业；

c）致裂后检查工作面，安全隐患及时报告；

d）在项目技术负责人的指导下，配合致裂工作及其他安全隐患；

（4）安全员的岗位职责包括：

a）监督致裂员按照操作规程作业，纠正违章作业；

b）检查致裂作业现场安全管理情况，及时发现、处理、报告安全隐患；

（5）保管员的岗位职责包括：

a）验收、保管、发放、回收致裂器物品；

b）如实记载收存、发放致裂器物品的品种、数量、编号及领取人员的姓名；

c）发现、报告变质或过期的致裂器物品。

4.2致裂作业施工流程

致裂施工工艺流程图，如图所示。

（1）布孔

根据工程特点，岩石性质，台阶高度等分别布置，不同的工程特点，不同的岩石性质，不同的台阶高度布孔的方式不同，本工程选用的布孔方式为梅花形布孔方式。

（2）钻孔

钻孔必须做到“准、平、直、齐”四要素。各炮孔底部误差均不得大于炮孔深度的5%。炮孔出现深度不够，少孔或间距出入太大时一律按规定进行补钻。

（3）清孔

炮孔成型后，装药前要对炮孔进行检查，一是检查炮孔内杂质是否清

理干净，二是检查炮孔是否符合致裂参数设计要求的深度、孔距、排距等。

（4）填塞

炮孔填塞时要选用理想的填塞物。炮孔无水时要选用细沙和土作为填塞物；炮孔有水时要选用0.5细石（粗砂）作为填塞物。

填塞时要边填塞边用炮杆或振动器将填塞物捣实。绝对避免在填塞时造成炮孔卡堵、填塞不实的现象。一旦出现炮孔卡堵填塞不实的情况，操作员必须做好标记，并报告作业班长，起爆前要做好充分的覆盖措施，严防引发飞石事故。

禁止装药后无填塞起爆。

（5）起爆由有致裂经验的致裂员操作，前面各项工作做完之后，派有经验的致裂员检查网络。清理施工现场，一切机械和人员撤至安全地点，没有致裂负责人的起爆指令，不得起爆。

（6）致裂后安全检查

起爆后，再确认无盲炮时，应不小于5分钟，不能确认无盲炮时，必须不小于15分钟，致裂作业人员进入现场察看是否存在盲炮、滑坡塌方等安全隐患，确认安全后发出撤除警戒命令。

4.3施工准备

4.3.1施工前准备

施工前我们对周围环境进行了详细勘察，对周围建（构）筑物和管线与爆区的距离进行了实际测量，与产权单位进行了沟通，根据被保护物的安全要求提出了安全措施，并设计了有针对性的施工方法；严格按照审批过的致裂设计方案施工，进场前进一步核对和落实致裂设计文件是否与现

场情况相符，核实致裂物品临时存放点和安全警戒的位置，对附近单位及居民楼进行走访并对其建（构）筑物拍照存档，现场对施工人员进行安全技术交流。

4.3.2发布施工公告和致裂公告

施工前3天发布张贴施工公告。

致裂前1天发布张贴致裂公告，内容包括：致裂地点、每次致裂起爆时间、安全警戒范围、警戒标志、起爆信号灯。公告除以书面形式通知当地有关部门、周围单位和居民外，还应以布告的形式进行张贴。

4.3.3 施工器材安排

4.4致裂安全、进度、质量、文明、环保保证措施

4.4.1 安全保证措施

（1）进入施工现场的人员必须戴安全帽，没有戴安全帽的人员一律不准进入施工现场。

（2）致裂作业不准在夜间、雷雨天、大雾天进行，同一爆区致裂作业不准边钻孔、边装药、边联网作业。

（3）致裂前，必须由致裂专业技术人员对使用致裂器材进行检查，不合格材料不得使用。

（4）致裂前必须发出警戒哨音，带所有人员及设备撤至安全区域方能起爆。

（5）放炮后，在确认无盲炮时，应不小于5分钟，不能确认无盲炮时，必须不小于15分钟，致裂作业人员方可进入致裂作业点。

（6）放炮后进入工作面时要首先检查致裂渣堆及边坡是否安全，有无盲炮等情况，如有不安全情况，应及时处理后方可继续工作。

4.4.2质量保证措施

（1）全面推选质量目标承包责任

a）将单位工程质量目总目标分解成各工序工程质量目标，并将其落实到个体人员上；

b）单项工程质量目标值由单项工程负责人负责；

c）采用分级管理，一级对一级负责管理的办法，采取责、权相统一的承包方式，强化各工序工程质量承包人的管理，严格制约，确保工程高质量总目标的实现。

d）坚持质量一票否决权和质量优先的原则，对于各程序工程质量承包人的质量目标达标情况，专职质检监控人员有否决权。

（2）质量监控人员

a）必须熟悉所监控工程内容的有关规定，规程和验收标准有关工程建设现场管理的实际工作技能，并能协调解决一般工程问题的专业人员；

b）认识熟悉工程施工图纸及有关设计说明、资料，了解设计要求；

c）认真做好监督工作，对工程施工质量实施全过程监督；

d）认真填写工程《施工记录》，发现问题及时报告纠正。

（3）工程收工阶段质量保证

a）认真进行单位工程质量自检评定；

b）工程收工资料齐备完整。

（4）各关键工序质量保证措施

a）选用合适的民爆物品；

b）设计合理的致裂参数，并试爆进行校验’

c）严格遵守致裂施工的有关规范、规程；

d）严格按设计程序进行操作施工；

e）测量精确控制在规定范围内；

f）致裂到位，致裂飞石、震动和冲击波与设计控制的数据相符。4.4.3文明施工措施

（1）施工现场设置相应的安全防护设施和安全标志；

（2）材料物料分类堆放，状态标识清晰，符合消防要求；

（3）现场使用的机械设备，按平面布置规划固定存放，遵守机械安全使用规程，经常保持设备及周围环境清洁，机械标记编号明确，安全装置可靠。

（4）提前与附近居民进行协调，处理好关系；

（5）文明礼貌，不野蛮施工，注意环保，控制噪音。

（6）各类车辆停放划定专车定位，不在现场乱停乱放。

4.4.4环境保护措施

（1）降低噪音危害：致裂作业时，加强炮孔赌赛，炮被覆盖，控制致裂噪音对周边环境的影响，减轻扰民。

（2）降低粉尘危害：致裂作业时，尽量采用水孔作业、洒水和覆盖，减少粉尘排放。

4.5应急方案

4.5.1编制目的、依据及适应范围

4.5.1.1编制目的

致裂施工属高危行业，具有一定的安全作业风险。在致裂作业过程中因施工区环境状况或作业方法不当等原因，有可能引发安全事故。为加强对重大安全事故抢险应急救援工作的组织领导和协调处理，使事故应急救援工作能够高效、有序进行，最大限度挽回因事故造成的损失，特制定致裂作业事故抢险应急救援预案。本预案适用于致裂工程项目部在紧急情况下采取抢险应急救援处理的全过程。

4.5.1.2适应范围

本预案适用于该致裂施工过程，由于人为过失或自然灾害造成的伤亡或经济损失事故。主要由以下几种情况：

（1）致裂作业时炸伤或飞、滚石砸伤引起的人员伤亡事故；

（2）致裂地震波危害效应引起的各位事故；

（3）施工现场机械伤害，边坡滑坡和不可预见可能出现的事故；

（4）由于自然灾害引起的各类事故。、

4.6.1事故（危险源）分析

（1）人员伤害事故；

（2）飞石事故；

（3）致裂振动超标引发的边坡结构或道路管线等损害事故；

（4）致裂施工引发居民投诉、纠纷。

4.6.2应急预案组织及职责

（1）致裂工程项目部经理负责组织成立事故现场应急救援指挥小组，在事故发生时亲临现场只会，副总工与相关负责人和全体职工个人分别对预案的响应负责；

（2）致裂工程项目部主管施工的副总工负责应急救援预案的启动及实施，并对以下工作负责：

a）根据公安部门要求和公司规定，定期组织开展安全检查，及时消除或控制各类事故隐患；

b）负责组建一支以副总工为组长的应急救援小组，并组织演练培训，使应急小组成员熟悉各种实施的性能及应急处理方法，熟练掌握各种应急救援器材的使用方法，保持一旦接到事故报告后，能立即通知应急小组前往处理；

c）负责制定并实施项目部应急救援培训、演练计划、组织应急救援培训及演练。