二氧化碳?xì)怏w膨脹致裂巖石施工方案一、工程概況本工程采用二氧化碳?xì)怏w膨脹致裂技術(shù)進(jìn)行巖石爆破作業(yè)，適用于臨近居民區(qū)、交通要道、學(xué)校等敏感區(qū)域的巖石開(kāi)挖工程。該技術(shù)利用液態(tài)二氧化碳瞬間氣化產(chǎn)生的膨脹力實(shí)現(xiàn)巖石破碎，具有安全性高、環(huán)境污染小、無(wú)破壞性震動(dòng)等特點(diǎn)。工程區(qū)域巖石類(lèi)型主要為中風(fēng)化花崗巖，巖石單軸抗壓強(qiáng)度60-80MPa，需破碎巖體總體積約5000立方米，分三個(gè)施工階段完成，總工期45天。二、施工準(zhǔn)備（一）技術(shù)準(zhǔn)備地質(zhì)勘察：施工前對(duì)作業(yè)區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)地質(zhì)勘察，測(cè)定巖石物理力學(xué)參數(shù)，繪制地質(zhì)剖面圖，明確節(jié)理裂隙發(fā)育情況及地下水分布特征。方案設(shè)計(jì)：根據(jù)勘察結(jié)果設(shè)計(jì)布孔參數(shù)，確定孔深、孔徑、孔距、排距等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，編制爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)圖及應(yīng)急預(yù)案。技術(shù)交底：組織施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，熟悉設(shè)備操作規(guī)程及安全注意事項(xiàng)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)交底并簽署交底記錄。（二）設(shè)備準(zhǔn)備主要設(shè)備配置二氧化碳致裂設(shè)備：選用108mm型致裂管200根，配套充氣裝置3套，每套含高壓充裝泵（工作壓力15MPa）、智能控制系統(tǒng)及移動(dòng)式充液嘴鉆孔設(shè)備：液壓潛孔鉆機(jī)4臺(tái)（鉆孔直徑110mm），配套空壓機(jī)2臺(tái)（工作壓力1.2MPa，排氣量12m3/min）輔助設(shè)備：挖掘機(jī)2臺(tái)（斗容1.2m3）、裝載機(jī)1臺(tái)（斗容3m3）、自卸汽車(chē)5輛（載重15t）、全站儀1臺(tái)、測(cè)繩若干設(shè)備檢查致裂管：檢查管體有無(wú)裂紋、腐蝕，螺紋連接是否完好，充裝前進(jìn)行水壓試驗(yàn)（試驗(yàn)壓力20MPa，保壓30min無(wú)泄漏）充裝系統(tǒng)：校驗(yàn)壓力表、安全閥，確保壓力控制精度±0.5MPa，檢查充液嘴密封性能鉆孔設(shè)備：檢查鉆桿垂直度、鉆頭磨損情況，確保鉆孔偏差≤1%孔深（三）材料準(zhǔn)備液態(tài)二氧化碳：純度≥99.5%，儲(chǔ)存于專(zhuān)用低溫儲(chǔ)罐（工作壓力2.16MPa），現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)備量不少于5噸發(fā)熱劑：采用高熱值環(huán)保發(fā)熱材料，每根管配備量15±2g，儲(chǔ)存于干燥通風(fēng)庫(kù)房密封材料：丁腈橡膠密封圈（耐溫-40℃~120℃）、聚四氟乙烯密封帶輔助材料：導(dǎo)爆管、連接接頭、絕緣膠帶、黃油、防銹劑等三、施工工藝（一）鉆孔施工布孔設(shè)計(jì)孔距：根據(jù)巖石硬度確定為2.0-2.5m，排距1.5-2.0m，呈梅花形布置孔深：超深為設(shè)計(jì)開(kāi)挖線(xiàn)以下0.5m，有效孔深3.5-5.0m孔徑：110mm，與致裂管直徑匹配，鉆孔垂直度偏差≤1°鉆孔操作采用自上而下分層鉆孔，每層高度3-4m，平臺(tái)寬度≥4m鉆孔前清除表面浮土及松散巖塊，標(biāo)記孔位并編號(hào)鉆孔完成后用高壓風(fēng)清孔，檢查孔深、孔徑及孔內(nèi)積水情況，不合格孔需重新鉆鑿（二）致裂管充裝充裝流程檢查致裂管：清除管內(nèi)雜質(zhì)，安裝破裂片（爆破壓力25MPa）及導(dǎo)熱棒連接充裝系統(tǒng)：將致裂管固定于充裝架，對(duì)接移動(dòng)式充液嘴，確保密封良好充裝作業(yè)：?jiǎn)?dòng)智能控制系統(tǒng)，設(shè)定充裝參數(shù)（液態(tài)二氧化碳充裝量7.5±0.2kg/管，充裝壓力8-10MPa），自動(dòng)完成充裝、保壓、卸壓流程封口處理：充裝完成后安裝合金帽，擰緊扭矩350-400N·m，涂抹防銹劑質(zhì)量控制充裝量誤差控制在±3%以?xún)?nèi)，每小時(shí)抽檢3根管進(jìn)行稱(chēng)重校驗(yàn)充裝過(guò)程中監(jiān)控管體溫度，當(dāng)環(huán)境溫度＞30℃時(shí)采取遮陽(yáng)措施，防止二氧化碳?xì)饣龊贸溲b記錄，內(nèi)容包括管號(hào)、充裝量、壓力、時(shí)間、操作人員（三）爆破作業(yè)裝藥連線(xiàn)致裂管運(yùn)輸：采用專(zhuān)用防爆車(chē)運(yùn)輸，管間用軟質(zhì)材料隔離，嚴(yán)禁拋擲、撞擊孔內(nèi)安裝：用專(zhuān)用提管器將致裂管放入孔內(nèi)，底部距孔底0.3m，管頂高出孔口0.2m填塞作業(yè)：采用砂質(zhì)黏土填塞，填塞長(zhǎng)度≥1.5m，分層搗實(shí)（每層30cm），填塞密度≥1.6g/cm3網(wǎng)絡(luò)連接：采用并聯(lián)方式連接啟動(dòng)裝置，每簇連接致裂管數(shù)量≤20根，線(xiàn)路接頭用絕緣膠帶包裹，電阻測(cè)試≤5Ω起爆控制警戒范圍：根據(jù)《爆破安全規(guī)程》設(shè)定警戒半徑30m，設(shè)置明顯警示標(biāo)志，配備4名警戒人員起爆程序：①檢查確認(rèn)：技術(shù)負(fù)責(zé)人檢查孔位、填塞質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)連接情況②清場(chǎng)警戒：疏散警戒范圍內(nèi)所有人員、設(shè)備，確認(rèn)各警戒點(diǎn)到位③起爆操作：由專(zhuān)職爆破員啟動(dòng)控制系統(tǒng)，記錄起爆時(shí)間及壓力變化曲線(xiàn)④安全等待：起爆后等待15min，檢查無(wú)異常后解除警戒效果檢查爆堆形態(tài)：檢查巖石破碎塊度（合格標(biāo)準(zhǔn)：≤50cm塊度占比≥80%），有無(wú)根底、傘檐振動(dòng)監(jiān)測(cè)：在距爆區(qū)50m處布設(shè)振動(dòng)傳感器，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：垂直向振動(dòng)速度≤2.5cm/s，主頻50-200Hz飛石控制：檢查警戒范圍外有無(wú)飛石，最大飛石距離≤20m（四）出碴作業(yè)爆破完成后采用挖掘機(jī)配合裝載機(jī)進(jìn)行碴料裝車(chē)，自卸汽車(chē)運(yùn)輸至指定棄碴場(chǎng)出碴前清理危石，對(duì)大塊巖石（＞1.0m）進(jìn)行二次破碎（采用機(jī)械破碎或小藥量爆破）出碴過(guò)程中灑水降塵，保持作業(yè)面能見(jiàn)度≥30m每日出碴完成后平整作業(yè)面，為下循環(huán)施工創(chuàng)造條件四、參數(shù)設(shè)計(jì)（一）主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)類(lèi)別數(shù)值范圍備注鉆孔直徑110mm與108mm致裂管匹配孔深3.5-5.0m超深0.5m孔距2.0-2.5m硬巖取小值，軟巖取大值排距1.5-2.0m為孔距的0.75倍充裝壓力8-10MPa溫度每升高5℃，壓力降低0.5MPa充裝量7.5±0.2kg/管108mm型致裂管發(fā)熱劑量15±2g/管根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整起爆時(shí)差50ms采用分段起爆單循環(huán)方量300-400m3每日2個(gè)循環(huán)（二）參數(shù)調(diào)整原則根據(jù)巖石性質(zhì)調(diào)整：堅(jiān)硬完整巖石：減小孔距至1.8m，增加充裝壓力至10MPa裂隙發(fā)育巖石：增大孔距至2.5m，降低充裝壓力至8MPa根據(jù)環(huán)境條件調(diào)整：臨近建筑物（距離＜50m）：?jiǎn)雾懰幜俊?0kg，采用毫秒延時(shí)起爆高溫度環(huán)境（＞35℃）：充裝量減少5%，增加填塞長(zhǎng)度至2.0m五、質(zhì)量控制（一）鉆孔質(zhì)量控制孔位偏差：平面位置偏差≤10cm，高程偏差≤5cm孔斜率：每5m孔深偏差≤5cm，采用測(cè)繩配合重錘檢查孔深控制：使用帶刻度鉆桿，終孔后用測(cè)繩復(fù)核，偏差±5cm（二）充裝質(zhì)量控制壓力控制：智能系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，充裝過(guò)程壓力波動(dòng)≤±0.3MPa充裝量控制：采用電子秤稱(chēng)重（精度0.1kg），每20根管抽檢1根密封性能：充裝后倒置致裂管30s，檢查接口無(wú)泄漏（三）爆破效果控制破碎塊度：控制最大塊度≤80cm，不合格塊體及時(shí)進(jìn)行二次破碎開(kāi)挖輪廓：邊坡面平整度≤20cm/m，超挖量≤15cm，欠挖量≤5cm飛石控制：爆破防護(hù)采用柔性防護(hù)網(wǎng)（網(wǎng)目5cm×5cm）覆蓋孔口，飛石距離≤30m六、安全管理（一）人員安全持證上崗：爆破作業(yè)人員持《爆破作業(yè)許可證》，特種設(shè)備操作人員持相應(yīng)資格證書(shū)勞動(dòng)防護(hù)：佩戴安全帽、防護(hù)眼鏡、防靜電工作服、絕緣手套，高空作業(yè)系安全帶健康檢查：作業(yè)人員崗前進(jìn)行體檢，患有高血壓、心臟病等疾病者不得從事爆破作業(yè)（二）設(shè)備安全致裂管管理：建立臺(tái)賬，記錄使用次數(shù)（累計(jì)使用≤50次），定期進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)充裝安全：充裝區(qū)設(shè)置警戒線(xiàn)，嚴(yán)禁煙火，配備二氧化碳滅火器2臺(tái)用電安全：施工現(xiàn)場(chǎng)采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，配電箱安裝漏電保護(hù)器（動(dòng)作電流30mA，動(dòng)作時(shí)間0.1s）（三）環(huán)境安全振動(dòng)控制：周邊建筑物振動(dòng)速度≤2.0cm/s，必要時(shí)設(shè)置減震溝（溝寬1.0m，深2.0m）粉塵控制：鉆孔、出碴作業(yè)采用霧炮降塵，TSP濃度≤1.5mg/m3噪音控制：晝間≤70dB，夜間≤55dB，高噪音設(shè)備設(shè)置隔音罩（四）應(yīng)急預(yù)案飛石傷人：現(xiàn)場(chǎng)配備急救箱，嚴(yán)重時(shí)立即送醫(yī)，啟動(dòng)應(yīng)急車(chē)輛（距現(xiàn)場(chǎng)5km內(nèi)有醫(yī)院）管體爆裂：立即停止作業(yè)，疏散人員至50m外，待壓力釋放后進(jìn)行處理二氧化碳泄漏：佩戴氧氣呼吸器進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，關(guān)閉泄漏源，加強(qiáng)通風(fēng)（風(fēng)量≥10次/h）七、進(jìn)度計(jì)劃（一）施工階段劃分準(zhǔn)備階段（5天）：設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、場(chǎng)地平整、技術(shù)交底第一階段（15天）：完成2000m3巖體破碎，主要為表層風(fēng)化巖第二階段（20天）：完成2500m3巖體破碎，為中深層巖石收尾階段（5天）：場(chǎng)地清理、設(shè)備退場(chǎng)、驗(yàn)收準(zhǔn)備（二）日作業(yè)計(jì)劃鉆孔作業(yè)：每日完成80-100個(gè)孔，鉆孔進(jìn)尺400-500m充裝作業(yè)：3套系統(tǒng)并行，每日充裝200-250根管爆破作業(yè)：每日2個(gè)循環(huán)，單循環(huán)爆破面積300-400㎡出碴作業(yè)：日均出碴800-1000m3，確保當(dāng)日爆破石碴當(dāng)日清運(yùn)八、安全文明施工（一）安全防護(hù)措施警戒系統(tǒng)：采用聲光報(bào)警裝置，爆破前15min開(kāi)始預(yù)警，起爆前3min連續(xù)警報(bào)防護(hù)設(shè)施：作業(yè)區(qū)設(shè)置高度2.0m的硬質(zhì)圍擋，進(jìn)出口設(shè)值班室，配備對(duì)講機(jī)4臺(tái)安全標(biāo)志：在危險(xiǎn)區(qū)域設(shè)置禁止標(biāo)志（禁止煙火、禁止入內(nèi)）、警告標(biāo)志（注意安全、當(dāng)心飛石）（二）文明施工措施場(chǎng)地布置：材料堆放有序，機(jī)械設(shè)備停放整齊，設(shè)置材料標(biāo)識(shí)牌揚(yáng)塵控制：施工道路硬化處理（厚度20cm，C20混凝土），每日灑水3次噪音控制：夜間22:00至次日6:00停止爆破作業(yè)，確需施工時(shí)辦理夜間施工許可水土保持：設(shè)置沉淀池（三級(jí)，總?cè)莘e50m3），廢水經(jīng)處理后排入市政管網(wǎng)九、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（一）中間驗(yàn)收鉆孔驗(yàn)收：每50個(gè)孔為一批次，檢查孔位、孔深、孔斜率，合格率≥95%爆破效果驗(yàn)收：檢查破碎塊度、飛石距離、振動(dòng)速度，各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求安全驗(yàn)收：檢查安全措施落實(shí)情況，無(wú)安全事故，隱患整改率100%（二）竣工驗(yàn)收工程量驗(yàn)收：開(kāi)挖輪廓符合設(shè)計(jì)要求，超挖量≤100m3，總工程量偏差±5%質(zhì)量驗(yàn)收：巖石破碎塊度合格率≥90%，邊坡穩(wěn)定性滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求資料驗(yàn)收：施工記錄完整，包括鉆孔記錄、充裝記錄、爆破記錄、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等十、注意事項(xiàng)天氣影響：雨天停止鉆孔作業(yè)，雨后檢查孔內(nèi)積水，積水深度＞30cm時(shí)采用水泵排水；六級(jí)以上大風(fēng)停止爆破作業(yè)溫度影響：環(huán)境溫度＜-5℃時(shí)，充裝系