中海油平阴风电项目一期工程石方爆破施工方案
设计单位：山东长城爆破工程有限公司设计：朱连国
审核：张朝祥
批准：王立德
设计时间：二〇一五年八月三十一日
第一部分编制依据及原则
一、编制依据
1、中华人民共和国《民用爆炸物品安全管理条例》
2、《爆破安全规程》GB6722—2014；
3、中华人民共和国公共安全行业标准《爆破作业项目管理要求》（GA 991—2012）
4、甲方提供的爆破申请书和工程法律性文件；
5、现场勘查资料。
二、编制原则
1、按照《爆破安全规程》GB6722中所规定的设计内容进行设计编制。
2、遵循工程文件设计规则，在工程文件设计文字中说明及图表中，尽量执行国家规范和标准。
3、坚持“安全第一，预防为主”的原则，方案编制中始终把安全工作放在第一位，在此基础上力求做到多、快、好、省。
4、本工程爆破以松动爆破为主，在孔网参数、炸药单耗、装药量的设计与取值时均在此原则下取值。
5、坚持全员、全面、全过程的安全管理和质量控制，在每道工序施工中，严格按技术设计要求施工，并严格执行现场工程师的指令。
6、一切从实际出发，力求设计方案贴近实际，易于操作，真正成为指导工程施工的文件。
7、在爆破方案实施过程中，根据本公司施工能力、技术水平，做到坚持精心设计，精密组织，精细管理，精确操作，在确保安全的前提下高质量、高速度地完成工程任务。
第二部分技术设计
一、工程概况
中海油平阴风电场一期工程位于济南市平阴县榆山街道办事处、孔村镇和玫瑰镇境内，场址面积37.2km2。拟安装20台单机容量为2200kW的风力发电机组，相应装机规模为44MW。20台风机配套安装20台35/0.69kV 容量为2000kVA箱变，集电线路采用35kV直埋电缆敷设，共分2组接入升压站35kV进线柜。风电场新建一座110kV升压站。出线回路1回，以110kV 地埋电缆接入220kV平阴变电站110Kv侧。本工程拟投资42000万元，单位千瓦的动态投资（9500元/千瓦）。
拟建风机各塔位选在山顶平台，山脊地带，钻孔揭露一般为0～1.5m，基岩以中厚层～厚层状灰岩为主，岩体完整性、物理力学性质较好，钻孔揭露15m深度范围内无软弱夹层、溶蚀空洞，岩体整体稳定较好。地表出露基岩主要呈强风化状，地层产状平缓，为单斜构造，倾角一般5°～8°，局部10°～15°，倾向北西。按风化程度划分为：
强风化基岩：较致密、坚硬，一般厚3.0m～6.0m，局部厚度较大。
中等风化基岩：岩体致密、坚硬、完整，强度高。
经初步规划，本工程需建道路长度约18km。场内施工道路采取泥结碎石路面，路基宽度6m，路面宽度5m。
为满足风机吊装的要求，在每台风机点位处修建吊装平台，尺寸为40米x45米。
初拟风机基础采用圆形扩展基础，基础采用C35混凝土，基础分上、下两部分，上部为圆柱体台柱，高0.6m，台柱半径3.9m；下部为圆台柱体，底板半径为9.56m，最大高度为2.3m，最小高度为1.0m，风机基础埋深为2.8m。
箱式变电站采用天然基础，钢筋混凝土板式基础，基础平面尺寸3.94×2.44m，基底设10cm厚的C15素混凝土垫层，板厚30cm，混凝土强度等级为C25。
本工程集电线路直埋电缆长度约为24km，直埋电缆开槽底宽0.8m，深1m，按1∶0.5开挖边坡。
该工程爆破工程量约为50000立方米，石质为石灰岩。
周围环境：需爆破风电基坑位于山顶，最近的距离村庄和居住区最近处400米，无其他被保护建筑物，爆破环境较好。
表1 爆破区地形、地貌、地质及工程量
位置济南市市中区九曲村西节理裂隙发育
地势起伏较大地下水无
几何尺寸m风机基础直径20m 坚固系数f6--8
60—80（Mpa）自由面 2 极限抗压强度
岩石种类石灰岩工程量（立方）约50000
二、爆破技术设计
(一) 施工要求
1、爆破产生的地震、飞石、空气冲击波等危害不得损坏周围需保护的人员、建筑物和施工设备，确保人身安全；
2、爆后的岩石粒径尽量减少二次破碎。
3、爆破边坡、标高符合设计要求。
(二) 爆破方案
根据爆区的地形、地质、环境和业主的施工、工期要求，拟采用浅孔爆破和深孔爆破相结合的爆破的方案，炮孔采用大眼距小排距的布置方案。爆破时采用孔内孔外非电延时起爆网路，最大减少爆破振动和改善岩石破碎率。一次齐爆最大药量根据被保护物的远近而定，将振动速度V控制在0.5cm/s以内；大块采用油锤破碎。
本工程爆炸物品购买经平阴县公安局开具购买证从平阴县当地化轻公司购买并配送至作业现场，每次起爆炸药最大450公斤，每日最大用药量在1500公斤以下。
采取以下施工和技术措施：
1、爆破设计时降低爆破安全振动速度，根据爆破安全规程GB6722-2014规定，地面建筑物的爆破振动判据，采用保护对象所在地质点峰值振动速度和主振频率，本次爆破安全振速按0.5 cm/s设计。
2、严格控制一次齐爆药量，根据爆破点到民房的距离精确计算最大一次齐爆药量，施工中根据单孔装药量通过起爆网路连接使实际最大一次齐爆药量小于根据安全振速计算的最大齐爆药量。
3、采用先进的起爆技术降低爆破振动危害，采用孔内孔外毫秒延时的非电起爆网路，孔内使用高段位，孔外使用低段位。
(三) 爆破参数
1、深孔爆破、浅孔爆破
计算公式：Q=qwaH 或Q=kqabH
公式Q=qwaH适用于单排孔爆破，公式Q=kqabH适用于多排孔爆破。
式中：q—炸药单耗，kg/m3；w—最小抵抗线，m；a—孔距，m；
b—排距，m；H—台阶高度，m；
爆破深度H（m）
钻孔深度L=H+h（m）
炮孔间距a=(S/0.866)1/2（m）
炮孔排距b=0.866a（m）
单位炸药消耗量q=0.40—0.50kg/m3
k—考虑受前面各排孔的矿岩阻力作用的增加系数，k＝1.1~1.2；
因深孔爆破区域台阶高低不平，炮孔深度不同，装药量也不同，具体爆破参数见下表
90mm孔浅、深孔爆破参数表
3 4 57
高度H（m）
参数
炮孔直径D（mm）90 90 9090
底盘抵抗线W(m) 2.0 2.1 2.2 2.5
炮孔超深(m) 1 1 11
炮孔深度(m) 4.0 5.0 6.07.5
装药长度L1(m) 1.5 2.2 3.0 4.5
填塞长度L2(m) 2.5 2.8 3.0 3.0
每米炮孔装药量q1(kg/m) 6.0 6.0 6.0 6.0
单孔装药量Q(kg) 9 13.2 1827
炸药单耗q(kg/m3) 0.4 0.4 0.40.45
每炮负担体积(m3) 22.5 33 45 58
每炮负担面积(㎡) 7.5 8.2 8.08.3
炮孔间距a(m) 2.5 2.5 2.6 3.1
炮孔排距b(m) 2.3 2.4 2.5 2.7
以上爆破参数必须通过试炮进行科学的调整，在保证安全的前提下，以达到最佳爆破效果；确保爆破地震波和飞石不能扰民。
2、大块石二次破碎爆破
为保证安全，大块石破碎应由油锤破碎。
(8)装药结构
每个炮孔设置1～2枚由非电毫秒延时雷管和150g管状乳化炸药组成的起爆药包，置于装药顶端和底部的一定位置，上部药包正向起爆，底部药包反向起爆，散装耦合装药结构；除装药以外的炮孔部分，使用岩屑进行填塞，直至填平炮口。
(四) 爆破器材
深孔爆破选用袋装膨化炸药或乳化桉油炸药，起爆药包使用2#岩石乳化炸药，雷管使用非电毫秒延时雷管和瞬发电雷管。
(五) 起爆网路
深孔爆破采用孔内孔外非电毫秒延时起爆网路，逐段起爆技术，每个炮孔使用1～2枚高段位非电毫秒延时雷管，将各炮孔引出的导爆管分别用2枚低段位非电毫秒延时雷管连接成孔内孔外毫秒延时接力起爆网路。
(六) 爆破安全距离
1、爆破地震安全距离计算
选用GB6722—2014《爆破安全规程》规定的计算公式:
R = (K/V)1/α·Q1/3
式冲: R —爆破振动安全允许距离，m；K、α—与爆破点至计算保护
对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数；V—保护对象所在质点振动安全允许速度，cm/s；Q —炸药量，齐发爆破为总装药量，延时爆破为最大一段装药量，kg。
上式可变换为： Q = R3·(V/ K) 3/α
对于民房，取K = 200，α= 1.8，V = 0.5m/s。
当R=200m时
则: Q=2003×(0.5/200) 3/α=368kg。
当R=460m时
则: Q=4603×(0.5/200) 3/α=4482kg。
通过以上计算可以看出，距民房不同距离爆点允许的齐爆药量是不同的。因此，单孔装药量应根据每个炮孔所在的不同位置进行核算确定其最大齐爆药量，超标的就得分段装药，且网路中不能产生段别重叠现象，故必须根据爆破要求，环境条件，适时地选择爆破参数，及时的调整齐爆药量(延时爆破为最大一段装药量)，保证爆破地震不超标，保证爆区周围的建筑设施不受损坏。
2、实际振动速度计算
根据公式V=K（Q1/3/R）α
式中：V—实际振速，K、α—与爆破点至计算保护对象间的地形、
地质条件有关的系数和衰减指数；Q—最大一次齐爆药量，R—爆破点到民房的距离。
对于最近的民房，取K = 200，α= 1.8，R=460m，Q =27kg时。
V=K（Q1/3/R）α=200（271/3/460）α=0.1cm/s
对于地下隧道，取K = 200，α= 1.8，R=460m，Q =27kg时。
V=K（Q1/3/R）α=200（271/3/460）α=0.02cm/s
根据以上计算，实际振速远远小于安全振速，爆破震动不会危及民房的安全。
3、爆破飞石安全距离计算
选用公式: (1) R = 40d/2.54 (2) R=KＪ·D
式中: R —飞石距离，m； d、D —炮孔直径，cm；
KＪ—安全系数，取15～16。
则：(1) R = 40×9/2.54 = 141.73m。
(2) R = 15.6×9 = 140.4m。
为控制飞石过远，采用以下措施：（1）装药时校核最小抵抗线，根据最小抵抗线重新计算装药量。（2）加大填塞长度。
3、空气冲击波安全距离计算
选用公式∶R n = K n·Q1/2
式中∶R n —空气冲击波安全距离，m；K n---系数，K n = 2；
Q —装药量，齐发爆破为总装药量，毫秒延时爆破为最大一段装药量，kg。
松动爆破时，由于炸药单耗小和一次起爆药量都比较小，且爆破作业时人员已撤离，故冲击波对周围人员和设施的影响可不考虑。
根据以上计算，结合爆破安全规程的规定（GB6722-2014），决定将人员、设备的安全距离定为: 深孔定为200m。
第三部分 施工组织设计
一、组织机构
成立万灵山南端地质环境治理爆破施工指挥组，负责整个爆破工程的组织与实施。下设设计组、施工组、安全警戒组、检测组、后勤保障组等。
爆破施工组织机构框图
该工程有本公司屈绍国为工地负责人兼爆破工程技术人员，负责本工程的全面组织与实施，其职责为：负责爆破工程的设计和总结，指导施工，检查质量；制定爆破安全技术措施，检查实施情况；负责制定盲炮处理的技术措施，并指导实施；参加爆破事故的调查和处理。
张道兵为安全员，其职责是：负责本工程爆破器材临时贮存和使用过程中的安全管理；督促爆破员、保管员及其他作业人员按照爆破规程和安全操作细则的要求进行作业，制止违章指挥和违章作业，纠正错误的操作方法；经常检查爆破工作面，发现隐患应及时上报或处理，有权制止无爆破员安全作业证的人员进行爆破工作；检查爆破器材的现场使用情况和剩
项目经理
屈绍国
技术负责人 屈绍国
设计负责人 朱连国
施工组 郭克军
安全警戒 孙建华
物资后勤 于长峰
检测组 侯明
余爆破器材的及时退库情况。
张道强、郭克生、张立柱为爆破员，其职责是：保管所领取的爆破器材，不应遗失或转交他人，不应擅自销毁和挪作它用；按照爆破指令单和爆破设计规定进行爆破作业；严格遵守爆破规程和安全操作细则；爆破后检查工作面，发现盲炮和其他不安全因素应及时上报或处理；爆破结束后，将剩余的爆破器材如数及时交回。
于长峰为保管员，其职责是：负责验收、保管、发放和统计爆破器材，并保持完备的记录；、对无爆破员安全作业证和领取手续不完备的人员，不得发放爆破器材；检查爆破器材的质量并及时报告质量有问题及过期变质失效的爆破器材；
二、施工人员配备
1、指挥员 2名 6、钻孔工 10名
2、爆破技术人员 1名 7、辅助工 8名
3、爆破员 3名
4、安全员 1名
5、现场保管员 1名
三、进场安排
根据甲方开工令，及时组织人员和设备按要求进场。进场后应首先对人员进行安全教育和技术交底。
四、主要机具材料(见机具材料表)
主要机具、材料表
序号名称规格或型号单位数量
1 潜孔钻机三角架式、履带式台 5
2 钻杆深孔2m 根120
3 柴移式空压机10m3/min 台 5
4 大包炸药散装炸药公斤25000
5 乳化炸药管状公斤100
6 非电毫秒雷管MS2～MS13 枚3000
7 瞬发、延时电雷管镍鎔桥丝枚200
8 起爆器电容式发电式部 2
9 欧姆表部 2
10 爆破主线(双芯) 16mm2m 400
11 高压胶管 1.5寸m 600
12 钻头Φ90mm 个50
13 指挥车辆 1
14 小型运输车辆 2
五、施工方法
1、标孔
深孔使用钢卷尺自边坡眉线开始测量，依次标出前排孔和各主爆孔的位置，并在孔位撒石灰粉作标记。同时，以书面形式向钻孔工交待炮孔的孔深、倾向及倾角。
2、钻孔
钻孔前，应先将孔位四周的杂草、碎石清除干净，以防钻孔时落入孔内。钻预裂孔前，应使潜孔钻钻身的水平投影与边坡眉线垂直，钻杆延伸方向与水平面垂直，倾斜角要达到规定的倾斜角。预裂孔、光面缓冲孔的倾角相同，主爆孔、浅孔均采用垂直孔。
3、清孔
钻孔完毕，要逐一将孔内碎石、积水等全部清除干净。
4、验孔
使用皮卷尺(端部系一铁螺母或小锁)逐孔进行测量，并重新绘制炮孔平面布置图，标注出孔深、间距、排距和最小抵抗线，与原设计对照有无变化，以此作为确定单孔装药量的依据。
5、制作起爆药包
每孔(或者每层)装药使用1～2枚高段位非电毫秒延时雷管(电雷管)和150克管状乳化炸药制成起爆药包，雷管插入炸药卷内后，使用黑胶布或细绳加以固定。
6、装药填塞
深孔爆破的主爆孔和浅孔爆破的炮孔，采用耦合装药结构，装药过程中，应随时用炮棍测量孔深，防止装药卡孔而造成填塞长度不足；余孔使用岩屑或炮泥填塞至炮口。
7、连接起爆网路
待无关人员撤至安全地点后，起爆网路连接人员从爆区最远端开始，深孔爆破将各炮孔引出的导爆管分别用2枚低段位非电毫秒延时雷管连接成孔内孔外毫秒延时接力起爆网路。击发点使用2枚瞬发电雷管。
8、导通线路和连接起爆电源
发出预警信号且等全部人员撤至安全地点后，点火人员方可进行线路导通和连接起爆电源。
9、安全警戒工作
爆破准备工作完毕，向爆区四周和各个方向和路口的危险区边界200m 派出警戒岗哨，各警戒点竖大红旗作警戒标志。每名岗哨手持1部对讲机作通讯工具。
10、实施爆破与爆后检查
当现场指挥员通过对讲机掌握各警戒点的情况正常，各警戒点警戒清场完毕，即可发出起爆信号，下达“起爆”口令。
炮响后，须按规定的时间接近现场进行检查；确认安全后，发出解除警戒信号。
六、工程进度及工期保障措施
1、实行项目管理和项目经理负责制，建立强有力的施工指挥机构和施工保障体系，投入能保证施工进度如期完成的足够施工队伍，实行专业机械化施工。
2、制订切实可行的施工计划，优化施工设计，精心组织，科学安排，严格按计划安排组织施工，重点抓好关键工序的施工，不断优化施工方案，保证各工序的衔接。
3、为加快施工进度，施工时积极推广应用新材料、新工艺。
七、安全管理
1、施工前，须持《爆破设计书》和相关证件到当地公安机关办理爆破施工手续；未经批准，不得施工。
2、施工所需爆破器材，必须按照公安机关的要求到指定单位购买，由指定配送单位配送至工地，严禁通过其他渠道购买。
3、每日剩余的爆破器材，要及时予以清退，严禁在工地私存。
4、施工现场临时存放的爆破器材，要由专人看管，建立爆破器材使用登记，领取、清退的品种和数量要准确无误，达到帐物相符。
5、加强现场的爆破器材使用监督，安全员要跟班作业，随时核对爆破器材的领取、使用、清退情况，严防私拿爆破器材行为的发生。
6、爆破作业应严格按照GB6722—2014《爆破安全规程》的有关规定进行操作，杜绝违章现象。
7、雷雨天气、距高压线100m范围内或现场存在的杂散电流大于30mA 时，必须采用非电导爆系统。
8、采用电爆网路作业时，应关闭现场使用的手机，以防射频电引起电雷管早爆。
9、现场临时堆放的爆破器材，雷管与炸药之间应间隔25m以上，不得混放在一起。
10、爆破器材堆放处四周50m范围内不得吸烟和动火。
八、预防事故的措施
1、拒爆事故的预防
电力起爆网路应使用同厂、同批、同型号电雷管，其电阻差和通过每个电雷管的电流强度均应达到要求。