中交一公局第四工程有限公司广西省南宁市530031
摘要:深孔加强松动控制爆破”,是指采用潜孔钻机成孔,一次起爆成千上万方岩石,爆破后的岩石松动而不飞散,能有效地控制飞石、振动效应和冲击波,确保爆区周围环境安全,爆破后的岩石适合机械挖、装、运作业。本文以四川桃巴三标连续钢构主墩基础开挖为背景,对深孔加强松动爆破从设计到施工进行了全面分析,为类似工程施工提供相应的参考。
关键词:深孔;加强松动;爆破
0.引言
四川省桃巴高速公路LJ3合同段石桥河大桥位于沟谷地带,主体结构为现浇连续梁和连续钢构。该桥多个主墩位于峭壁上,需进行大量的土石方开挖后才可进行桥梁基础施工。但由于地形限制,大型机械无法上山施工,采用小型设备耗时、耗材、成本极大,如何采取有效的施工技术手段解决这一问题,至关重要。现对深孔加强松动爆破技术在该桥12#主墩中的设计与应用进行论述,以供参考。
1.工程概况
桃巴高速LJ3合同段石桥河大桥位于南江县上两镇关坝乡周家沟村,上两镇约18km,全桥长1.3km。左线贯通设置1.2m桥台+(68+125+68)m连续梁+(6×20)m连续梁+(68+2×125+68)m连续梁+(72+2×130+72)2连续钢构;左线贯通设置0.5m桥台+(2×20)m连续梁+(68+125+68)m连续梁+(4×20)m连续梁+(68+2×125+68)m连续梁+(72+2×130+72)2连续钢构。全桥下部结构采用桩柱式墩台。
该桥的的12#主墩处于峭壁之上,主要岩层为辉长岩,干处施工,无水下工程。墩台施工时,按照设计要求先开挖山体至12#墩承台底标高,在进行结构施工。其中,最大开挖地面标高为984.3m,基地标高为939.28m,最大开挖高度45.02m,开挖宽度为66米,开挖方量约4.5万m3。
2.爆破方案设计及应用
2.1爆破开挖的难点分析
针对石桥河大桥12#墩的工程地质、地形条件、周边环境条件及工程要求,基坑开挖爆破的难点主要体现在如下几个方面:
1)、开挖区域周边有便道通行,但12#墩为孤立陡崖,前期大型机械设备很难到达山顶,且地势陡峭,人行困难,势必影响爆破施工作业人员的安全和施工进度。
2)、山体长期裸露,表面风化严重和裂隙发育,爆破开挖后形成高达40m边坡,施工中存在边坡失稳、围岩垮塌的危险。
3)、爆破过程中产生的个别飞石是主要爆破危害之一。为此,爆破设计须采取必要且有效的防护措施将个别爆破飞石控制在基坑开挖范围内(前后区域不大于100米)的技术途径和措施,尽可能避免爆破飞石,防止对施工设备、施工人员等造成伤害。
4)、采用必要的技术手段使爆破块度适中,爆渣尽量抛掷山下,以减少人工清渣的工作量,提高工作效率。
图2-1桥基平台开挖爆破分区示意图
2.2桥基开挖爆破总体方案
由于桥基平台开挖爆破要求尽可能保持边坡岩体的完整性、稳定性和减少爆渣堆积量,因此,将拱座基坑爆破划分为主爆区和光面爆破区。主爆区采用90mm孔径的毫秒延时逐孔起爆的深孔加强松动台阶爆破方案;桥基平台开挖边界区域采用90mm孔径的深孔光面爆破方案;主爆区和光爆区的台阶高度一致,且采用同次起爆分段的一次爆破成型方式。外层爆破区域的划分方式如图2-1所示。
2.3主爆区爆破参数设计
(1)炮孔直径
深孔台阶爆破的炮孔直径确定为90mm。
(2)分层开挖台阶高度
为了尽可能减少爆破飞石、避免因炮孔长度过大影响钻孔效率,保障边坡稳定的安全,、减少爆堆塌落量,同时考虑爆破材料供应条件,采用分层开挖方式进行,外侧分层的台阶高度不大于27m。根据地形条件进行台阶高度调整,最小不小于2.0m。
(3)炮孔深度
为确保分层开挖深度,炮孔需超深1.2~1.5m,当台阶高度为20m时,开挖爆破的炮孔深度为21.2~21.5m;当台阶高度为23m时,开挖爆破的炮孔深度为24.2~24.5m。
为便于钻孔和减小炮孔爆破时的底部夹制作用,设计采用倾斜钻孔,炮孔倾角约63°。因此,20m台阶高度的炮孔长度为22.3m,23m台阶高度的炮孔长度为25.1m。
(4)前排炮孔的底盘抵抗线
在台阶爆破中,前排炮孔底盘抵抗线的大小是与爆破效果密切相关的一个参数。底盘抵抗线过大,根底增多,影响爆破效果;底盘抵抗线过小,不仅爆破方量减少,影响爆破技术经济指标,而且易产生爆破飞石导致安全事故。对于一定的炮孔直径,有一个合适的底盘抵抗线。通常,前排炮孔底盘抵抗线可按下式计算:
(8)炮孔堵塞长度
为避免光面爆破产生过多的爆破飞石,同时有利于形成光滑平顺的边坡,炮孔堵塞长度选取为1.2~1.5m。
2.5实施效果
石桥河大桥12#主墩按上述方案施工,两次爆破都顺利完成,小块飞石距离在70米以内,爆破抛掷土石方约2万方。总计施工工期37天,耗药量15吨。取得了良好的施工效果。
3小结
深孔加强松动爆破对于解决区域偏远、地势陡峭的大规模山体开挖,,综合了施工快、成本低、安全可靠、质量可控等优势,对于山区特殊环境施工有着理想的效果。
参考文献
[1]《民用爆炸物品安全管理条例》(国务院令第466号);
[2]《爆破安全规程》(GB6722-2014);
[3]《爆破作业单位资质条件和管理要求》(GA990-2012);
[4]《爆破作业项目管理要求》(GA991-2012);
作者简介
于凤伍(1981-11),男,大学本科,工程师。