汪小艷，馬新濤

（1重慶市爆破工程建設(shè)有限責(zé)任公司，重慶400020；2陜西紅旗民爆集團(tuán)股份有限公司，陜西寶雞721013）

某特大橋深樁井爆破設(shè)計與施工

汪小艷1，馬新濤2

（1重慶市爆破工程建設(shè)有限責(zé)任公司，重慶400020；2陜西紅旗民爆集團(tuán)股份有限公司，陜西寶雞721013）

該文介紹了在通電高壓線和大型構(gòu)筑物附近某大橋深樁井爆破工程的爆破設(shè)計思路、參數(shù)設(shè)計和施工過程。按照安全施工的要求對該爆破工程進(jìn)行爆破參數(shù)和施工設(shè)計，通過對爆破效果統(tǒng)計分析，確定相關(guān)參數(shù)和施工工藝。

樁井爆破；參數(shù)設(shè)計；起爆網(wǎng)絡(luò)；施工管理

1 樁基爆破工程概述

近年來，中西部基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程大規(guī)模開展，特別是各種鐵路公路水利等特大橋梁的開工建設(shè)使得橋梁樁井爆破工程增多。樁井爆破工程往往是處在地質(zhì)條件復(fù)雜、工況惡劣的環(huán)境下，而且工程勞動強(qiáng)度大、工期緊、機(jī)械化操作程度低等。故對樁基基礎(chǔ)爆破工藝的研究重在總結(jié)施工經(jīng)驗、提高樁基基礎(chǔ)爆破施工效率、改善施工條件和提高樁井工程質(zhì)量。目前樁基爆破工程多采用人工挖孔爆破的方式開挖至巖石層，而樁基工程一般工期短，施工質(zhì)量要求高，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜等因素，造成施工難度加大，施工成本升高[1]。本文主要對某運煤專線特大橋樁基基礎(chǔ)爆破工程的設(shè)計與施工進(jìn)行總結(jié)，并針對爆破施工效率、安全、環(huán)境影響等問題進(jìn)行必要的分析和探討。

2 爆破設(shè)計技術(shù)要求及方案

2.1 技術(shù)要求

（1）爆區(qū)上方有東西方向高壓輸電線，距離爆區(qū)35m處為水泥廠鋼混結(jié)構(gòu)原料運輸廊道和工棚。爆破時必須做相應(yīng)的防護(hù)，防止飛石造成危害。

（2）爆區(qū)內(nèi)有15個樁井需要進(jìn)行爆破開挖，樁井間距2.5～3m，爆破設(shè)計必須考慮相鄰井之間爆破振動的影響，樁井護(hù)壁要做加強(qiáng)處理。爆破設(shè)計前，應(yīng)確定出合理的爆破安全振動速度[v]的值，若[v]值取得過大，爆破可能會對運輸廊道和相鄰井壁造成影響；若[v]值取得過小，由于運輸廊道和高壓輸電線的距離很小，會很大程度地限制爆破作用發(fā)揮，不僅嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，也會造成不必要的浪費[2]。

（3）小直徑樁井爆破夾制作用很大，掏槽爆破質(zhì)量決定著每一循環(huán)的炮孔利用率，直接影響炮孔利用率，所以應(yīng)確定合理的掏槽方式。

（4）樁井設(shè)計深度30～35m，平均深度33m，屬于超深樁井，每一循環(huán)爆破施工必須做好上一循環(huán)的護(hù)壁，以及加強(qiáng)施工人員的防護(hù)，減少炮煙及井口碎石對工作人員的危害。

（5）樁井處于河道，又屬于超深井，為防止井底出水影響施工，爆破作業(yè)應(yīng)做好防水措施。

2.2 爆破參數(shù)設(shè)計

根據(jù)本工程的特點和現(xiàn)場實際情況，決定采用人工配合爆破作業(yè)成孔。由于人工挖孔樁入巖爆破施工時自由面狹小、作業(yè)面較深、巖石的夾制力較大，中風(fēng)化層以上地段成孔時受流沙、流泥的影響，有些地段護(hù)壁質(zhì)量較差抗震能力小，所以孔樁入巖爆破宜采用小直徑淺孔微差爆破。本次特大橋樁井直徑為2m，爆破開挖直徑2350mm，護(hù)壁厚度170mm。井口高出基底300～500mm。

2.2.1 炮孔深度和炮孔直徑

小斷面樁井爆破宜選用手持式鑿巖機(jī)鉆孔，鉆孔直徑42mm[3]。中心鉆垂直空孔，孔深1.2m，孔底裝藥200g，延時掏槽孔25ms～50ms起爆。直孔掏槽，掏槽孔圈距0.35m，孔深掏槽設(shè)計為1.1m；直徑40～42mm，每孔裝藥量600g。在距中心0.75m處的圓周上布置一圈輔助孔，布孔數(shù)為10個，孔深為1.0m，裝藥量400g。在距中心1.10m處的外圓周上布置一圈周邊孔，孔數(shù)共16個，孔深1.0m。為了便于鉆孔，周邊孔略向外傾斜，孔底偏出樁井輪廓線0.05m，裝藥量400g（表1、圖1）。

表1 爆破參數(shù)設(shè)計表

圖1 炮孔布置示意圖

2.2.2 起爆網(wǎng)絡(luò)

工期處于多雷電季節(jié)且周圍環(huán)境復(fù)雜，宜采用非電起爆系統(tǒng)。為了控制爆破可能在樁井周邊巖石上產(chǎn)生新的裂紋及影響樁基井壁穩(wěn)定，起爆網(wǎng)路采用導(dǎo)爆管雷管排間微差起爆技術(shù)。這里網(wǎng)路連接方法如下：孔內(nèi)排間微差，同圈采用同一段位導(dǎo)爆管雷管，不同圈孔采用不同段位的導(dǎo)爆管雷管，每孔圓周上爆破時間隔應(yīng)在75～125ms。即：掏槽孔采用第3段毫秒延期導(dǎo)爆管雷管；中間空孔裝200g藥，用5段毫秒延期雷管引發(fā)；輔助孔采用第7段毫秒延期導(dǎo)爆管雷管，周邊孔采用第11段毫秒延期導(dǎo)爆管雷管?？淄庥盟舶l(fā)電雷管來激發(fā)起爆網(wǎng)路[4]。

3 爆破方案設(shè)計優(yōu)化

對上述設(shè)計參數(shù)優(yōu)化，為確保設(shè)計參數(shù)科學(xué)合理，對1～5#井進(jìn)行多次試炮。試炮時各參數(shù)嚴(yán)格按照設(shè)計執(zhí)行。試炮爆破效果統(tǒng)計見表2。

表2 爆破效果統(tǒng)計表

試炮結(jié)果表明爆破參數(shù)設(shè)計合理，炮孔利用率達(dá)到85%以上，達(dá)到設(shè)計預(yù)期目標(biāo)。但是由于施工過程及每口井實際狀況稍有偏差，爆破效果有差異。在后期施工過程中要求嚴(yán)格按照設(shè)計文件施工，確保順利完工。

4 爆破施工及安全技術(shù)措施

4.1 飛石防護(hù)

為了防止爆破飛石，每個井筒在裝藥后，井口應(yīng)采取如下覆蓋方法：井口蓋鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)目5cm×10 cm；鋼筋網(wǎng)上壓1～2層沙土袋，不留空隙。通過觀察，此方法有效防止爆破飛石飛出井口。

4.2 爆破震動及安全距離

根據(jù)《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2003)及國內(nèi)外研究成果，我國爆破振動傳播與衰減規(guī)律一般采用下式進(jìn)行計算[5]。

式中：

R—爆破震動安全允許距離，m；

Qm—單段爆破最大藥量，kg；

V—保護(hù)對象所在地質(zhì)點振動安全允許速度，cm/s；

K、α—與爆破點至計算保護(hù)對象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)。

爆破安全規(guī)程對主要類型的建筑物或構(gòu)筑物地面指點的安全振速做了規(guī)定。水泥廠輸送廊道距離爆區(qū)35m，安全振速為4.2～5.0cm/s。K取150，α取值1.5，以4.2 cm/s的震動速度計算單段爆破藥量Qm為32kg。單段同時爆破可滿足最大6口井同時起爆。在爆破過程中，未對高壓輸電線、原料運輸廊道、相鄰井壁及周圍環(huán)境未造成影響，爆破振動影響可控。

4.3 炮煙排放

爆破后通過空氣壓縮機(jī)高壓風(fēng)管向井底吹風(fēng)，直到樁井中跑煙散盡方可進(jìn)入工作面，排煙時間不得少于20min。

4.4 爆破施工

樁井開挖爆破工作面多，作業(yè)人員繁雜，工地現(xiàn)場必須有嚴(yán)格的施工組織和管理。工地要設(shè)立現(xiàn)場指揮部，專職爆破技術(shù)人員、爆破器材管理人員和安全員?，F(xiàn)場總指揮全面負(fù)責(zé)工地施工組織、人員調(diào)度和爆破時間安排。爆破技術(shù)人員負(fù)責(zé)爆破施工技術(shù)并監(jiān)督安全和質(zhì)量，如發(fā)現(xiàn)安全隱患，有權(quán)立即停止爆破作業(yè)并及時組織人員進(jìn)行排除。爆破器材管理員要嚴(yán)格爆破器材發(fā)放和回收手續(xù)，做到定井定量。安全員協(xié)調(diào)爆破技術(shù)員具體檢查監(jiān)督爆破作業(yè)安全，布置并檢查爆破警戒。起爆工作由爆破員專人進(jìn)行。施工程序簡要描述如下：

鉆孔：按照設(shè)計要求清理平整作業(yè)面，在作業(yè)面上按照圖紙設(shè)計要求人工鉆孔，完成鉆孔工作后用塑料編織袋封住孔口，鉆孔人員乘卷揚機(jī)撤離。

裝藥：爆破技術(shù)人員由卷揚機(jī)送至工作面，按照設(shè)計藥量，給相應(yīng)孔裝入乳化炸藥，用竹質(zhì)炮棍將乳化炸藥塞入孔中。

聯(lián)網(wǎng)：將伸出炮孔的導(dǎo)爆管用電雷管連接好，掛在井壁，井外用網(wǎng)絡(luò)連接線連接電雷管腳線并與爆破母線連接，完成聯(lián)網(wǎng)，檢測校驗爆破網(wǎng)絡(luò)連接。

起爆：完成爆破網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)與檢查，所有人員撤離爆區(qū)，分別發(fā)出預(yù)警信號、起爆信號和解除警報，待炮煙散盡后方可進(jìn)入炮區(qū)查看爆破效果。

清渣：炮煙散盡后，工人下入井底查看爆后情況，無異常情況方可清理爆破渣石。渣石出井用卷揚機(jī)運送，工人井下工作時攜帶安全繩。

5 爆破效果及結(jié)論

由于工期比較緊迫，設(shè)計每天上午8:00-10:00，下午16: 00-18:00放炮一次，每次同時爆破5口樁井。工程歷時2個半月，完成15口深樁井爆破工程。爆破后爆渣松散，塊度一般小于20cm，樁井圍巖井壁較為平穩(wěn)穩(wěn)固，護(hù)臂機(jī)構(gòu)安全穩(wěn)定。全部樁井爆破掘進(jìn)的平均炮孔利用率達(dá)到90%。高壓輸電線路和石料運輸通道均未受到破壞。相鄰井之間爆破震動在可承受范圍內(nèi)，爆破施工完成后，樁井未出現(xiàn)明顯質(zhì)量問題，深度和直徑達(dá)到設(shè)計要求，按時完成了工程任務(wù)。計劃施工時間為75d，實際耗費時間70d。周圍建構(gòu)筑物爆破震動控制在2.6cm/ s，符合設(shè)計要求和實際安全控制。

[1]劉殿書.中國爆破新技術(shù)Ⅱ[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008(10).

[2]肖志武，吳克剛，馬海鵬,等.復(fù)雜條件下樁井控制爆破的危害及防護(hù)措施[J].采礦技術(shù)，2009,9（5）：91-107.

[3]王旭光.爆破手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010 (10).

[4]王旭光.爆破設(shè)計與施工[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2011(5).

[5]周信，周思遠(yuǎn).通電高壓線下樁井控制爆破技術(shù)設(shè)計[J].爆破，2010，27（4）：55-58.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

《建筑施工安全技術(shù)統(tǒng)一規(guī)范》等被批準(zhǔn)為國家標(biāo)準(zhǔn)

日前住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)出公告，批準(zhǔn)《建筑施工安全技術(shù)統(tǒng)一規(guī)范》為國家標(biāo)準(zhǔn)，編號為GB 50870-2013，其中，第5.2.1.7.2.2條為強(qiáng)制性條文，必須嚴(yán)格執(zhí)行。批準(zhǔn)《建設(shè)工程監(jiān)理規(guī)范》為國家標(biāo)準(zhǔn)，編號為GB 50319-2013，原國家標(biāo)準(zhǔn)《建設(shè)工程監(jiān)理規(guī)范》(GB 50319-2000)同時廢止。該兩項標(biāo)準(zhǔn)均自2014年3月1日起實施。

另外，批準(zhǔn)《建筑防水工程現(xiàn)場檢測技術(shù)規(guī)范》為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，編號為JGJ299-2013；批準(zhǔn)《高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度檢測技術(shù)規(guī)程》為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，編號為JGJ/T 294-2013；批準(zhǔn)《高拋免振搗混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，編號為JGJ／T 296-2013；批準(zhǔn)《住宅室內(nèi)防水工程技術(shù)規(guī)范》為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，編號為JGJ 298-2013，其中，第4.1.2，5.2.1，5.2.4，7-3.6條為強(qiáng)制性條文，必須嚴(yán)格執(zhí)行。該四項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均自2013年12月1日起實施。

Blasting Design and Construction of the Deep Shaft of A Large-span Bridge

The design idea,parameter setting and construction process of the deep shaft blasting of a large-span bridge nearby high voltage lines and large structures are introduced.The blasting parameters and construction are designed in accordance with safe construction requirements.Based on the statistics and analysis on the blasting results,relevant parameters and construction technology are ensured.

shaft blasting;parameter design;initiation network;construction management

TD235

A

1671-9107（2013）09-0045-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2013.09.045

2013-07-03

汪小艷（1985-），男，重慶人，本科，助理工程師，主要從事爆破工程施工管理和爆破器材研究。