市政景观桥主墩水下爆破施工技术研究

2017-11-21张岳飞

绿色环保建材 2017年5期

关键词：微差雷管炮孔

张岳飞

中铁十六局集团第四工程有限公司

市政景观桥主墩水下爆破施工技术研究

张岳飞

中铁十六局集团第四工程有限公司

随着我国基础建设的快速发展，市政工程逐渐向复杂地区中修建。而桥梁作为市政工程的关键，对其施工提出更高的要求。本文以蚂蝗冲清水河大桥作为工程背景，对桥墩中水下爆破施工方案以及施工技术进行深入研究，希望为今后水下爆破施工技术在桥墩中的应用提供一定的参考。

市政景观桥；主墩；水下爆破

1 工程概况

滨江小马路项目位于都匀市，起点为都匀市小围寨海咬村，终点为都匀经济开发区新寨附近，为都匀老城区连接火车东站的主要道路，其中的蚂蝗冲清水河大桥（BK9+074.5，景观桥）为该道路工程的关键性工程，拟建桥梁里程桩号范围为：BK8+948.5～BK9+200.5，桥梁设计总长度为252.0m，桥宽18.9x2m。

桥梁上部结构为悬浇预应力砼连续箱梁（第一联，48m+85m+48m）+装配式预应力后张法钢筋混凝土简支小箱梁（第二联，2x30m）。下部结构：墩及基础为实体柱式墩、三柱式墩、桩基础，台及基础为桩帽式台、肋板台、桩基础。

2 施工方案选择

根据该工程特点及施工要求，对2号桥墩决定采取以下总体施工方案：2号桥墩嵌岩承台石方采用水下钻孔微差松动爆破施工方法，而桥桩基石方开挖则在承台爆破开挖后采用冲击钻机械成孔方式[2]。

2号墩承台为嵌岩承台，爆破范围为承台外延4m范围（承台施工操作空间2米+钢围堰厚度+外侧预留宽度2米），采用水下毫秒分段爆破工艺实施，爆破面底标高为714.45m（承台底标高716.45-2m厚的封底混凝土），爆破范围示意图如图1所示：

图1 爆破范围平面示意图

表1 水下爆破计算单

由于水下爆破方量约为4480m3，为满足工程施工要求，选用75KW空压机一台、高风压液压潜孔钻机三台。清渣采用1台小松360长臂挖掘机掏渣并在岸边集中堆放，再利用2台CT360挖掘机装车，运至岸边后装车运到弃渣场。水下爆破方量如表1所示。

3 施工方法

3.1 定位

施暴范围及钻孔设点采用全站仪进行测量，水面定位则通过纤绳及浮标。根据定位区域搭设钻孔平台，平台搭设时，全站仪应当随时进行跟踪定位，同时对浮标进行观察其是否发生偏斜[3]。钻孔平台利用钢管支架搭设，钢管横向间距0.8m，纵向间距1m，水平单排间距1m。平台顶部铺设5×20cm木板，木板顶铺竹胶板作为施工通道使用，竹胶板顶面间隔钉设5×5cm木条防滑。定位偏差不得大于30cm。完成钻孔平台的搭设后，在钢管下层水平焊接钢筋定位标，利用定位标拉十字桩精准定位复核钻孔孔位。

3.2 钻孔

钻孔采用风压潜孔钻，孔径设为90～100mm,钻头在套管内旋转冲击钻孔，为保证爆破底面标高符合要求，钻孔深度超钻0.5m～1.0m。

为保证钻孔过程孔位顺直、无偏斜，设计爆破孔位位置安设直径10cm钢管作为定位管道，钢管外侧利用U型钢筋固定于钻孔平台立柱钢管。

3.3 装药

打好所有炮孔后，拔出钻杆时，通过套管往孔内插入一根塑料软管，然后拔出套管。塑料软管将炮孔连接到水面之上，在正式装药时通过塑料软管将药柱及起爆体装入孔内，并用炮棍将炸药捅实，确保装药质量。

3.4 堵孔

水深大于6m的可不需堵塞；水深大于4m小于6m的，堵塞长度取0.8～1.5m；水深大于2m小于4m的，孔口堵塞长度取1.5～2.5m。水深小于2m时，应按陆地露天爆破选取的堵塞长度大于孔径的25倍。由于本工程水深不大且与岸边电站厂房较近，除较远区域水深在4米以上堵孔长度可在1m左右外，其余位置炮孔必须确保堵塞质量和堵塞长度。

4 爆破器材及参数的选择

4.1 爆破器材的选择

⑴起爆器材。采用3段、5段、15段非电毫秒延期导爆管雷管和导爆索组成非电微差混合起爆系统。为确保精度，也可采用数码电子雷管和导爆索及少量导爆管雷管组成系统。

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⑵炸药。炸药选用乳化炸药。炸药直径70mm，药卷长度0.35m。该炸药具有爆速快、爆力强、猛度高，抗水性能强、安全性能好等特点，适合于水下钻孔爆破。

4.2 爆破参数的选择

⑴钻孔方式及孔径。一般采用垂直钻孔方式，由于爆破距岸边房屋较近，且岩石较硬，钻孔孔径不宜太大，本工程钻孔孔径取90mm。

⑵炮孔布置方式。为加快施工进度和确保爆破后岩体破碎均匀且块度较小，该工程采用梅花形布孔方式进行施工。

⑶炸药单耗。根据我单位水下爆破施工经验，水下爆破的炸药单耗一般取q=1.0～1.5Kg/m3。本工程对水深2m以上区域炮孔装药单耗按1.1～1.3Kg/m3考虑，对水深2m以下区域炮孔装药单耗按0.5Kg/m3考虑。根据试爆后情况，对以上炸药单耗可适当进行调整。

⑷堵塞长度。除水深小于6m的区域必须进行填塞堵孔，其他水深较深区域不堵孔。

水深大于4m小于6m的，堵塞长度取0.8～1.5m；水深大于2m小于4m的，孔口堵塞长度取1.5～2.5m。水深小于2m时，应按陆地露天爆破选取的堵塞长度大于孔径的25倍。

⑸装药结构。本工程选用φ70mm的乳化药柱进行装药。装药结构采用两种形式，一种是连续装药结构形式；当单孔药量超过设计的最大段药量时，则对该炮孔采用中间填砂间隔装药结构形式，实施孔内分段延时起爆的目的。

⑹爆破网路。水下爆破共打25排孔，每排7～8个孔起爆，根据爆破器材种类设计两种起爆方案：

a.采用孔外延时非电微差逐孔起爆网路：主要采用3段、5段和15段3种段别雷管分段逐孔微差延期起爆，3段、5段为孔外（水面以上）逐孔网路传送延期雷管，即：每孔间采用3段作进行延期传送，15段为孔内总延期控制雷管，起爆顺序采用逐孔逐排起爆方式，按排序编号顺序起爆。每排逐孔起爆完毕后，后排依秩起爆，排间用5段搭接。当孔外（地面）雷管脚线联结长度不够时，采用四通器材作网路联接件（亦可用1段代替）。地面网路要求雷管反绑，即雷管尾的聚能穴与传爆方向相反，最后采用击发针起爆。（图2非电微差逐孔起爆网路联接示意图）

b.推荐采用数码雷管—导爆索非电微差逐孔起爆网路：由于本次爆破的炮孔均在水面以下，炸药入孔难度较大，操作不慎易造成拒爆或半爆，故各炮孔内在单孔药量满足安全要求条件下尽量采用导爆索直接捆绑药卷入孔，孔外按设计的最大段药量要求把各排炮孔分组用导爆索并联，再与数码雷管连接，通过编码器设定各排各孔延时时间，到达精确起爆效果。雷管延时时间设定为25-50ms。孔内分段雷管上部装3段，下部装5段。