淺談金角大橋橋墩承臺(tái)基坑爆破設(shè)計(jì)

浙江蘭溪東升爆破工程有限公司 浙江蘭溪 321100

摘要：本文介紹了蘭溪市金角大橋橋墩承臺(tái)基坑工程爆破特點(diǎn)及周圍環(huán)境，并對(duì)工程爆破參數(shù)選擇與裝藥量計(jì)算、起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)及爆破安全距離計(jì)算進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述，可供參考！

關(guān)鍵詞：基坑爆破；參數(shù)選擇；裝藥量計(jì)算；起爆網(wǎng)路；安全距離

1、工程概況

蘭溪市金角大橋橋墩承臺(tái)基坑爆破工程項(xiàng)目東接城東凱旋路，西接城西金角路，全長(zhǎng)1580米，其中橋長(zhǎng)1145米，橋面寬36米，西岸引橋與金角路相接，道路寬50米，東岸引橋與凱旋路相接，道路寬45米。上游300米處有金蘭鐵路橋梁通過(guò)，江面下游流域無(wú)任何構(gòu)筑物。建設(shè)同步實(shí)施照明、電力、電信等附屬工程。目前樁基、雙壁鋼圍堰已經(jīng)全部施工完成，其中13#、14#、19#號(hào)圍堰長(zhǎng)45m、寬25.3m圍堰體自身寬度1m，15#～18#圍堰長(zhǎng)45m、寬31.3m圍堰體自身寬度1m。橋墩下部有強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化巖層，本次爆破對(duì)象主要為13#-19#墩承臺(tái)中風(fēng)化巖層段，淤泥和強(qiáng)風(fēng)化采取機(jī)械開挖。13#、14#、19#號(hào)承臺(tái)結(jié)構(gòu)相同，以13#南側(cè)承臺(tái)為例。該承臺(tái)北側(cè)2米處為鋼棧橋、南側(cè)兩米處圍堰鋼模型、東西兩側(cè)6米處均為圍堰體鋼模型，該承臺(tái)開挖面積為76.88㎡（6.2m*12.4m），爆破開挖深度2m，單個(gè)承臺(tái)爆破量為153.76m3，巖石為中風(fēng)化粉砂（礫）巖。15#～18#承臺(tái)以15#南側(cè)承臺(tái)為例，承臺(tái)北側(cè)2米為鋼棧橋、南側(cè)2米為圍堰鋼模型、東西兩側(cè)6米處為圍堰鋼模型，該承臺(tái)開挖面積158.76㎡（12.6m*12.6m），爆破開挖深度1.8米，單個(gè)承臺(tái)爆破量為285.77m3；預(yù)計(jì)爆破總方量約2200 m3。

2、爆破特點(diǎn)及施工方案選擇

2、1工程特點(diǎn)

（1）爆破后，達(dá)到承臺(tái)設(shè)計(jì)面積，和已灌注成型樁基面平，減少圍巖擾動(dòng)，因此必須采取控制爆破，分層爆破施工，增大了爆破技術(shù)難度。

（2）施工范圍約200㎡，施工場(chǎng)地狹窄，工作環(huán)境條件差，清渣速度將影響施工進(jìn)度。

（3）為減少爆破振動(dòng)對(duì)圍堰、和鋼架橋的影響，采取多打眼少裝藥松動(dòng)爆破技術(shù)或在開挖邊界線上布置單排減振孔。

（4）橋面施工人員復(fù)雜，安全防護(hù)工作任務(wù)量大，加強(qiáng)爆破警戒，杜絕安全事故發(fā)生。

2、2爆破關(guān)鍵技術(shù)

準(zhǔn)確定位、精確鉆孔、裝藥到位、一次爆破。

2、3爆破方案選擇

根據(jù)爆破工程特點(diǎn)，在承臺(tái)東側(cè)先開挖段溝，然后選擇采用城鎮(zhèn)淺孔控制爆破、多層松動(dòng)爆破1～2次爆破成型方案。

3、爆破參數(shù)選擇與裝藥量計(jì)算

3、1布孔方式

布孔方式采用梅花形布孔；爆破以垂直炮孔為主，個(gè)別位置根據(jù)實(shí)際情況采用傾斜孔，自上而下分層爆破開挖。

圖4-1 炮孔布置示意圖

3、2爆破參數(shù)的選擇

（1）鉆孔直徑的選擇

由于為圍堰作業(yè)，工作環(huán)境復(fù)雜，故采用小型鉆機(jī)或地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，故鉆孔直徑D=42mm。

（2）臺(tái)階高度H選擇

本次爆破采取1～2次爆破清挖到底，臺(tái)階高度由河道地形確定，H=0～2m。

（3）超鉆深度h的選擇

為了保證爆破不留根坎，取h=0.3～0.5m，受軟硬夾層影響，底部為沙或軟層時(shí)取負(fù)超挖，視實(shí)際情況而定。一般藥包裝在堅(jiān)硬需爆破巖層的中部。

（4）底板抵抗線W1的確定

為了保證爆破效果，減少爆破振動(dòng)對(duì)樁基的影響，取w1=0.6～0.8m。

（5）孔距a和排距b的選擇

一般取孔距0.8～1.2m，本次爆破a=1.2m；

一般取排距0.6～1m，本次爆破b=0.8m。

（6）孔深L的選擇

孔深L等于臺(tái)階高度H加上超鉆深度h（h有正負(fù)值），灰?guī)r等硬層取+0.5m，沙和粘土層取-0.5m。

L=H+h

（7）裝藥長(zhǎng)度L1根據(jù)裝藥量確定

（8）填塞長(zhǎng)度L2取值>0.6m。

（9）炸藥單耗量q的選擇

本次爆破巖石為砂巖，取值q=0.4kg/m3。

4、施工工藝

4、施工工藝

（1）鉆孔 本工程擬投入3臺(tái)氣腿式鑿巖機(jī)。開鉆前，將巖石表面覆蓋層和松散的風(fēng)化層清除，根據(jù)爆破設(shè)計(jì)，在巖石上放出炮孔位置，并用紅油漆標(biāo)記，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員復(fù)核后開鉆。注意：本工程設(shè)計(jì)為垂直向下鉆孔，除保證鉆孔深度和直徑外，還應(yīng)保證垂直度。

（2）清孔 鉆孔完成后，應(yīng)孔中石粉清除干凈，并檢查孔徑、孔深、垂直度，還應(yīng)再次測(cè)量炮孔位置。無(wú)誤后，將炮孔用防水材料覆蓋，防止異物和水進(jìn)入。

（3）裝藥 ①裝藥前應(yīng)詳細(xì)檢查炮眼的位置、深度、方向、潮濕情況，并準(zhǔn)備好所需要的炸藥，起爆器材，填塞材料。②本工程中炮眼垂直向下，根據(jù)實(shí)際情況，可裝散裝炸藥，也可以用袋裝炸藥（藥卷）。散裝炸藥應(yīng)分批裝入，用炮棍輕輕搗緊，待裝完全部炸藥量的80%～85%以后，即裝入起爆藥卷，然后再裝入剩余部分。在裝入起爆藥卷之后不應(yīng)再擠壓炸藥，以免撞擊雷管，引起爆炸危險(xiǎn)。

（4）堵塞 裝藥完后，立即進(jìn)行堵塞。堵塞時(shí)應(yīng)選用較好的堵塞材料，如粘土和加砂混合物，除此之外，干砂土、小石屑、水泥、紙袋均可。堵塞時(shí)，最初裝入的堵塞物（最好在炸藥與堵塞物之間用廢水泥袋紙隔開），不可用力擠壓；以后裝入的用炮棍輕輕搗緊，到炮口附近的填塞物，則需用力的搗緊。在堵塞過(guò)程中，要注意保護(hù)雷管的電線。注意：堵塞狀況要求達(dá)到良好。

5、起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)

5、1設(shè)計(jì)原則

（1）、起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)必須能夠保證每個(gè)藥包能夠按設(shè)計(jì)順序時(shí)差安全起爆。

（2）、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要規(guī)格化，便于操作，防止漏聯(lián)或錯(cuò)聯(lián)。

6、爆破安全距離計(jì)算

6、1爆破地震波安全距離要求

爆破地震波安全要求，單響起爆最大裝藥量采用下式計(jì)算：

Qmax=R3（V/K）3/a

式中：V—允許的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的震動(dòng)速度，cm/s，；

R—爆源至被保護(hù)物的距離，m

K—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，中硬巖取K=150～250，軟巖取250～350

K取150

a—經(jīng)驗(yàn)指數(shù)，1.3～2.0 a取1.8。

根據(jù)本工程地質(zhì)巖性、待保護(hù)物結(jié)構(gòu)特征，K取90，R=6M，以新澆大體積混凝土允許的地面質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)速度V=12cm/s計(jì)算，則允許單段最大爆破藥量為7.5kg，一起最大起爆藥量不超過(guò)10排50～60個(gè)炮孔共計(jì)30～36kg，單段起爆不超過(guò)3.6㎏。

具體實(shí)施時(shí)，必須嚴(yán)格控制單孔裝藥量，

6、2爆破個(gè)別飛散物安全距離要求

根據(jù)瑞典德湯尼克研究基金會(huì)對(duì)露天臺(tái)階爆破的飛石問(wèn)題進(jìn)行研究，提出下面的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估算臺(tái)階爆破的飛石距離：

Rf =（15～16）d

式中：Rf——飛石的飛散距離，m；

d——炮孔直徑，cm；