市政景觀橋主墩水下爆破施工技術研究

張岳飛

中鐵十六局集團第四工程有限公司

市政景觀橋主墩水下爆破施工技術研究

張岳飛

中鐵十六局集團第四工程有限公司

隨著我國基礎建設的快速發展，市政工程逐漸向復雜地區中修建。而橋梁作為市政工程的關鍵，對其施工提出更高的要求。本文以螞蝗沖清水河大橋作為工程背景，對橋墩中水下爆破施工方案以及施工技術進行深入研究，希望為今后水下爆破施工技術在橋墩中的應用提供一定的參考。

市政景觀橋；主墩；水下爆破

1 工程概況

濱江小馬路項目位于都勻市，起點為都勻市小圍寨海咬村，終點為都勻經濟開發區新寨附近，為都勻老城區連接火車東站的主要道路，其中的螞蝗沖清水河大橋（BK9+074.5，景觀橋）為該道路工程的關鍵性工程，擬建橋梁里程樁號范圍為：BK8+948.5～BK9+200.5，橋梁設計總長度為252.0m，橋寬18.9x2m。

橋梁上部結構為懸澆預應力砼連續箱梁（第一聯，48m+85m+48m）+裝配式預應力后張法鋼筋混凝土簡支小箱梁（第二聯，2x30m）。下部結構：墩及基礎為實體柱式墩、三柱式墩、樁基礎，臺及基礎為樁帽式臺、肋板臺、樁基礎。

2 施工方案選擇

根據該工程特點及施工要求，對2號橋墩決定采取以下總體施工方案：2號橋墩嵌巖承臺石方采用水下鉆孔微差松動爆破施工方法，而橋樁基石方開挖則在承臺爆破開挖后采用沖擊鉆機械成孔方式[2]。

2號墩承臺為嵌巖承臺，爆破范圍為承臺外延4m范圍（承臺施工操作空間2米+鋼圍堰厚度+外側預留寬度2米），采用水下毫秒分段爆破工藝實施，爆破面底標高為714.45m（承臺底標高716.45-2m厚的封底混凝土），爆破范圍示意圖如圖1所示：

圖1 爆破范圍平面示意圖

表1 水下爆破計算單

由于水下爆破方量約為4480m3，為滿足工程施工要求，選用75KW空壓機一臺、高風壓液壓潛孔鉆機三臺。清渣采用1臺小松360長臂挖掘機掏渣并在岸邊集中堆放，再利用2臺CT360挖掘機裝車，運至岸邊后裝車運到棄渣場。水下爆破方量如表1所示。

3 施工方法

3.1 定位

施暴范圍及鉆孔設點采用全站儀進行測量，水面定位則通過纖繩及浮標。根據定位區域搭設鉆孔平臺，平臺搭設時，全站儀應當隨時進行跟蹤定位，同時對浮標進行觀察其是否發生偏斜[3]。鉆孔平臺利用鋼管支架搭設，鋼管橫向間距0.8m，縱向間距1m，水平單排間距1m。平臺頂部鋪設5×20cm木板，木板頂鋪竹膠板作為施工通道使用，竹膠板頂面間隔釘設5×5cm木條防滑。定位偏差不得大于30cm。完成鉆孔平臺的搭設后，在鋼管下層水平焊接鋼筋定位標，利用定位標拉十字樁精準定位復核鉆孔孔位。

3.2 鉆孔

鉆孔采用風壓潛孔鉆，孔徑設為90～100mm,鉆頭在套管內旋轉沖擊鉆孔，為保證爆破底面標高符合要求，鉆孔深度超鉆0.5m～1.0m。

為保證鉆孔過程孔位順直、無偏斜，設計爆破孔位位置安設直徑10cm鋼管作為定位管道，鋼管外側利用U型鋼筋固定于鉆孔平臺立柱鋼管。

3.3 裝藥

打好所有炮孔后，拔出鉆桿時，通過套管往孔內插入一根塑料軟管，然后拔出套管。塑料軟管將炮孔連接到水面之上，在正式裝藥時通過塑料軟管將藥柱及起爆體裝入孔內，并用炮棍將炸藥捅實，確保裝藥質量。

3.4 堵孔

水深大于6m的可不需堵塞；水深大于4m小于6m的，堵塞長度取0.8～1.5m；水深大于2m小于4m的，孔口堵塞長度取1.5～2.5m。水深小于2m時，應按陸地露天爆破選取的堵塞長度大于孔徑的25倍。由于本工程水深不大且與岸邊電站廠房較近，除較遠區域水深在4米以上堵孔長度可在1m左右外，其余位置炮孔必須確保堵塞質量和堵塞長度。

4 爆破器材及參數的選擇

4.1 爆破器材的選擇

⑴起爆器材。采用3段、5段、15段非電毫秒延期導爆管雷管和導爆索組成非電微差混合起爆系統。為確保精度，也可采用數碼電子雷管和導爆索及少量導爆管雷管組成系統。

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⑵炸藥。炸藥選用乳化炸藥。炸藥直徑70mm，藥卷長度0.35m。該炸藥具有爆速快、爆力強、猛度高，抗水性能強、安全性能好等特點，適合于水下鉆孔爆破。

4.2 爆破參數的選擇

⑴鉆孔方式及孔徑。一般采用垂直鉆孔方式，由于爆破距岸邊房屋較近，且巖石較硬，鉆孔孔徑不宜太大，本工程鉆孔孔徑取90mm。

⑵炮孔布置方式。為加快施工進度和確保爆破后巖體破碎均勻且塊度較小，該工程采用梅花形布孔方式進行施工。

⑶炸藥單耗。根據我單位水下爆破施工經驗，水下爆破的炸藥單耗一般取q=1.0～1.5Kg/m3。本工程對水深2m以上區域炮孔裝藥單耗按1.1～1.3Kg/m3考慮，對水深2m以下區域炮孔裝藥單耗按0.5Kg/m3考慮。根據試爆后情況，對以上炸藥單耗可適當進行調整。

⑷堵塞長度。除水深小于6m的區域必須進行填塞堵孔，其他水深較深區域不堵孔。

水深大于4m小于6m的，堵塞長度取0.8～1.5m；水深大于2m小于4m的，孔口堵塞長度取1.5～2.5m。水深小于2m時，應按陸地露天爆破選取的堵塞長度大于孔徑的25倍。

⑸裝藥結構。本工程選用φ70mm的乳化藥柱進行裝藥。裝藥結構采用兩種形式，一種是連續裝藥結構形式；當單孔藥量超過設計的最大段藥量時，則對該炮孔采用中間填砂間隔裝藥結構形式，實施孔內分段延時起爆的目的。

⑹爆破網路。水下爆破共打25排孔，每排7～8個孔起爆，根據爆破器材種類設計兩種起爆方案：

a.采用孔外延時非電微差逐孔起爆網路：主要采用3段、5段和15段3種段別雷管分段逐孔微差延期起爆，3段、5段為孔外（水面以上）逐孔網路傳送延期雷管，即：每孔間采用3段作進行延期傳送，15段為孔內總延期控制雷管，起爆順序采用逐孔逐排起爆方式，按排序編號順序起爆。每排逐孔起爆完畢后，后排依秩起爆，排間用5段搭接。當孔外（地面）雷管腳線聯結長度不夠時，采用四通器材作網路聯接件（亦可用1段代替）。地面網路要求雷管反綁，即雷管尾的聚能穴與傳爆方向相反，最后采用擊發針起爆。（圖2非電微差逐孔起爆網路聯接示意圖）

b.推薦采用數碼雷管—導爆索非電微差逐孔起爆網路：由于本次爆破的炮孔均在水面以下，炸藥入孔難度較大，操作不慎易造成拒爆或半爆，故各炮孔內在單孔藥量滿足安全要求條件下盡量采用導爆索直接捆綁藥卷入孔，孔外按設計的最大段藥量要求把各排炮孔分組用導爆索并聯，再與數碼雷管連接，通過編碼器設定各排各孔延時時間，到達精確起爆效果。雷管延時時間設定為25-50ms。孔內分段雷管上部裝3段，下部裝5段。

5 結束語

通過分析水下爆破施工技術在實際工程中的應用，發現該施工可控制在設計范圍內，未對周邊建筑物造成影響，同時施工質量相對較高，可以滿足橋墩的施工要求。

[1] 齊世福,李尚海,胡良孝.松花江舊鐵路大橋橋墩的水下爆破拆除[J].工程爆破,2004(1):26～29.

[2] 張波.探究舊鐵路大橋橋墩的水下爆破拆除分析[J].科技與企業,2012(12):226.

[3] 楊帆.水下控制爆破在主橋墩鋼圍堰施工中的應用[J].鐵道標準設計,2007(9):35～37.

姓名：張岳飛，性別：男，籍貫：內蒙烏拉特，民族：漢族，出生：1981年2月，職稱：工程師，學歷：本科，研究方向：市政工程施工。