某特大橋深樁井爆破設計與施工

汪小艷，馬新濤

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

某特大橋深樁井爆破設計與施工

汪小艷1，馬新濤2

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

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

樁井爆破；參數設計；起爆網絡；施工管理

1 樁基爆破工程概述

近年來，中西部基礎設施建設工程大規模開展，特別是各種鐵路公路水利等特大橋梁的開工建設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條件復雜、工況惡劣的環境下，而且工程勞動強度大、工期緊、機械化操作程度低等。故對樁基基礎爆破工藝的研究重在總結施工經驗、提高樁基基礎爆破施工效率、改善施工條件和提高樁井工程質量。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，施工質量要求高，地質環境復雜等因素，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爆破工程的設計與施工進行總結，并針對爆破施工效率、安全、環境影響等問題進行必要的分析和探討。

2 爆破設計技術要求及方案

2.1 技術要求

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

（2）爆區內有15個樁井需要進行爆破開挖，樁井間距2.5～3m，爆破設計必須考慮相鄰井之間爆破振動的影響，樁井護壁要做加強處理。爆破設計前，應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揮，不僅嚴重影響施工進度，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，掏槽爆破質量決定著每一循環的炮孔利用率，直接影響炮孔利用率，所以應確定合理的掏槽方式。

（4）樁井設計深度30～35m，平均深度33m，屬于超深樁井，每一循環爆破施工必須做好上一循環的護壁，以及加強施工人員的防護，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，爆破作業應做好防水措施。

2.2 爆破參數設計

根據本工程的特點和現場實際情況，決定采用人工配合爆破作業成孔。由于人工挖孔樁入巖爆破施工時自由面狹小、作業面較深、巖石的夾制力較大，中風化層以上地段成孔時受流沙、流泥的影響，有些地段護壁質量較差抗震能力小，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 爆破參數設計表

圖1 炮孔布置示意圖

2.2.2 起爆網絡

工期處于多雷電季節且周圍環境復雜，宜采用非電起爆系統。為了控制爆破可能在樁井周邊巖石上產生新的裂紋及影響樁基井壁穩定，起爆網路采用導爆管雷管排間微差起爆技術。這里網路連接方法如下：孔內排間微差，同圈采用同一段位導爆管雷管，不同圈孔采用不同段位的導爆管雷管，每孔圓周上爆破時間隔應在75～125ms。即：掏槽孔采用第3段毫秒延期導爆管雷管；中間空孔裝200g藥，用5段毫秒延期雷管引發；輔助孔采用第7段毫秒延期導爆管雷管，周邊孔采用第11段毫秒延期導爆管雷管。孔外用瞬發電雷管來激發起爆網路[4]。

3 爆破方案設計優化

對上述設計參數優化，為確保設計參數科學合理，對1～5#井進行多次試炮。試炮時各參數嚴格按照設計執行。試炮爆破效果統計見表2。

表2 爆破效果統計表

試炮結果表明爆破參數設計合理，炮孔利用率達到85%以上，達到設計預期目標。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格按照設計文件施工，確保順利完工。

4 爆破施工及安全技術措施

4.1 飛石防護

為了防止爆破飛石，每個井筒在裝藥后，井口應采取如下覆蓋方法：井口蓋鋼筋網，網目5cm×10 cm；鋼筋網上壓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《爆破安全規程》(GB6722-2003)及國內外研究成果，我國爆破振動傳播與衰減規律一般采用下式進行計算[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—保護對象所在地質點振動安全允許速度，cm/s；

K、α—與爆破點至計算保護對象間的地形、地質條件有關的系數和衰減指數。

爆破安全規程對主要類型的建筑物或構筑物地面指點的安全振速做了規定。水泥廠輸送廊道距離爆區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高壓風管向井底吹風，直到樁井中跑煙散盡方可進入工作面，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，作業人員繁雜，工地現場必須有嚴格的施工組織和管理。工地要設立現場指揮部，專職爆破技術人員、爆破器材管理人員和安全員?，F場總指揮全面負責工地施工組織、人員調度和爆破時間安排。爆破技術人員負責爆破施工技術并監督安全和質量，如發現安全隱患，有權立即停止爆破作業并及時組織人員進行排除。爆破器材管理員要嚴格爆破器材發放和回收手續，做到定井定量。安全員協調爆破技術員具體檢查監督爆破作業安全，布置并檢查爆破警戒。起爆工作由爆破員專人進行。施工程序簡要描述如下：

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

裝藥：爆破技術人員由卷揚機送至工作面，按照設計藥量，給相應孔裝入乳化炸藥，用竹質炮棍將乳化炸藥塞入孔中。

聯網：將伸出炮孔的導爆管用電雷管連接好，掛在井壁，井外用網絡連接線連接電雷管腳線并與爆破母線連接，完成聯網，檢測校驗爆破網絡連接。

起爆：完成爆破網絡鋪設與檢查，所有人員撤離爆區，分別發出預警信號、起爆信號和解除警報，待炮煙散盡后方可進入炮區查看爆破效果。

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。渣石出井用卷揚機運送，工人井下工作時攜帶安全繩。

5 爆破效果及結論

由于工期比較緊迫，設計每天上午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穩固，護臂機構安全穩定。全部樁井爆破掘進的平均炮孔利用率達到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，爆破施工完成后，樁井未出現明顯質量問題，深度和直徑達到設計要求，按時完成了工程任務。計劃施工時間為75d，實際耗費時間70d。周圍建構筑物爆破震動控制在2.6cm/ s，符合設計要求和實際安全控制。

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

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

[3]王旭光.爆破手冊[M].北京：冶金工業出版社，2010 (10).

[4]王旭光.爆破設計與施工[M].北京：冶金工業出版社，2011(5).

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

責任編輯：孫蘇，李紅

《建筑施工安全技術統一規范》等被批準為國家標準

日前住房和城鄉建設部發出公告，批準《建筑施工安全技術統一規范》為國家標準，編號為GB 50870-2013，其中，第5.2.1.7.2.2條為強制性條文，必須嚴格執行。批準《建設工程監理規范》為國家標準，編號為GB 50319-2013，原國家標準《建設工程監理規范》(GB 50319-2000)同時廢止。該兩項標準均自2014年3月1日起實施。

另外，批準《建筑防水工程現場檢測技術規范》為行業標準，編號為JGJ299-2013；批準《高強混凝土強度檢測技術規程》為行業標準，編號為JGJ/T 294-2013；批準《高拋免振搗混凝土應用技術規程》為行業標準，編號為JGJ／T 296-2013；批準《住宅室內防水工程技術規范》為行業標準，編號為JGJ 298-2013，其中，第4.1.2，5.2.1，5.2.4，7-3.6條為強制性條文，必須嚴格執行。該四項行業標準均自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。