淺談金角大橋橋墩承臺基坑爆破設計

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基坑工程爆破特點及周圍環境，并對工程爆破參數選擇與裝藥量計算、起爆網路設計及爆破安全距離計算進行了簡要的闡述，可供參考！

關鍵詞：基坑爆破；參數選擇；裝藥量計算；起爆網路；安全距離

1、工程概況

蘭溪市金角大橋橋墩承臺基坑爆破工程項目東接城東凱旋路，西接城西金角路，全長1580米，其中橋長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，江面下游流域無任何構筑物。建設同步實施照明、電力、電信等附屬工程。目前樁基、雙壁鋼圍堰已經全部施工完成，其中13#、14#、19#號圍堰長45m、寬25.3m圍堰體自身寬度1m，15#～18#圍堰長45m、寬31.3m圍堰體自身寬度1m。橋墩下部有強風化、中風化巖層，本次爆破對象主要為13#-19#墩承臺中風化巖層段，淤泥和強風化采取機械開挖。13#、14#、19#號承臺結構相同，以13#南側承臺為例。該承臺北側2米處為鋼棧橋、南側兩米處圍堰鋼模型、東西兩側6米處均為圍堰體鋼模型，該承臺開挖面積為76.88㎡（6.2m*12.4m），爆破開挖深度2m，單個承臺爆破量為153.76m3，巖石為中風化粉砂（礫）巖。15#～18#承臺以15#南側承臺為例，承臺北側2米為鋼棧橋、南側2米為圍堰鋼模型、東西兩側6米處為圍堰鋼模型，該承臺開挖面積158.76㎡（12.6m*12.6m），爆破開挖深度1.8米，單個承臺爆破量為285.77m3；預計爆破總方量約2200 m3。

2、爆破特點及施工方案選擇

2、1工程特點

（1）爆破后，達到承臺設計面積，和已灌注成型樁基面平，減少圍巖擾動，因此必須采取控制爆破，分層爆破施工，增大了爆破技術難度。

（2）施工范圍約200㎡，施工場地狹窄，工作環境條件差，清渣速度將影響施工進度。

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

（4）橋面施工人員復雜，安全防護工作任務量大，加強爆破警戒，杜絕安全事故發生。

2、2爆破關鍵技術

準確定位、精確鉆孔、裝藥到位、一次爆破。

2、3爆破方案選擇

根據爆破工程特點，在承臺東側先開挖段溝，然后選擇采用城鎮淺孔控制爆破、多層松動爆破1～2次爆破成型方案。

3、爆破參數選擇與裝藥量計算

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，個別位置根據實際情況采用傾斜孔，自上而下分層爆破開挖。

圖4-1 炮孔布置示意圖

3、2爆破參數的選擇

（1）鉆孔直徑的選擇

由于為圍堰作業，工作環境復雜，故采用小型鉆機或地質鉆機鉆孔，故鉆孔直徑D=42mm。

（2）臺階高度H選擇

本次爆破采取1～2次爆破清挖到底，臺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，底部為沙或軟層時取負超挖，視實際情況而定。一般藥包裝在堅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，減少爆破振動對樁基的影響，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等于臺階高度H加上超鉆深度h（h有正負值），灰巖等硬層取+0.5m，沙和粘土層取-0.5m。

L=H+h

（7）裝藥長度L1根據裝藥量確定

（8）填塞長度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臺氣腿式鑿巖機。開鉆前，將巖石表面覆蓋層和松散的風化層清除，根據爆破設計，在巖石上放出炮孔位置，并用紅油漆標記，現場技術員復核后開鉆。注意：本工程設計為垂直向下鉆孔，除保證鉆孔深度和直徑外，還應保證垂直度。

（2）清孔 鉆孔完成后，應孔中石粉清除干凈，并檢查孔徑、孔深、垂直度，還應再次測量炮孔位置。無誤后，將炮孔用防水材料覆蓋，防止異物和水進入。

（3）裝藥 ①裝藥前應詳細檢查炮眼的位置、深度、方向、潮濕情況，并準備好所需要的炸藥，起爆器材，填塞材料。②本工程中炮眼垂直向下，根據實際情況，可裝散裝炸藥，也可以用袋裝炸藥（藥卷）。散裝炸藥應分批裝入，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再擠壓炸藥，以免撞擊雷管，引起爆炸危險。

（4）堵塞 裝藥完后，立即進行堵塞。堵塞時應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，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。在堵塞過程中，要注意保護雷管的電線。注意：堵塞狀況要求達到良好。

5、起爆網路設計

5、1設計原則

（1）、起爆網絡設計必須能夠保證每個藥包能夠按設計順序時差安全起爆。

（2）、網絡設計要規格化，便于操作，防止漏聯或錯聯。

6、爆破安全距離計算

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算：

Qmax=R3（V/K）3/a

式中：V—允許的介質質點的震動速度，cm/s，；

R—爆源至被保護物的距離，m

K—經驗系數，中硬巖取K=150～250，軟巖取250～350

K取150

a—經驗指數，1.3～2.0 a取1.8。

根據本工程地質巖性、待保護物結構特征，K取90，R=6M，以新澆大體積混凝土允許的地面質點震動速度V=12cm/s計算，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10排50～60個炮孔共計30～36kg，單段起爆不超過3.6㎏。

具體實施時，必須嚴格控制單孔裝藥量，

6、2爆破個別飛散物安全距離要求

根據瑞典德湯尼克研究基金會對露天臺階爆破的飛石問題進行研究，提出下面的經驗公式來估算臺階爆破的飛石距離：

Rf =（15～16）d

式中：Rf——飛石的飛散距離，m；

d——炮孔直徑，cm；