某特大桥深桩井爆破设计与施工

汪小艳，马新涛

（1重庆市爆破工程建设有限责任公司，重庆400020；2陕西红旗民爆集团股份有限公司，陕西宝鸡721013）

某特大桥深桩井爆破设计与施工

汪小艳1，马新涛2

（1重庆市爆破工程建设有限责任公司，重庆400020；2陕西红旗民爆集团股份有限公司，陕西宝鸡721013）

该文介绍了在通电高压线和大型构筑物附近某大桥深桩井爆破工程的爆破设计思路、参数设计和施工过程。按照安全施工的要求对该爆破工程进行爆破参数和施工设计，通过对爆破效果统计分析，确定相关参数和施工工艺。

桩井爆破；参数设计；起爆网络；施工管理

1 桩基爆破工程概述

近年来，中西部基础设施建设工程大规模开展，特别是各种铁路公路水利等特大桥梁的开工建设使得桥梁桩井爆破工程增多。桩井爆破工程往往是处在地质条件复杂、工况恶劣的环境下，而且工程劳动强度大、工期紧、机械化操作程度低等。故对桩基基础爆破工艺的研究重在总结施工经验、提高桩基基础爆破施工效率、改善施工条件和提高桩井工程质量。目前桩基爆破工程多采用人工挖孔爆破的方式开挖至岩石层，而桩基工程一般工期短，施工质量要求高，地质环境复杂等因素，造成施工难度加大，施工成本升高[1]。本文主要对某运煤专线特大桥桩基基础爆破工程的设计与施工进行总结，并针对爆破施工效率、安全、环境影响等问题进行必要的分析和探讨。

2 爆破设计技术要求及方案

2.1 技术要求

（1）爆区上方有东西方向高压输电线，距离爆区35m处为水泥厂钢混结构原料运输廊道和工棚。爆破时必须做相应的防护，防止飞石造成危害。

（2）爆区内有15个桩井需要进行爆破开挖，桩井间距2.5～3m，爆破设计必须考虑相邻井之间爆破振动的影响，桩井护壁要做加强处理。爆破设计前，应确定出合理的爆破安全振动速度[v]的值，若[v]值取得过大，爆破可能会对运输廊道和相邻井壁造成影响；若[v]值取得过小，由于运输廊道和高压输电线的距离很小，会很大程度地限制爆破作用发挥，不仅严重影响施工进度，也会造成不必要的浪费[2]。

（3）小直径桩井爆破夹制作用很大，掏槽爆破质量决定着每一循环的炮孔利用率，直接影响炮孔利用率，所以应确定合理的掏槽方式。

（4）桩井设计深度30～35m，平均深度33m，属于超深桩井，每一循环爆破施工必须做好上一循环的护壁，以及加强施工人员的防护，减少炮烟及井口碎石对工作人员的危害。

（5）桩井处于河道，又属于超深井，为防止井底出水影响施工，爆破作业应做好防水措施。

2.2 爆破参数设计

根据本工程的特点和现场实际情况，决定采用人工配合爆破作业成孔。由于人工挖孔桩入岩爆破施工时自由面狭小、作业面较深、岩石的夹制力较大，中风化层以上地段成孔时受流沙、流泥的影响，有些地段护壁质量较差抗震能力小，所以孔桩入岩爆破宜采用小直径浅孔微差爆破。本次特大桥桩井直径为2m，爆破开挖直径2350mm，护壁厚度170mm。井口高出基底300～500mm。

2.2.1 炮孔深度和炮孔直径

小断面桩井爆破宜选用手持式凿岩机钻孔，钻孔直径42mm[3]。中心钻垂直空孔，孔深1.2m，孔底装药200g，延时掏槽孔25ms～50ms起爆。直孔掏槽，掏槽孔圈距0.35m，孔深掏槽设计为1.1m；直径40～42mm，每孔装药量600g。在距中心0.75m处的圆周上布置一圈辅助孔，布孔数为10个，孔深为1.0m，装药量400g。在距中心1.10m处的外圆周上布置一圈周边孔，孔数共16个，孔深1.0m。为了便于钻孔，周边孔略向外倾斜，孔底偏出桩井轮廓线0.05m，装药量400g（表1、图1）。

表1 爆破参数设计表

图1 炮孔布置示意图

2.2.2 起爆网络

工期处于多雷电季节且周围环境复杂，宜采用非电起爆系统。为了控制爆破可能在桩井周边岩石上产生新的裂纹及影响桩基井壁稳定，起爆网路采用导爆管雷管排间微差起爆技术。这里网路连接方法如下：孔内排间微差，同圈采用同一段位导爆管雷管，不同圈孔采用不同段位的导爆管雷管，每孔圆周上爆破时间隔应在75～125ms。即：掏槽孔采用第3段毫秒延期导爆管雷管；中间空孔装200g药，用5段毫秒延期雷管引发；辅助孔采用第7段毫秒延期导爆管雷管，周边孔采用第11段毫秒延期导爆管雷管。孔外用瞬发电雷管来激发起爆网路[4]。

3 爆破方案设计优化

对上述设计参数优化，为确保设计参数科学合理，对1～5#井进行多次试炮。试炮时各参数严格按照设计执行。试炮爆破效果统计见表2。

表2 爆破效果统计表

试炮结果表明爆破参数设计合理，炮孔利用率达到85%以上，达到设计预期目标。但是由于施工过程及每口井实际状况稍有偏差，爆破效果有差异。在后期施工过程中要求严格按照设计文件施工，确保顺利完工。

4 爆破施工及安全技术措施

4.1 飞石防护

为了防止爆破飞石，每个井筒在装药后，井口应采取如下覆盖方法：井口盖钢筋网，网目5cm×10 cm；钢筋网上压1～2层沙土袋，不留空隙。通过观察，此方法有效防止爆破飞石飞出井口。

4.2 爆破震动及安全距离

根据《爆破安全规程》(GB6722-2003)及国内外研究成果，我国爆破振动传播与衰减规律一般采用下式进行计算[5]。

式中：

R—爆破震动安全允许距离，m；

Qm—单段爆破最大药量，kg；

V—保护对象所在地质点振动安全允许速度，cm/s；

K、α—与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。

爆破安全规程对主要类型的建筑物或构筑物地面指点的安全振速做了规定。水泥厂输送廊道距离爆区35m，安全振速为4.2～5.0cm/s。K取150，α取值1.5，以4.2 cm/s的震动速度计算单段爆破药量Qm为32kg。单段同时爆破可满足最大6口井同时起爆。在爆破过程中，未对高压输电线、原料运输廊道、相邻井壁及周围环境未造成影响，爆破振动影响可控。

4.3 炮烟排放

爆破后通过空气压缩机高压风管向井底吹风，直到桩井中跑烟散尽方可进入工作面，排烟时间不得少于20min。

4.4 爆破施工

桩井开挖爆破工作面多，作业人员繁杂，工地现场必须有严格的施工组织和管理。工地要设立现场指挥部，专职爆破技术人员、爆破器材管理人员和安全员。现场总指挥全面负责工地施工组织、人员调度和爆破时间安排。爆破技术人员负责爆破施工技术并监督安全和质量，如发现安全隐患，有权立即停止爆破作业并及时组织人员进行排除。爆破器材管理员要严格爆破器材发放和回收手续，做到定井定量。安全员协调爆破技术员具体检查监督爆破作业安全，布置并检查爆破警戒。起爆工作由爆破员专人进行。施工程序简要描述如下：

钻孔：按照设计要求清理平整作业面，在作业面上按照图纸设计要求人工钻孔，完成钻孔工作后用塑料编织袋封住孔口，钻孔人员乘卷扬机撤离。

装药：爆破技术人员由卷扬机送至工作面，按照设计药量，给相应孔装入乳化炸药，用竹质炮棍将乳化炸药塞入孔中。

联网：将伸出炮孔的导爆管用电雷管连接好，挂在井壁，井外用网络连接线连接电雷管脚线并与爆破母线连接，完成联网，检测校验爆破网络连接。

起爆：完成爆破网络铺设与检查，所有人员撤离爆区，分别发出预警信号、起爆信号和解除警报，待炮烟散尽后方可进入炮区查看爆破效果。

清渣：炮烟散尽后，工人下入井底查看爆后情况，无异常情况方可清理爆破渣石。渣石出井用卷扬机运送，工人井下工作时携带安全绳。

5 爆破效果及结论

由于工期比较紧迫，设计每天上午8:00-10:00，下午16: 00-18:00放炮一次，每次同时爆破5口桩井。工程历时2个半月，完成15口深桩井爆破工程。爆破后爆渣松散，块度一般小于20cm，桩井围岩井壁较为平稳稳固，护臂机构安全稳定。全部桩井爆破掘进的平均炮孔利用率达到90%。高压输电线路和石料运输通道均未受到破坏。相邻井之间爆破震动在可承受范围内，爆破施工完成后，桩井未出现明显质量问题，深度和直径达到设计要求，按时完成了工程任务。计划施工时间为75d，实际耗费时间70d。周围建构筑物爆破震动控制在2.6cm/ s，符合设计要求和实际安全控制。

[1]刘殿书.中国爆破新技术Ⅱ[M].北京：冶金工业出版社，2008(10).

[2]肖志武，吴克刚，马海鹏,等.复杂条件下桩井控制爆破的危害及防护措施[J].采矿技术，2009,9（5）：91-107.

[3]王旭光.爆破手册[M].北京：冶金工业出版社，2010 (10).

[4]王旭光.爆破设计与施工[M].北京：冶金工业出版社，2011(5).

[5]周信，周思远.通电高压线下桩井控制爆破技术设计[J].爆破，2010，27（4）：55-58.

责任编辑：孙苏，李红

《建筑施工安全技术统一规范》等被批准为国家标准

日前住房和城乡建设部发出公告，批准《建筑施工安全技术统一规范》为国家标准，编号为GB 50870-2013，其中，第5.2.1.7.2.2条为强制性条文，必须严格执行。批准《建设工程监理规范》为国家标准，编号为GB 50319-2013，原国家标准《建设工程监理规范》(GB 50319-2000)同时废止。该两项标准均自2014年3月1日起实施。

另外，批准《建筑防水工程现场检测技术规范》为行业标准，编号为JGJ299-2013；批准《高强混凝土强度检测技术规程》为行业标准，编号为JGJ/T 294-2013；批准《高抛免振捣混凝土应用技术规程》为行业标准，编号为JGJ／T 296-2013；批准《住宅室内防水工程技术规范》为行业标准，编号为JGJ 298-2013，其中，第4.1.2，5.2.1，5.2.4，7-3.6条为强制性条文，必须严格执行。该四项行业标准均自2013年12月1日起实施。

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

汪小艳（1985-），男，重庆人，本科，助理工程师，主要从事爆破工程施工管理和爆破器材研究。