紧邻现状桥梁钻孔灌注桩水下爆破技术研究

程道财，于怀磊

（中交第二航务工程局有限公司第六工程分公司，武汉430000）

1 工程概况

岱家山大桥主桥承台最外侧距现状通行桥梁岱山二桥9m，主桥承台钻孔灌注桩已全部施工完成，钻孔灌注桩外侧被混凝土包裹。通过水下探摸等方式确定混凝土包裹范围，为确保后续承台施工钢围堰顺利下放，采用水下爆破对混凝土进行清除。

2 工程重难点

本工程重点和难点内容主要包括：

1）水下爆破周边环境复杂，距现状桥梁距离近，爆破振动和水击波不能对岱山二桥产生破坏影响；

2）待爆破物包裹在钻孔灌注桩外侧，不能对灌注桩产生破坏影响。

3 总体爆破方案

采用微差起爆（数码电子雷管逐孔起爆），控制爆破振动对周边构筑物的影响；对现有灌注桩的保护，采用由外及里，靠近钻孔灌注桩附近采用光面爆破的方法，控制爆破对灌注桩的影响。

4 爆破方案设计

4.1 炮孔布置

本工程水下爆破主要目的是为承台钢围堰施工提供前提条件。所以，围堰内混凝土必须全部破碎清除，而围堰外侧混凝土可以不必清除，如图1 所示，承台边线外侧1m 范围内爆破开槽，开槽宽度1.5～2.0m。

为了确保爆破应力波不对灌注桩产生破坏影响，炮孔布置距灌注桩钢护筒不小于50cm，利用钻孔桩钢护筒与包裹混凝土之间施工缝自动破裂破碎。

4.2 炮孔参数

跑孔孔径110mm，间距1.0mm×1.0mm, 单孔药量控制在1.6～2.0kg。 炮孔布置及炮孔参数详见图1。

图1 炮孔布置平面示意图

4.3 起爆网络

本次爆破分2 次起爆，第一次：抽槽爆破一次性起爆，主要目的是形成一个临空面；第二次：在爆破参数及起爆网络确认后，所有炮孔一次起爆。

起爆雷管采用电子数码雷管逐孔起爆，为保证起爆质量，每个炮孔采用双发雷管进行微差起爆。微差原则是，先靠近临空面的炮孔先爆，符合光面爆破的原则[1]。

灌注桩外侧炮孔起爆顺序由两侧向中间起爆，灌注桩内侧炮孔由江岸侧向黄陂侧逐排起爆，每排起爆顺序由两侧向中间起爆[2]。

5 爆破安全校核与防护

本工程爆破有害效应主要为爆破振动、爆炸水击波对岱家山二桥的振动影响，爆炸应力波对既有灌注桩的影响。

5.1 水击波影响

根据GB 6722—2014《爆破安全规程》相关规定及我国水下爆破实验研究中积累的大量有关水下冲击波物理参数实验数据，并归纳成广泛应用的经验公式，水下冲击波峰值压力计算公式为：

式中，K为实验参数；Q为装药量，kg；R为距爆源的距离，m；α为压力衰减系数。对于水下爆破常用工业炸药，K和α 的取值如表1 所示。

5.1.1 水击波对岱家山二桥桥墩影响

根据表1 的推荐结果，本工程与铁科院水下群孔爆破相似，因此，取值，K=3.04，α=1.45，由于采用逐孔爆破，Qmax=2.4kg，R=9m，代入式（1）得：

Pm=0.191Pa，小于岱家山二桥桥墩混凝土极限抗压强度，结构安全。

表1 水下冲击波峰值压力系数

5.1.2 水击波对灌注桩钢护筒影响

取值：K=3.04，α=1.45，由于采用逐孔爆破，Qmax=0.8kg，R=0.5m，代入式（1）得Pm=0.22Pa，小于灌注桩钢护筒限抗压强度，结构安全。

5.2 爆破振动影响

参照GB 6722—2014《爆破安全规程》本工程爆破属于水下深孔爆破，则爆破振动对现状桥梁的控制标准，取其安全允许振动振速为:[V]=5cm/s。根据GB 6722—2014《爆破安全规程》，爆破振动安全允许距离计算公式为：

取值：Qmax=2.4kg，R=9m，K=80，α=1.5，代入式（2）得振速：V=4.64cm/s＜[V]=5cm/s，结构安全[3]。

6 结语

通过对现场的全面了解及爆破方案的严谨设计，采用“小规模、密打孔、少装药、间隔微差”爆破技术。施工过程中严格控制，达到了预期效果，爆破产生的冲击波和振动对现状桥梁及钻孔灌注桩影响均在可控范围内，总体控制爆破较为成功，对其他类似工程可提供借鉴意义。