1、小直径岩石基础桩井爆破技术摘要: 本文介绍了双永高速公路坑背大桥小直径基础桩井岩石爆破实践情况。通过对爆破场所周边环境、地形地貌、工程地质、水文地质等进行分析，并结合爆破操作要求制定了爆破技术方案。通过控制最大单响起爆药量，采用橡胶轮胎炮被，及时排除炮烟等措施来保证施工安全。 关键词：基础桩井；岩石爆破；爆破参数 中图分类号：TB41 文献标识码： A 文章编号： 1 工程地质及环境概况 该工程位于龙岩市永定县高陂镇富岭村境内，共八个桩基础，设计直径 1.2m，加上混凝土护壁，使爆破岩石桩孔直径增大到 1.5 m，岩石爆破工作面均在地面 8 m 以下，设计孔深 3233m。地质构造为表层为含砾
2、粉质粘土、中部为中风化灰岩、底部为微风化灰岩，部分地段有溶洞。井口 8m 以下有地下水，需用电泵抽水施工。爆破区域东侧 100m 处为国道，国道东侧为框架结构民房区。爆区东侧 90m 处有一变压器，东南面80m 处为居民区，大部分为框架结构，部分为砖混结构，西面为正在施工的路基。南面及北面 200m 范围内无民房。 2 爆破参数设计 2.1 设计原则 桥梁基础桩井爆破要求按桩径尺寸在岩层中钻孔爆破，使孔桩爆到设计深度。为了保护孔桩和护壁不受破坏，减少超爆或欠爆，保持周边岩石的完整性，采用严格控制周边界限的爆破方法。由于桩径小，爆破夹制作用大，炮孔深度取 L=0.91.0m 之间为宜3，炮孔直径
3、 d=42mm，药卷直径 32mm。因爆破工作面有大量渗水，选用抗水性能良好的乳化炸药，采用毫秒延期非电雷管并联连接的起爆网路，最后使用电雷管引爆。起爆顺序为先掏槽孔，后中心孔，最后周边孔。 2.2 孔网参数 2.1.1 炸药单耗 k 本次所爆岩石为中风化与微风化，桩井设计直径小于 1.5 m，夹制力很大。岩石坚固系数 f=68，k 值取为(1.62.4)kg/m3。 2.1.2 炮孔数量 N4 式中：N-炮孔数目； f-岩石坚固系数，f=68；S-开挖断面面积，S=1.77m2。 则 N=9.2 个，取 N=10 个。 2.1.3 炮孔排距 b 采用小直径中空直眼掏槽，中心孔与掏槽孔的间距取
4、 1520cm4，掏槽孔与周边孔的排距取 3040cm。 2.1.4 炮孔间距 a 掏槽孔布置在直径为 3040cm 的圆周上，孔间距取 2535cm，周边孔布置在直径为 100110cm 的圆周上，孔间距取 5060 cm。 2.1.5 炮孔深度 L 与连续爆破循环进尺 L0 在由于桩径小，爆破夹制作用大，炮孔深度取 L=0.91.0m 之间为宜，其中掏槽孔可超深 1020 cm。桩井开挖爆破炮孔利用率 一般可达到 0.750.85，连续爆破循环进尺 L0= (0.750.85)L3。 2.2 炮孔布置 在小孔径桩井开挖爆破中，当岩石整体性较好(非独立孤石)，工作面通常布置 910 个炮孔，
5、中心孔 1 个，掏槽孔 3 个，与水平面的夹角为 90；周边孔 56 个，沿离井壁约 1015cm 处均匀分布，与水平面的夹角为 7779。图 2 为爆破直径为 1.5 m 的中-微风化石灰岩桩井爆破开挖炮孔布置示意图。 图 2 桩井爆破开挖炮孔布置示意图 2.3 装药量计算 装药量通常按体积公式计算，先求出每次循环进尺爆破所需用总药量 Q1，即 Q=kD2L0/4=0.785 kD2 L0，再按工作面炮孔分配调整。式中，Q 为每次循环进尺爆破所需用总药量，g；k 为单位用药系数，取2.0kg/m3；D 为桩井开挖直径，取 1.5 m；L0 为每循环进尺，取 0.8 m。经计算 Q 约为 2.
6、8kg。掏槽孔装药最多，辅助孔次之，周边孔最少，其比例一般取 8:6:53。中心孔装药量取 100g；则掏槽孔装药量 qt=0.4kg；周边孔装药量 qb=0.25kg。 2.4 装药结构与起爆网路 桩井开挖爆破工作面有大量涌水，因此选用 2#岩石乳化炸药，采用连续装药结构。该炸药抗水性强，药卷成型，易于切割分装，而且威力适中。采用非电导爆管雷管并联起爆网路，连接塑料导爆管网路时要注意导爆管内不得进水或泥浆杂物。为提高爆破效果、保护护壁的稳定性，桩井开挖爆破宜用排间微差间隔起爆。中心孔采用毫秒 3 段，掏槽孔采用毫秒 1 段，周边孔间隔采用毫秒 5、6 段。起爆网路采用并联形式，电源采用电容器
7、式起爆器。 3 主要安全技术措施 3.1 严格控制爆破地震 周围建筑物距离桩井较远，受爆破地震影响较小，但爆破地震对本桩及临近桩井的护壁和已浇筑的桩芯混凝土都可能产生影响，桩井临时支护采用早期强度高、成型好的 C20 钢筋混凝土护壁，一般情况下护壁混凝土浇筑养护 12h 后，可进行爆破施工，同段起爆的最大药量不大于1200g 一般不会震坏护壁。同时不应在距离已浇筑桩芯混凝土未达到龄期的桩井 20m 范围内进行桩井爆破作业，以免震裂没有达到设计强度的桩芯混凝土。临爆前其它孔内的作业人员必须全部撤到离爆区 100m 以外的区域，并做好安全警戒工作。爆后清渣前务必仔细检查护壁情况，一旦发现护壁变形或
8、坍塌，一定要排除险情并加固支护。 3.2 防止爆破飞石 桩井开挖爆破产生的个别飞石会延护壁上冲喷出，将对周围环境造成影响，必须采取措施对井口进行有效防护。本工程采取直径为 12 mm钢筋焊一直径为 1.5 m 钢筋网片，网格尺寸 1010cm，在钢筋网片上设置用橡胶外轮胎割成条编织的规格为 1.5m 1.5 m 帘覆盖。爆破前将其覆盖在井口之上，并在其上放置适量砂袋，砂袋数量随着桩井深度的增加而逐渐减少，以不掀起为度。 3.3 及时排除炮烟 桩井开挖爆破炮烟靠自然通风扩散很难达到预期效果。如下井底作业面发生炮烟中毒，则实施抢救困难。所以桩井开挖爆破必须进行强制性机械通风排烟。本工程采用空压机高
9、压风管井底通风的通风方式。当工作面距离井口 20m 以内时通风排烟时间不少于 20min；当工作面距离井口超过 20m 时通风时间不少于 30min。并用毒气测试仪或小动物进行测试，确认安全后，才允许工人下井清渣，防止中毒。 4 爆破效果及结论 双永高速公路坑背大桥基础桩井爆破工程质量要求高、工期紧，地质结构也较复杂，爆破作业环境受限，使爆破施工具有一定的难度。由于在爆破设计中进行了方案优化、技术参数选取合理、施工组织控制科学有序。使得在工程消耗雷管约 3000 发、炸药消耗约 0.8t、爆破次数300 余次，爆破效果良好。 由小孔径岩石基础桩井的爆破实践可见: （1）人工挖孔桩挖孔深度一般不
10、超过 25m，在钻孔、装药、清渣、浇筑护壁施工过程中，当作业面距离进口超过 25m 时持续向孔内压入空气，从而解决了井底缺氧问题。 （2）在小直径桩井岩石爆破开挖过程中，采用含空孔的直眼掏槽方式可取得很好的掏槽效果，炮孔利用率可达 85%。 （3）堵塞物采用粗砂或者黄泥捣实，在井底有 0.5m 左右积水时，爆破冲击波、石块流均有明显减弱。 （4）塑料导爆管雷管起爆网路可以杜绝杂散电流对爆破安全的影响，允许装药的同时使用电动潜水泵在内的排水设备进行排水作业，同时爆破网路本身也具有防水的特点，在有水的环境下比电力起爆法能更好地预防盲炮。 参考文献 1徐颖.夏红兵.高层建筑基础岩石桩井爆破设计与施工J.施工技术,2001,9(9):67. 2蓝成任.陈亚宇.复杂地质条件下桩孔的爆破开挖J.煤炭工程,2009,(4). 3郑炳旭等.城镇石方爆破M.北京:冶金工业出版社,2004,142152. 4于亚伦.工程爆破理论与技术M .北京:冶金工业出版社,2008.
