市政景觀橋主墩水下爆破施工技術(shù)研究

張岳飛

中鐵十六局集團第四工程有限公司

市政景觀橋主墩水下爆破施工技術(shù)研究

張岳飛

中鐵十六局集團第四工程有限公司

隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，市政工程逐漸向復(fù)雜地區(qū)中修建。而橋梁作為市政工程的關(guān)鍵，對其施工提出更高的要求。本文以螞蝗沖清水河大橋作為工程背景，對橋墩中水下爆破施工方案以及施工技術(shù)進行深入研究，希望為今后水下爆破施工技術(shù)在橋墩中的應(yīng)用提供一定的參考。

市政景觀橋；主墩；水下爆破

1 工程概況

濱江小馬路項目位于都勻市，起點為都勻市小圍寨海咬村，終點為都勻經(jīng)濟開發(fā)區(qū)新寨附近，為都勻老城區(qū)連接火車東站的主要道路，其中的螞蝗沖清水河大橋（BK9+074.5，景觀橋）為該道路工程的關(guān)鍵性工程，擬建橋梁里程樁號范圍為：BK8+948.5～BK9+200.5，橋梁設(shè)計總長度為252.0m，橋?qū)?8.9x2m。

橋梁上部結(jié)構(gòu)為懸澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁（第一聯(lián)，48m+85m+48m）+裝配式預(yù)應(yīng)力后張法鋼筋混凝土簡支小箱梁（第二聯(lián)，2x30m）。下部結(jié)構(gòu)：墩及基礎(chǔ)為實體柱式墩、三柱式墩、樁基礎(chǔ)，臺及基礎(chǔ)為樁帽式臺、肋板臺、樁基礎(chǔ)。

2 施工方案選擇

根據(jù)該工程特點及施工要求，對2號橋墩決定采取以下總體施工方案：2號橋墩嵌巖承臺石方采用水下鉆孔微差松動爆破施工方法，而橋樁基石方開挖則在承臺爆破開挖后采用沖擊鉆機械成孔方式[2]。

2號墩承臺為嵌巖承臺，爆破范圍為承臺外延4m范圍（承臺施工操作空間2米+鋼圍堰厚度+外側(cè)預(yù)留寬度2米），采用水下毫秒分段爆破工藝實施，爆破面底標(biāo)高為714.45m（承臺底標(biāo)高716.45-2m厚的封底混凝土），爆破范圍示意圖如圖1所示：

圖1 爆破范圍平面示意圖

表1 水下爆破計算單

由于水下爆破方量約為4480m3，為滿足工程施工要求，選用75KW空壓機一臺、高風(fēng)壓液壓潛孔鉆機三臺。清渣采用1臺小松360長臂挖掘機掏渣并在岸邊集中堆放，再利用2臺CT360挖掘機裝車，運至岸邊后裝車運到棄渣場。水下爆破方量如表1所示。

3 施工方法

3.1 定位

施暴范圍及鉆孔設(shè)點采用全站儀進行測量，水面定位則通過纖繩及浮標(biāo)。根據(jù)定位區(qū)域搭設(shè)鉆孔平臺，平臺搭設(shè)時，全站儀應(yīng)當(dāng)隨時進行跟蹤定位，同時對浮標(biāo)進行觀察其是否發(fā)生偏斜[3]。鉆孔平臺利用鋼管支架搭設(shè)，鋼管橫向間距0.8m，縱向間距1m，水平單排間距1m。平臺頂部鋪設(shè)5×20cm木板，木板頂鋪竹膠板作為施工通道使用，竹膠板頂面間隔釘設(shè)5×5cm木條防滑。定位偏差不得大于30cm。完成鉆孔平臺的搭設(shè)后，在鋼管下層水平焊接鋼筋定位標(biāo)，利用定位標(biāo)拉十字樁精準定位復(fù)核鉆孔孔位。

3.2 鉆孔

鉆孔采用風(fēng)壓潛孔鉆，孔徑設(shè)為90～100mm,鉆頭在套管內(nèi)旋轉(zhuǎn)沖擊鉆孔，為保證爆破底面標(biāo)高符合要求，鉆孔深度超鉆0.5m～1.0m。

為保證鉆孔過程孔位順直、無偏斜，設(shè)計爆破孔位位置安設(shè)直徑10cm鋼管作為定位管道，鋼管外側(cè)利用U型鋼筋固定于鉆孔平臺立柱鋼管。

3.3 裝藥

打好所有炮孔后，拔出鉆桿時，通過套管往孔內(nèi)插入一根塑料軟管，然后拔出套管。塑料軟管將炮孔連接到水面之上，在正式裝藥時通過塑料軟管將藥柱及起爆體裝入孔內(nèi)，并用炮棍將炸藥捅實，確保裝藥質(zhì)量。

3.4 堵孔

水深大于6m的可不需堵塞；水深大于4m小于6m的，堵塞長度取0.8～1.5m；水深大于2m小于4m的，孔口堵塞長度取1.5～2.5m。水深小于2m時，應(yīng)按陸地露天爆破選取的堵塞長度大于孔徑的25倍。由于本工程水深不大且與岸邊電站廠房較近，除較遠區(qū)域水深在4米以上堵孔長度可在1m左右外，其余位置炮孔必須確保堵塞質(zhì)量和堵塞長度。

4 爆破器材及參數(shù)的選擇

4.1 爆破器材的選擇

⑴起爆器材。采用3段、5段、15段非電毫秒延期導(dǎo)爆管雷管和導(dǎo)爆索組成非電微差混合起爆系統(tǒng)。為確保精度，也可采用數(shù)碼電子雷管和導(dǎo)爆索及少量導(dǎo)爆管雷管組成系統(tǒng)。

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⑵炸藥。炸藥選用乳化炸藥。炸藥直徑70mm，藥卷長度0.35m。該炸藥具有爆速快、爆力強、猛度高，抗水性能強、安全性能好等特點，適合于水下鉆孔爆破。

4.2 爆破參數(shù)的選擇

⑴鉆孔方式及孔徑。一般采用垂直鉆孔方式，由于爆破距岸邊房屋較近，且?guī)r石較硬，鉆孔孔徑不宜太大，本工程鉆孔孔徑取90mm。

⑵炮孔布置方式。為加快施工進度和確保爆破后巖體破碎均勻且塊度較小，該工程采用梅花形布孔方式進行施工。

⑶炸藥單耗。根據(jù)我單位水下爆破施工經(jīng)驗，水下爆破的炸藥單耗一般取q=1.0～1.5Kg/m3。本工程對水深2m以上區(qū)域炮孔裝藥單耗按1.1～1.3Kg/m3考慮，對水深2m以下區(qū)域炮孔裝藥單耗按0.5Kg/m3考慮。根據(jù)試爆后情況，對以上炸藥單耗可適當(dāng)進行調(diào)整。

⑷堵塞長度。除水深小于6m的區(qū)域必須進行填塞堵孔，其他水深較深區(qū)域不堵孔。

水深大于4m小于6m的，堵塞長度取0.8～1.5m；水深大于2m小于4m的，孔口堵塞長度取1.5～2.5m。水深小于2m時，應(yīng)按陸地露天爆破選取的堵塞長度大于孔徑的25倍。

⑸裝藥結(jié)構(gòu)。本工程選用φ70mm的乳化藥柱進行裝藥。裝藥結(jié)構(gòu)采用兩種形式，一種是連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)形式；當(dāng)單孔藥量超過設(shè)計的最大段藥量時，則對該炮孔采用中間填砂間隔裝藥結(jié)構(gòu)形式，實施孔內(nèi)分段延時起爆的目的。

⑹爆破網(wǎng)路。水下爆破共打25排孔，每排7～8個孔起爆，根據(jù)爆破器材種類設(shè)計兩種起爆方案：

a.采用孔外延時非電微差逐孔起爆網(wǎng)路：主要采用3段、5段和15段3種段別雷管分段逐孔微差延期起爆，3段、5段為孔外（水面以上）逐孔網(wǎng)路傳送延期雷管，即：每孔間采用3段作進行延期傳送，15段為孔內(nèi)總延期控制雷管，起爆順序采用逐孔逐排起爆方式，按排序編號順序起爆。每排逐孔起爆完畢后，后排依秩起爆，排間用5段搭接。當(dāng)孔外（地面）雷管腳線聯(lián)結(jié)長度不夠時，采用四通器材作網(wǎng)路聯(lián)接件（亦可用1段代替）。地面網(wǎng)路要求雷管反綁，即雷管尾的聚能穴與傳爆方向相反，最后采用擊發(fā)針起爆。（圖2非電微差逐孔起爆網(wǎng)路聯(lián)接示意圖）

b.推薦采用數(shù)碼雷管—導(dǎo)爆索非電微差逐孔起爆網(wǎng)路：由于本次爆破的炮孔均在水面以下，炸藥入孔難度較大，操作不慎易造成拒爆或半爆，故各炮孔內(nèi)在單孔藥量滿足安全要求條件下盡量采用導(dǎo)爆索直接捆綁藥卷入孔，孔外按設(shè)計的最大段藥量要求把各排炮孔分組用導(dǎo)爆索并聯(lián)，再與數(shù)碼雷管連接，通過編碼器設(shè)定各排各孔延時時間，到達精確起爆效果。雷管延時時間設(shè)定為25-50ms。孔內(nèi)分段雷管上部裝3段，下部裝5段。

5 結(jié)束語

通過分析水下爆破施工技術(shù)在實際工程中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)該施工可控制在設(shè)計范圍內(nèi)，未對周邊建筑物造成影響，同時施工質(zhì)量相對較高，可以滿足橋墩的施工要求。

[1] 齊世福,李尚海,胡良孝.松花江舊鐵路大橋橋墩的水下爆破拆除[J].工程爆破,2004(1):26～29.

[2] 張波.探究舊鐵路大橋橋墩的水下爆破拆除分析[J].科技與企業(yè),2012(12):226.

[3] 楊帆.水下控制爆破在主橋墩鋼圍堰施工中的應(yīng)用[J].鐵道標(biāo)準設(shè)計,2007(9):35～37.

姓名：張岳飛，性別：男，籍貫：內(nèi)蒙烏拉特，民族：漢族，出生：1981年2月，職稱：工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：市政工程施工。