新葡萄京娱乐场

您现在的位置:中爆网 > 水下钻孔爆破 > 正文

中深孔爆破在水下深基坑开挖中的应用

2015-11-03 19:13:07 责任编辑:崔玮娜

葡京国际赌场 www.sangkatech.com 李春军   代显华

(长江重庆航道工程局,重庆,400011)

  :千厮门嘉陵汀大桥主基坑开挖施工中,根据工况条件采用水下中深孔爆破施工技术,很好地控制了爆破振动对周边建()筑物的影响,采用合理爆破设计技术参数,达到了较好的爆破效果,满足基坑成型的设计要求,节约了成本,满足了工期要求。

关键词:水下爆破;中深孔;深基坑;减振措施

 

 

1工程概况

千厮门嘉陵江大桥正桥为公轨两用桥梁,下层为双线轨道交通,上层为双向四车道汽车交通,为城市次干道,设汁汽车行车速度40kmh。起于渝中区陕西路,与东水门长江大桥北岸桥台相接,下穿渝中半岛设连接隧道,于洪涯洞旁穿越隧道并跨越嘉陵江,止于江北城南大街,全长约160km,是密切联系渝中解放碑CBD、江北城片区的重要纽带,同时也是轨道交通六号线的重要过江载体。主桥主墩基础工程标段200912月底开工,201010月完工,整个工程原计划20139月完工。

本次施工主要是主墩的水下基坑开挖,基坑设计开挖范围轮廓为圆形,直径38m,开挖平均厚度lOm,总开挖方量约13890m3。施工水位170m,该开挖范围现全部在水下。基坑设计底高为1514m,设计要求开挖后高程不超过设计底高±25cm,施工水深约19m。施工区域北岸为高架桥(北滨路),距离220m,上游为三根江北城重庆大剧院热交换水源取水管道,距施工区域最近一根约34m,下游有一根水源取水管道,距施工区域约100m。该施工区域地形较平坦,岩性为泥岩,可爆性较差。施工环境平面图如图1所示。

施工典型断面如图2所示。

2爆破总体方案

基坑开挖为圆形,开挖方量较大,开挖后高程不超过设计底高±25cm,工期要求两个月完成。根据爆区周围环境及地形、地质条件,爆破方案要求解决以下问题:

(1)降低大块率,提高挖掘效率,确保按期完成施工任务。

(2)合理科学选择爆破参数,确保爆破后清挖一次成型。

(3)降低爆破有害效应,确保江北城重庆大剧院热交换水源取水管道安全。

根据上述要求,为按期完成施工任务,并结合水下爆破的特殊性,决定采用以下爆破方案:

(1)采用一次爆破方量较大的中深孔爆破。

(2)采用毫秒微差控制爆破技术,通过控制最大单段爆破药量以减小爆破振动。

(3)因爆破区域地形变化不大,在圆心处先进行掏槽孔爆破,然后以掏槽孔形成的工作面向周边进行爆破。

(4)在靠取水管道和爆区之间钻减振孔,以减小爆破地震波对取水管道的影响,确保重庆大剧院热交换水源取水管道安全。

3爆破参数的设计

31孔网参数

本工程采用专用水下钻爆船进行施工,潜孔钻机钻孔,钻孔直径D=llOmm 

(1)掏槽孔孔排距按15m×15m,直眼掏槽,考虑到圆心处掏槽孔为开挖的起始位置(无工作面),结合水下爆破开挖的特殊性,故超深取20m

(2)为满足水下爆破钻爆船钻孔工艺要求,正常孔(辅助孔)按矩形布置,孔排距取为20m×20m,超深10m,正常孔在掏槽后分排起爆。

(3)周边孔布置在圆周轮廓线上,采用直孔非光面爆破,超深按20m取。

(4)超宽:考虑本基坑为一圆形,且清碴设备为4m3绳斗式挖泥船,圆周方向超宽取为20m

爆破钻孔平面布置如图3所示。

爆破钻孔断面布置如图4所示。

爆破钻孔断面布置图中,正常炮孔施工超深取为10m。掏槽孔爆破无临空面,为避免留下残埂,保证爆破效果,超深按20m取,周边孔和超宽孔处于施工范围末端,为避免最后炮次爆破留下死角,超深适当加大,均取为20m

(5)炸药单耗:考虑到水下爆破时需克服的水体阻力,因此炸药量计算包括破碎岩石所必需的能量和克服阻力所做的功,水下爆破的炸药单耗较陆地爆破大,根据水下爆破类似工程经验,本次爆破炸药单耗q11kg/m3

32炮孔布置

炮孔沿掏槽孔布置,每排5孔,每次起爆10孔。

33装药结构

采用直径802号岩石乳化炸药连续耦合装药结构。采用三起爆体加强起爆,每个起爆体中双雷管并联。

34堵塞

水下爆破因水压力的存在,特别是深水爆破水的竖向压力较大,压力与水深成正比(P =ρgH),因此爆破效果较差。在无爆破飞石的情况下水深大于60m),堵塞长度不考虑要大于最小抵抗线的要求,为降低表层块度,堵塞长度较陆上爆破应大幅减小。根据以往水下爆破的经验公式,堵塞长度L=10×110mm=11m,取为10m

35新葡萄京娱乐场路

水下爆破为隐蔽施工,钻孔、装药不易,并且水下钻爆施工爆破线路容易受到各种复杂因素的影响,新葡萄京娱乐场路的可靠性和确定性显得尤为重要。导爆管雷管因无法在起爆前检测新葡萄京娱乐场路,且导爆管在水流的作用下,容易在孔口发生磨损及弯折,易造成瞎炮。因此,为便于检查新葡萄京娱乐场路,本工程采用电爆网路。为避免孔间爆破振动叠加,保护爆破区周边地下管线,采用515段毫秒电雷管微差间隔爆破。

除采用电爆网路外,为进一步提高深水爆破起爆网路的安全可靠度,每孔使用三个起爆体,每个起爆体中采用两发同段电雷管并联后串联的电爆网路。

电爆网路优点:

(1)相对于导爆管雷管起爆来说,电爆网路回路连接情况能通过仪表检查,并能将阻抗计算数据与实测数据进行比较,及时发现问题,这一点对于水下爆破施工尤为重要。

(2)炮孔有两发电雷管并联,提高了水下爆破可靠性,故并串联法还具有可避免个别雷管质量不良产生盲炮的弊病。

并串联法电阻计算公式见式(1)~式(3)

    总电阻:

R=Rt+Ro+n·rm    (1)

    总电流:

I=V/R                (2)

    雷管电流:

i=Im                (3)

式中,Y为起爆器的起爆电压;R为网路主线电阻;Ro为网路区间连接线电阻之和;n为网路中的孔数;r为每个电雷管内阻值;m为同一个炮孔中并联电雷管数。

通过精确的阻抗计算,在起爆前能够确定水下电爆网路是否存在问题,基本避免了盲炮的产生。

4爆破安全

根据《爆破安全规程》的有关规定,爆破施工对周边环境的有害效应主要表现为爆破振动、爆破空气冲击波的爆破飞石。在本工程的水下爆破中,爆破水击波的损害范围不是很大,不用考虑。因水深在19m左右,爆破飞石也不用考虑。

41爆破振动

为控制爆破振动对江北城重庆大剧院热交换水源取水管道的影响,严格控制单段最大起爆药量。根据《爆破安全规程》及《水运工程爆破技术规范》中的公式(见式(4))     

     

式中,R为爆破振动安全允许距离,mK为与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数;v为保护对象所在地质点振动安全允许速度,comsQ为最大单段药量,kga为衰减指数。

在本工程地质条件下,取K=150a=18V=3com/sR=34m。代入式(4),可求得允许最大单段药量为55kg

42减振措施

为了更好地保护江北城重庆大剧院热交换水源取水管道,爆破前在爆区和取水管道之间钻两排减振孔,钻孔深度为设计底高以下3Om,孔距05m,排距10m,排间减振孔交错布置。减振孔布置剖面如图5所示。

 

  5爆破效果与减振效果

  51爆破效果

挖泥船开挖后进行水下地形测量,爆破效果较理想,超宽及超深均控制在要求范围内,掏槽孔及周边孔的位置与技术参数选择合理,爆破后一次开挖成型。三峡水位消落期后,施工单位做围堰抽水后,基坑形状受到监理单位、建设单位高度评价,水下爆破施工达到理想效果,爆破效果图如图6所示。

52减振效果

单段最大起爆药量Qmax控制在55kg以下时,测得距爆破区最近距离34m的热交换取水管道处爆破振速V值均在20cms以下,说明减振孔起到了很好的减振作用,有效地保护了热交换取水管的安全。

参考文献

[1]刘殿中.工程爆破实用手册[M].北京:冶金工业出版社,1999

[2]王玉杰.爆破工程[M].武汉:武汉理工大学出版社,2007

[3]王海亮.铁路工程爆破[M].北京:中国铁道出版社,2001

[4]中国工程爆破协会.GB67222003爆破安全规程[S].北京:中国标准出版社,2004

[5]长江重庆航道工程局,等.JTJ2861990水运工程爆破技术规范[S].北京:人民交通出版社,1992

[6]王中黔.水下爆破冲击波[M].北京:人民交通出版社,1980

[7]于亚伦.工程爆破理论与技术[M].北京:冶金工业出版社,2004

摘自《中国爆破新进展》