橋梁擴(kuò)大淺孔控制爆破方案設(shè)計(jì)分析

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摘要：某特大橋新建段所處位置與既有鐵路線(xiàn)距離較近，且緊鄰某排水干渠，周?chē)€有高壓線(xiàn)鐵塔的實(shí)際情況與技術(shù)難點(diǎn)，對(duì)該橋段0#臺(tái)—5#墩淺孔爆破方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。為防止爆破振動(dòng)及飛石、滾石對(duì)周?chē)ㄖ锏牟焕绊?，采用了“物理隔離防護(hù)+地面防護(hù)+孔口防護(hù)”的立體多層次復(fù)合防護(hù)措施。應(yīng)用表明，橋梁基礎(chǔ)淺孔爆破方案在保證復(fù)雜施工環(huán)境下，以降低爆破振速、控制爆破飛石為目的，對(duì)爆破施工的順利進(jìn)行及施工質(zhì)量具有重要作用。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；淺孔爆破；爆破方案

1工程概況

某特大橋新建段設(shè)計(jì)里程DK58+050—DK58+853，全長(zhǎng)803m，與既有鐵路線(xiàn)相距13.5m。新建橋段0#橋臺(tái)及1#、2#、4#、5#橋墩均按明挖基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，擴(kuò)大基礎(chǔ)開(kāi)挖采用潛孔控制爆破技術(shù)，爆破開(kāi)挖墩臺(tái)設(shè)計(jì)尺寸見(jiàn)表1。施工區(qū)域內(nèi)0#臺(tái)—5#墩擴(kuò)大開(kāi)挖地層主要為回填土和粉砂巖，地層巖性為1.0m厚紅褐色硬塑Q4al+pl含礫粉質(zhì)黏土，粒徑2～20mm，3.8m厚雜色飽和1Q4al+pl粗圓礫土，3.5～10.0m厚褐黃色全風(fēng)化1Pt2m千枚狀粉砂巖，1.3～10.5m厚灰褐色強(qiáng)風(fēng)化2Pt2m千枚狀粉砂巖。

2技術(shù)難點(diǎn)

考慮到新建橋梁段0#臺(tái)—5#墩基礎(chǔ)形狀、尺寸、開(kāi)挖深度、位置存在很大差異，必須根據(jù)各基坑實(shí)際情況進(jìn)行爆破方法的合理選擇與爆破參數(shù)設(shè)計(jì)，并根據(jù)施工環(huán)境的不斷變化進(jìn)行爆破方案和參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整。0#臺(tái)—5#墩基礎(chǔ)分布于橋軸線(xiàn)不同位置，因周?chē)鷺?gòu)筑物類(lèi)型結(jié)構(gòu)不同，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和安全要求并不一致：0#臺(tái)應(yīng)加強(qiáng)飛石、滾石預(yù)防；1#墩應(yīng)加強(qiáng)減震和飛石預(yù)防；2#墩因緊鄰提水干渠，故應(yīng)加強(qiáng)振動(dòng)危害控制；4#、5#墩應(yīng)重點(diǎn)控制飛石。0#臺(tái)—5#墩基坑爆破環(huán)境不同，爆破方法各異，在爆破技術(shù)人員、爆破機(jī)械配備方面也存在差異，整個(gè)爆破施工場(chǎng)地狹小，考慮到裝藥、聯(lián)網(wǎng)、防護(hù)等均應(yīng)在給點(diǎn)開(kāi)始[1]，并在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成爆破施工和質(zhì)量檢查，施工難度大。新建橋段0#臺(tái)—5#墩與既有X鐵路線(xiàn)距離較近，且基坑爆破施工環(huán)境較為復(fù)雜。其中，2#墩基坑緊鄰黃河提水干渠和高壓線(xiàn)鐵塔，在基坑爆破施工過(guò)程中必須絕對(duì)保證既有鐵路線(xiàn)和高壓線(xiàn)鐵塔的安全，且爆破過(guò)程產(chǎn)生的飛石不得滾落或飛濺至提水干渠內(nèi)，以確保水渠正常供水。為此，本橋梁工程0#臺(tái)—5#墩基礎(chǔ)爆破開(kāi)挖允許振速應(yīng)控制在3cm/s內(nèi)，并加強(qiáng)爆破飛石與滾石控制[2]。

3方案設(shè)計(jì)

3.1潛孔控制爆破措施

與深孔爆破相比，淺孔爆破施工進(jìn)度快，爆破裝藥量少，施工成本節(jié)省。由于裝藥量越多越可能引起較大的爆破振動(dòng)，所以淺孔爆破振動(dòng)小，爆破振動(dòng)控制也較為容易。在0#臺(tái)—5#墩基礎(chǔ)爆破開(kāi)挖施工過(guò)程中，自由面小，作業(yè)面深，巖石夾制力大，中風(fēng)化層以上地層成孔施工因受到卵礫石層的影響其護(hù)臂抗震能力較小。為此，本橋梁工程新建段0#臺(tái)—5#墩基礎(chǔ)爆破采用淺孔爆破方案[3]。

3.2確定爆破參數(shù)

為進(jìn)一步降低振速，在爆破施工前安排了線(xiàn)外和線(xiàn)內(nèi)各2個(gè)區(qū)域的爆破試驗(yàn)，各區(qū)域不同爆破參數(shù)下爆破振動(dòng)速度由中科院成都分院研制的爆破測(cè)振儀測(cè)量，從而為爆破參數(shù)的合理確定提供可靠依據(jù)。線(xiàn)外和線(xiàn)內(nèi)各2個(gè)區(qū)域的淺孔爆破試驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)表2，在爆破試驗(yàn)中采用爆破測(cè)振儀測(cè)量的振速最小值為1.471cm/s，比設(shè)計(jì)安全振速3cm/s低51.47%。根據(jù)淺孔爆破試驗(yàn)結(jié)果，本橋梁工程淺孔爆破單位裝藥量應(yīng)取0.7kg/m，根據(jù)抵抗線(xiàn)下巖石爆破能量分布情況，抵抗線(xiàn)越小，則能量分布越均勻，密度呈衰減趨勢(shì)，爆破破碎塊也越均勻。由淺孔爆破試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析，開(kāi)挖深度應(yīng)設(shè)置為1.2～1.5m。本橋梁工程淺孔爆破采用物理隔離+地面防護(hù)+孔口防護(hù)的立體多層次復(fù)合防護(hù)措施[4]。（1）物理隔離防護(hù)：即在基坑起爆前，根據(jù)墩臺(tái)實(shí)際情況在既有線(xiàn)側(cè)基坑外緣2～5m處設(shè)置鋼管竹排架，并沿墩臺(tái)中心由前向后搭設(shè)，鋼管竹排架高3m，長(zhǎng)度為基坑開(kāi)挖長(zhǎng)度加3～5m；（2）地面防護(hù)：即在基坑頂部地面搭設(shè)50cm×50cm的鋼管架骨架，下綁扎一層1.5cm×1.5cm的鋼絲網(wǎng)格，防止大小飛石濺落在基坑內(nèi)；（3）孔口防護(hù)：即在連接起爆網(wǎng)前，用編織袋裝土并按“#”字形順基坑長(zhǎng)度方向、順基坑寬度方向呈兩層滿(mǎn)鋪放置，并覆蓋壓在炮孔口位置。

3.3計(jì)算爆破安全距離

本橋梁工程0#臺(tái)—5#墩基礎(chǔ)淺孔控制爆破安全距離按式（1）確定：式（1）中：R為爆破安全距離（m）；Q為起爆藥量最大值（kg），根據(jù)裝藥參數(shù)表確定為52.8kg；K為地質(zhì)地形系數(shù)，取150；V為爆破震動(dòng)安全速度（cm/s），取2cm/s；m為藥量指數(shù)，取1/3；α為由爆破條件決定的衰減指數(shù)，取1.4。將以上參數(shù)代入式（1）得本橋梁工程0#臺(tái)—5#墩基礎(chǔ)淺孔控制爆破安全距離R=84m。

3.4爆破震動(dòng)安全校核

爆破施工產(chǎn)生的震動(dòng)將對(duì)周?chē)鷺?gòu)筑物產(chǎn)生一定影響，其影響程度通常用質(zhì)點(diǎn)垂直振動(dòng)速度反映，并按式（2）計(jì)算:式（2）中：V為質(zhì)點(diǎn)垂直振動(dòng)速度（cm/s）；K'為裝藥分散系數(shù)，取0.5；其余參數(shù)含義和取值同前。將參數(shù)取代入式（2）得V=0.89cm/s，比本工程爆破震動(dòng)安全速度設(shè)計(jì)值2cm/s小，故爆破施工產(chǎn)生的震動(dòng)對(duì)周?chē)鷺?gòu)筑物不會(huì)產(chǎn)生不利影響。

4爆破安全措施

為防止爆破施工過(guò)程中飛石、滾石對(duì)施工人員、施工設(shè)備、周?chē)ㄖ锏仍斐晌：?，本工?#臺(tái)—5#墩基礎(chǔ)淺孔控制爆破安全距離應(yīng)不小于84m。爆破施工前，按照此距離量測(cè)出危險(xiǎn)區(qū)域邊界和警戒點(diǎn)位置，設(shè)置明顯的警戒標(biāo)識(shí)。爆破施工開(kāi)始前應(yīng)按以下要求同時(shí)發(fā)出視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)信號(hào)：（1）視覺(jué)信號(hào)：當(dāng)警戒點(diǎn)立紅旗時(shí)，不能起爆；警戒點(diǎn)立綠旗時(shí)，可以進(jìn)行起爆。（2）聽(tīng)覺(jué)信號(hào)：第一次為預(yù)告信號(hào)，具體為20s的長(zhǎng)哨音警報(bào)，連續(xù)發(fā)出三次，信號(hào)發(fā)出后所有與爆破施工無(wú)關(guān)的人員必須立即撤離危險(xiǎn)區(qū)域；第二次為起爆信號(hào)，具體為三次短哨音，起爆信號(hào)必須在確認(rèn)所有無(wú)關(guān)人員全部撤離危險(xiǎn)區(qū)域、各警戒點(diǎn)均立綠旗且全部安全起爆施工條件均具備后發(fā)出；最后一次為警戒解除信號(hào)。上述三次信號(hào)應(yīng)由爆破現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人發(fā)出?；A(chǔ)淺孔控制爆破施工結(jié)束后，若無(wú)盲炮，待5min后由爆破員進(jìn)入爆破施工點(diǎn)進(jìn)行檢查，若不能確定是否有盲炮，則應(yīng)等待至少15min并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)檢查。對(duì)盲炮應(yīng)再次確定起爆線(xiàn)路后重新起爆，平行眼與盲炮孔口距離至少為0.3m，并沿平行炮眼方向在盲炮孔口取出20cm長(zhǎng)度的填塞處，用木質(zhì)工具掏出炮孔內(nèi)的堵塞物，并用聚能藥包誘爆[5]。

5結(jié)語(yǔ)

本橋梁工程新建段0#臺(tái)—5#墩基礎(chǔ)淺孔控制爆破采用的減震和防飛石、滾石措施效果十分顯著，確保了橋梁基礎(chǔ)近距離爆破施工的順利完成，對(duì)周?chē)鷺蛄骸⒓扔需F路線(xiàn)、提水干渠、高壓線(xiàn)鐵塔等建筑物均無(wú)任何損壞和不利影響。本工程總結(jié)出的復(fù)雜施工環(huán)境下以降低爆破振速、控制爆破飛石為目的的橋梁基坑淺孔控制爆破參數(shù)設(shè)計(jì)和爆破開(kāi)挖技術(shù)使防護(hù)技術(shù)更加立體，防護(hù)措施更加全面，爆破施工效果更顯著，為同類(lèi)工程提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣躍飛，何賢輝，劉桐，等.雙側(cè)緊貼運(yùn)營(yíng)新橋的大型橋梁爆破拆除技術(shù)[J].工程爆破，2019，25（3）：32-42.

[2]張勤彬，程貴海，劉思遠(yuǎn)，等.跨航道橋梁的爆破拆除[J].爆破，2018，35（4）：78-83.

[3]楊元輝.橋梁拆除爆破數(shù)值模擬研究[D].南寧：廣西大學(xué)，2014.

[4]編委會(huì).爆破工程設(shè)計(jì)施工常用數(shù)據(jù)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范速用速查手冊(cè)[R].北京：中國(guó)知識(shí)出版社，2006.

[5]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所.爆破安全規(guī)程：GB6722—2014[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014.

作者：胡志遠(yuǎn) 胡磊 單位：南昌市公路勘察設(shè)計(jì)院