人工挖孔桩爆破设计与实践

人工挖孔桩爆破设计与实践

0黄沙大桥人工挖孔桩爆破施工湖南省汾阳市地质结构复杂。桩基工程为端端结构，桩基防护层为石灰岩，0.1000km。设计最小嵌岩深度为1.5m,平均入岩深度为3~4m。挖孔桩施工中,人工挖孔桩进入岩层后需要进行爆破施工。现以黄沙滩大桥为例介绍一下人工挖孔桩爆破施工。本大桥位于湖南省耒阳市小水镇小圩村,桥梁所处的地貌单元为湘南丘陵的丘坡及丘间谷地段,为跨谷桥,地形复杂,地势高低不平。跨布置采用9-32m简支箱梁,中心里程为:DK1793+590.25。桥全长L=307.87m。本桥基础,武汉台及1~5号墩为扩大基础,7、8、广州台为人工挖孔灌注桩,地表分布有第四系全新人工填土粉质粘土、碎石土、泥质粉砂岩,下伏泥盆系锡矿山灰岩,此段埋深在3~5m左右,岩层厚度多为2m,个别为3m,石坚实系数10~18,控制爆破主要在此层。1浅孔爆破破挖根据本段地形,地貌,地理环境,工程地质资料和周围建筑物等,人工挖孔桩采取浅孔爆破作业,爆破至基底时预留5~10cm,由人工用风稿剔凿,以防止超挖。1.1炮孔深度对爆破质量的影响爆破设计方案采用风动凿岩机钻孔直径D=42mm,孔深1.0~1.3m,爆破材料采用乳化炸药,毫秒级微差电雷管起爆。1.2主要爆破参数设计如下:(1)炮孔直径(垂直孔)d:d=42mm,药卷直径Φ32mm,长度为20cm。(2)最小抵抗线w:最小抵抗线w偏大时,会使大块率增加;w偏小时,又会出现矿石过于粉碎,既浪费爆破器材,又给矿石装运带来困难。经实践和理论分析可知,w取24d较为合理。即:w=24d=24×0.042=1.0m。(3)炮孔深度:炮孔深度也是影响控制爆破效果的一个重要参数。合理的炮孔深度可避免出现冲炮,使炸药能量得到充分利用,保证良好的爆破效果。为便于装药及堵塞操作顺利进行,孔深L不宜超过2.0m,在实际工程中取L为1.0w,即L=1.0w=1.0×1.0=1.0m。(4)爆破作用指数n:n=r/w=0.65/1.0=0.65m(1.3m为桩孔直径)。(5)单位炸药量q:考虑到岩石的坚固系数f=10~18及其它影响因素,取q=3.54kg/m3。(6)每断面装药量Q:Q=(0.4+0.6n3)×q×w3=2.0kg(7)炮孔的间距a和排距b炮眼的间距a、排距b一般是根据一个掘进循环所需要的总装药量Q、断面的大小、形状以及以往的经验公式及a与b的关系决定的。一般均匀布置炮孔并且取a=0.5×l=0.5×1.0=0.5m,b=0.9×a=0.9×0.5=0.45m,取0.5m。(8)每孔装药量,见图1。掏槽孔4个,超钻15%即:1掏=1.15×L=1.15×1.0=1.15m。周边孔8个,即1周=π×D/0.5=3.14×(1.3-0.1-0.042)/0.5=8个。q掏=1.2×q辅=1.2×0.25=0.3kg(装药量加大1.2倍)。中心空孔1个:0.1kg。每断面装药量调整为Q=0.25×8+0.4×4+0.1=3.7kg。以上计算各式中的炸药数量系按岩石2号考虑,如孔内有地下水,采用乳化炸药时均乘以0.89的系数。(9)掏槽孔:掏槽孔装药2卷,装药长度40cm,堵塞长度75cm,周边孔装药2.5卷,装药长度50cm,堵塞长度40cm。2爆炸网络设计和施工安全措施2.1微差电雷管为了产生大面积临空面,采用微差分排起爆,孔中采用毫秒级微差电雷管,掏槽眼采用1段电雷管4枚,中心空孔采用5段电雷管1枚,周边眼采用7段电雷管8枚,并联网络。2.2做好材料的准备。在充每孔装药数量均按爆破设计计算用药量,一般为炮眼深度的1/3~1/2,最多不超过2/3。装药前应详细检查炮眼深度及潮湿情况,同时准备好炸药、起爆器材、堵塞材料等。堵塞材料最好为黏土或砂夹黏土混合物,也可使用砂、干土,小石屑或水泥纸袋。炮眼可装散炸药或袋装炸药,散炸药应分批装入,用炮棍轻轻捣紧,待装完80%~85%的药量后,即装入起爆药卷,然后装入剩余部分。装药卷时,应将药卷送入炮眼底部或前一个药卷的顶部并用炮棍轻轻压紧,装起爆药卷后,不应再挤压,以免撞击雷管。2.3压药、捣紧装药完毕后立即进行堵塞,堵塞时,最初装入的堵塞物(最好在炸药与堵塞物之间用水泥袋纸分离开),不可用力挤压,以后装入的可用炮棍轻轻捣紧,到炮口附近的堵塞物,应用力捣紧,堵塞过程中要注意保护好导火索或电线,堵塞的好坏将直接影响爆破效果。2.4爆破质量控制要点(1)布孔应根据爆破设计在现场量测进行,孔距、排距误差不大于5cm;(2)必须按设计的炮眼位置、深度、数量进行钻眼。开孔偏差不得大于2cm,孔底偏差不大于4cm,孔深误差不大于4cm,钻眼完毕,应将炮眼内的粉尘和碎碴清除干净,并逐个验收,最后用纺织袋将孔口临时堵塞。(3)装药必须仔细认真,严格按设计进行,炸药、雷管必须要用麻绳或黑胶布绑扎牢固。(4)炮孔堵塞必须胶结密实,必须满足设计堵塞长度,不得破坏起爆线路,堵塞材料使用湿粘土和砂子按1:3的比例拌匀,分层捣实。(5)炮孔的起爆网路连接由专业爆破人员进行,连接后由专人进行一次检查验收。(6)每次爆破后应做爆破效果,防护状况,线路状况的分析总结,以利指导下一循环的爆破作业。(7)凡参加爆破作业的人员必须持证上岗,必须经过专门的爆破技术培训,考试合格。(8)搬运炸药时,每次不准超过规定数量。搬运时,严禁高抛重放。(9)装药操作中,无关人员不得进入,禁止烟火或用明火照明,装药使用木质炮棍。(10)爆破网路开始连接前,爆破技术人员负责连线,其他人员要撤出爆区,网路连接要对号入座,不许紊乱不清,防止用力硬拉、死弯和划破,传爆起爆雷管采用反向绑扎,防止雷管底部高速射流切断导爆管造成瞎炮。(11)网路设置完毕后,应有专人进行检查,无误后报告现场指挥员,并清点作业人数后,由现场指挥员下令起爆。(12组织抢险力量,配备必须的机具,设专人对控爆防护设施进行检查、监控。(13)控爆施工时,设专职的防护人员,对行车,行人进行防护。(14现场施工指挥员不得违章指挥,施工人员不得违章操作,必须严格按照控爆施工设计进行施工,任何人不得私自变动,严禁夜间和雷雨天气、雾天施爆,严禁装药过度。(15)控制爆破施工的全体人员必须严格遵守《爆破安全规程》。3盲炮检查3.1填充料由于爆破材料内的缺陷,炸药逾期过久,受潮失效;在炮眼装药或回填堵塞过程中,炸药与雷管分离面未被发现;导为索,路受到损坏断路;岩石内部有较大裂缝、空隙,炮眼孔内有渗水,或防水处理不当,药包和雷管受潮失效。q周=2.0/8=0.25kg。3.2炮眼深、深时以干的方式制造炮眼。炮眼厚度2020发现炮眼的主要方法是靠一听,二看,三判断;发现炮眼外的导火索不合要求,经校正后,方可重新起爆;当炮眼不深时(一般在50cm以内),可以用裸露爆破处理;如炮眼较深时,可用木制