深基坑冰层水下爆破施工技术

深基坑冰层水下爆破施工技术1前言近年来水下爆破技术在航道疏浚运河开挖港口探深桥墩基础开挖和水下隧道施工中被广泛应用东北地区具有特殊的地理位置和严酷的气候条件该地区桥梁基坑开挖水下爆破施工一般安排在融冰后实施结合既有桥梁深水基础施工经验开发了冰层下水下爆破施工技术采用小范围冰层爆破技术和考虑冰层介质影响的水下爆破技术融冰前进行桥梁水下基坑开挖施工增加了可施工作业时间缩短了总工期并得到成功应用，加快了施工进度，取得了显著的经济和社会效益。以此为基础，提炼形成本技术。2技术特点在我囯北方桥梁深水基坑施工中采用冰层水下爆破施工，可以将桥梁开工时间提前至融冰前进行，增加年度有效作业时间。本在水下爆破施工中充分考虑了冰层介质的影响施工时首先进行破冰爆破，然后进行水下爆破，在冰层条件情况下完成桥梁深水基础的水下爆破施工。本技术采用简易冰上爆破平台、跟管钻进、套管装药、双线起爆等技术，使冰下水下爆破不受碎冰、淤泥等影响，施工快速、方便，能够保证工程质量、安全。3适用范围用于流水速度不大于12m的桥梁深水基础水下爆破施工。4技术原理水下爆破过程中炸药爆炸在水中激发冲击波荷载气泡脉动荷载以及空化效应的二次加载其作用机理复杂因为多了中间介质水的影响其中钻孔装药起爆方法都变得复杂而冰体在高速应变率荷载的作用下呈现脆性对于水下爆破通过水介质传递能量而破坏冰层接近药包爆炸加载时的冰层破坏主要是爆炸气体膨胀形成的多次加载水介质所产生的破坏作用,并且表现出明显的脆性破坏特征当冰层厚小于m时以水为约束介质的最佳爆破作用系数取值范围为1.8～2.2；冰层下药包接近爆炸的最佳炸药单耗是冰层内药包爆破的1/2。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程5.2施工操作要点5.2.1施工准备图5.1冰下爆破施工工艺流程图1对现场进行勘测，探明水下地形、地质情况，并绘出地形图。2在爆破施工前，修建完成便道，施工用水用电接通，钢平台加工及安装等工作。3办理爆破施工手续，采购爆破物品。4进行技术和安全交底。5..2爆破设计根据工程施工条件地质情况爆破面积深度等确定钻孔方式和爆破施工的各种参数。与一般水下爆破相比，主要考虑以下两个方面：1爆破破时爆破作用系数（a为孔间距Rw为爆破抵抗线取1～2.2；炸药位于冰层下15hh为冰层厚度；炸药单耗3～.4k/3。2水下爆计算炸药单耗时，采用瑞典设计方法：qq1q2q3q4式5.2.2-1式中：——基本单耗；q2——爆区上方水压增量；q2＝0.01h2；h2——水深，m；q3——爆区上方覆盖层增量；q3＝0.02h3；h3——覆盖层（淤泥或土、砂，冰层按一半厚度计入）厚度，m；q4——岩石膨胀增量；q4＝0.02h；h——梯段高度，m。3计算得出钻孔设计参数。4根据钻孔设计要素表，对拟爆破的承台绘制爆破布孔图。根据安全计算确定一次最大起爆用药量，确定段数并选择雷管类型，形成水下爆破装药设计表。5.2.3破冰爆破破冰爆破采用冰下悬浮方式，孔间距5m，单孔装药量7.5kg，一次起爆量按安全计算，不大于100kg且不大于两段。破冰面积控制在二次爆破作业范围内。钻孔可采用地质钻机，导爆管电起爆。5.2.4简易爆破钻孔平台1平台设计水下爆破钻孔采用2台XJ-100型地质钻机钻孔，钻机连带钻架的重量约为800kg。平台可采用钢管制作，钢管直径为1m，设计入水深度约50cm。平台宽度8m，长度按作业钻机数量确定，2台钻机时，长度可取18m。2平台加工1）应选用定尺钢管，采用二氧化碳保护焊进行钢管连接和管口密封焊接，并做密水试验。2）平台拼接：将焊接好的钢管采用20#槽钢横向连接成一个施工平台。将槽钢按照设计要求焊接在钢管上。槽钢与钢管焊接时在接缝处用Φ8钢筋进行帮焊。3平台、钻机就位水中，并初步就位。采用全站仪测量放线，确定孔位位置，然后采用缆绳将平台固定。5.2.5测量定位格按照爆破设计中的孔位、孔径进行定位。5.2.6钻孔钻孔孔径100mm，采用垂直钻孔，跟管钻进施工。采用φ110mm钢套管穿过淤泥、未清除的覆盖层，并随钻头钻进采用压力跟管至套管进入岩层20cm。然后钻头钻进直至设计高度。别注意确定前排孔抵抗线满足设计。5.2.7清孔每钻进50cm时进行一次清孔，清孔采用高压水清孔。5.2.8装药并安装引爆体1爆破器材检查：装药前首先对运抵现场的爆破器材进行验收检查，数量是否正确质量是否完好，雷管是否同厂、同批、同牌号的电雷管。2制药：根据各孔标高爆破工先将爆药预装好，将炸药装入外径85mm，壁厚为2mm的塑料管内，将两端密封装入塑料套管中。装药采用间隔空气装药。为了防止炸药在水中上浮，在炸药加工时在塑料管端头预先装少量砂，然后再装炸药。起爆药包安装2按设计间距绑在竹片上，并理顺雷管引线。3安装保护套管当孔钻好后，从套管内取出钻杆，装入Φ90mm的塑料套管，其塑料套管长度取：一端到孔底，一端高出水面50～60cm。4装药通过PVC管将带药包的竹片安装至孔内，把带炸药的竹片放到孔底。当装药困难时，进行，并做好装药的原始记录，包括每孔装药量、出现的问题及处理措施。5连线联中去，全部雷管分成两个串联支路进行连接。5.2.9堵塞应防止堵塞悬空，保证堵塞材料的密实，不得将导线拉得过紧，防止被砸断、破损。5.2.10起爆1雷管及延期时间的选取期爆破。取间隔时间50～100ms。起爆顺序由外向内逐排起爆，分成10～16段。2网络形成一次最多起爆药孔个数5～6个，为起到缩短同段延期爆炸时间误差，增强起爆力的效2条独立的起爆线路。每个药孔中各用2个同段雷管、雷管引爆炸药和导爆索。3按爆破方案设置起爆警戒，然后进行装药、连线，采用非电导管起爆网络，采用脉冲起爆器引爆。挖渣、检查不到位应安排补爆。6材料与设备6.1主要爆破器材1采用同时具有较好的抗水、抗压、抗冻、抗渗性，适用于较为复杂条件下的爆破。2猛度高，抗水性能强、安全性能好等特点，适合于水下钻孔爆破。6.2主要设备、材料配置冰层水下爆破主要设备、材料按表6.2配置。冰层水下爆破主要设备、材料配置表序号名称及型号数量备注1XJ-100型地质钻2台222m长臂挖机1台3RC220挖掘机1台4简易钻孔平台1个5乳化炸药6t6雷管840发7导爆索550m8导爆管500m9麻绳500m10钢芯电缆线300m11钻头100个12高压水泵1台13XJ-100型地质钻2台7质量控制措施7.1质量标准7.1.1施工图设计；7.2《路工程质量检验评定标准；7.3《路桥涵施工技术规范。7.2质量控制要点7.2.1钻孔位置误差小于5cm,装药孔底高程误差小于50cm。7.2.2要特殊说明，由设计人员处理。7.2.3厂、同批、同牌号的电雷管，对不合格的爆破器材坚决不能使用。7.2.4装药人员，应严格按爆破设计药量装药，用木质炮棍和准备好的填塞物封孔。7.2.5认真做好每个炮孔的堵塞工作，保证堵塞长度和堵塞质量。7.2.6将电爆网路中的接头用绝缘胶布包裹好，严防短路。7.2.7应由专人负责各区段和其间的爆破网路连接，并检查连接后的网路参数。7.2.8严格按《公路桥涵施工技术规范》要求控制承台基础的尺寸和标高。8安全管控措施8.1建立健全安全生产管理机构，严格安全教育及入场管理，完善安全管理制度。8.28.3严格执行爆破作业安全制度及爆破作业相关规定。8.4爆破物品进行防水处理并对爆破物品进行抗水、抗压爆破试验，检测电雷管电阻值，非电导爆管检查外观有无受损；爆破器材、起爆器、欧姆表进行性能测试。8.5爆破时采用小于设计一次起爆用药量1～2进行爆破，同时进行地震震速监测，有重要水下水工构筑物要进行水击波监测。8.6水下电爆网络的导线和保护绳，采用具有足够强度，防水性和柔韧性较好的绝缘线作电爆网路的导线。8.7雷雨、视线不明（雾天、晚严禁进行裸爆施工。8.8爆破器材管理安全措施：8.1爆物品管理应严格《民爆条例《细则有关规定和当地公安部门的要求执行，具体做法是：1炸药、雷管运输先办手续，由专车运送，分车装运，派专人押送。2炸药、雷管使用当天由仓库运到现场，装药完毕，剩余炸药、雷管当天退回仓库。3严格领发、清退手续，指定专人造册登记，做到帐物相符，不出差错，不遗失，不流落社会。8.8.2爆炸物品使用应遵守以下规定1制作和装填药包过程中不准抽烟，场外设临时警戒人员，严禁外人入内；2制作药包应按设计规定的药量，不准随意增减，不同重量的药包，不同段别的雷管要分别放置，防止出现差错；3向孔内装填药量，将药包轻轻送入孔底，填塞时先轻后重，力求填满捣实，防止损伤脚线；4线路联网时，按规定操作，防止联错、漏接，保证可靠起爆。8.9爆破飞石的预防措施对于爆破飞石效应，可采取以下预防措施：8.9.1布孔前详细测量爆体尺寸，确保实际最小抵抗线不小于设计值。8.9.2使最小抵抗线方向避开重点保护目标，指向开阔区。8.9.3根据岩石性质和具体的地质条件确定合理的装药量、装药集中度和单耗药量。8.9.4加强填塞质量，填塞长度应大于最小抵抗线或30倍孔径。8.10禁止一切无关人员进入爆破现场，并在爆破区域周围设置警戒标志。8.11警戒人员至少应在起爆前半小时到指定地点上岗，按计划断绝各通往或经过爆破位上做其他事情。8.128.3在爆破作业时，根据B672-003《爆破安全规程，爆破时必须同时发出声响和视觉信号使危险区的人员都清楚地听到和看到采用预告信号起爆信号解除警戒信号三级信号制度。8.14爆破后的安全检查8.14.1施工爆破后由安全员进行安全检查，检查是否发生盲炮，如果有盲炮应立即进行排除。8.14.2爆破所产生的盲炮未排除前，任何非排盲炮船舶不能驶入爆破区域，各警戒船舶和警戒人员不能撤离警戒区域。8.14.3经施工安全检查员检查确认后,施工爆破区域已经确保安全，经施工现场负责人同意，方准重新开始施工作业。9环保措施9.1将《环境影响评价报告》及周围实际环境状况作为编制《施工组织设计》和分阶和活动，制定相应管理制度。9.2采用8＃非电毫秒延期导爆管雷管，进行微差爆破，以减小水冲