非常规环境下深基坑控制爆破施工

长阶段大跨度框构桥施工控制技术1.工程概况小河边下穿成昆铁路框构桥全长290.60m，节段长度为10～16.5m，标准跨径2×16.1m，边墙和底板厚度为1.5m，顶板及中墙厚度为1.3m，采用明挖、现浇C40抗渗混凝土施工。在穿过成昆铁路段采用5×24mB型军用便梁13.3m配跨梁联合架空轨道后进行框构施工。框构桥穿过地层为既有铁路路基下的6m厚的土层及其下卧中风化岩层，开挖深度最深达17m。坑壁用1.5×2.0m支护桩进行边坡土层防护，铁路范围内的桩间距为3.5m，其余的桩间距为4.5m，桩间段采用挡土板挡护，岩层用锚喷支护。框构桥顶部为西南铁路主干线成昆铁路，左侧紧邻通往滇西的要道-320国道，四周的工厂、民房较多。2.爆破施工控制技术2.1基坑爆破施工难点及施工方案的确定小河边下穿成昆铁路框构桥紧邻320国道，四周居民较多，并且在爆破的同时还要保证成昆铁路列车安全通行和320国道车辆的正常行驶、附近居民的生命财产安全及基坑开挖的时间限定，在此恶劣的施工环境，必须选定合理的爆破方案，进行科学的组织，在保证安全的前提下能够按期完成基坑开挖工作。在恶劣的施工环境与地质情况和巨大的安全风险情况下，为防止飞石，增加爆破的安全性，通过爆破理论计算和论证分析，采取合理的爆破参数及有效覆盖措施，进行深孔松动爆破能够达到控制飞石，降低爆破振动对既有线路挠动和对附近公路及民房的影响，保证爆破质量与爆破安全。2.2非常规地质及环境下深基坑控制爆破施工工艺流程现场勘察并编制爆破设计施工资料平整场地、处理孤石、开创作业面放样、布孔炮孔检查、实测孔网参数并据实记录计算装药量，并采取试爆药包加工、申请要点装药、堵塞,连结起爆网络覆盖防护，起爆起爆并检查爆破效果解除警戒、消点分析爆破效果调整孔网参数及炸药单耗2.3非常规环境下深基坑控制爆破施工(1)开挖方式根据基坑开挖厚度变化大的特点，为确保爆破安全，针对开挖厚度较大的区域，采用单层开挖，选取纵向隔墙深孔松动控制爆破，横向台阶法布孔的方案，以加快施工进度。(2)爆破参数的选取

。台阶高度H=6.0m孔径D=90mm孔深L=6.5m底盘抵抗线W=1.5m孔距a=2.0m排距B=1.3m爆破装药量7.722kg(3)深基坑控制爆破平面布孔1）B型便梁支墩周围控制爆破孔位布置B型梁临时墩身旁台阶爆破孔位剖面图（单位：m）2）深基坑边坡支护桩附近爆破深基坑边坡支护桩附近台阶控制爆破孔位图（单位：m）(4)装药结构使用1号岩石炸药或乳化炸药,当炮孔较深时采用分层间隔装药，采用竹片导入，对边坡支护桩内侧炮孔分两层，边坡外缘主炮孔分三层，间隔0.6米～0.9米，中间填土；导爆索绑扎减量药包起爆，采用轴向不耦合装药形式。炮孔堵塞长度l应大于最小抵抗线长度W，并不得小于1/3爆孔深度，满足相应的最小抵抗线。(5)起爆顺序B型梁临时混凝土支墩桩基周围在3m距离采取预裂孔布置，然后按照以上计算的排孔间距布置孔眼，并选用起爆网络进行起爆，同排对称起爆，使爆破冲击力互相抵消，减小因爆破产生的侧向力对临时墩身的影响。使用非电起爆系统毫秒雷管微差起爆，同一台阶的预裂炮孔最先起爆之后，在桥下临空区位置的排炮孔按照图示单排起爆，在桥下线路两侧向中心线对称起爆。每个药包装一个雷管，联结成串联网路。每个孔内各层药包采用同一段别的毫秒雷管。(6)预裂破爆在B型便梁临时砼支墩周围3米位置采用孔距为0.5米的预裂爆破，以防止支墩周围爆破震动对军用B型便梁及支墩产生挠动影响。预裂孔先行起爆。为减少水平推力，避免对支墩的影响，各层台阶上的预裂孔由下而上的顺序逐层对称起爆。每排炮孔起爆之后，必须将爆破现场碎石渣等清理干净，然后再进行下一排爆破施工。2.4石方开挖施工(1)既有线路范围外深基坑爆破开挖由于爆破现场地形起伏较大，在形成标准拉槽顶面和临空面前需进行场地的清平工作，当岩石破碎，风化严重，局部软石、片石等利用风镐和机械挖除先行清除。大块石、孤石、危石采用破碎头凿除。为加快施工进度，通过认真总结经验，最终采用阿特拉斯D-742型冲击钻，孔径为φ９０mm，不但速度快，而且钻孔实效高，大大加快了基坑的开挖进度。按“梅花”形状布孔方式阿特拉斯D-742型冲击钻”机（2）既有线路范围内顶部列车动载情况下深基坑爆破开挖为保证B型便梁临时支墩的稳定，在临时支墩周围3米方圆内不进行石方爆破开挖施工，使支墩四周岩石与墩身基础连为一整体，降低因爆破产生地震对其影响，确保临时支墩在竖向及横向处于良好受力状态，3米外的岩石则采用400ms起爆网络雷管，再结合预裂孔并按台阶法爆破梅花形布孔方式进行爆破施工，以避免支墩在爆破过程中由于爆破地震的影响而波击临时支墩及基础稳定，影响顶部列车动载情况下B型便梁及临时支墩的受力性能。2.5安全防护（1）爆破岩体的覆盖根据地形、地质状况以及爆破方法和重点保护的区域的具体情况，采用爆竹夹板作为主要爆破体覆盖材料，结合200×200mm的φ10钢筋网、草袋（或竹夹板）、施工用的尼龙安全网等辅助覆盖材料。覆盖方法为爆破前进行全面（包括各临空面）的爆体覆盖；爆体覆盖采用二层，即在爆体上先密铺一层草袋，其上一层竹夹板；炮口覆盖采用三层，在二层覆盖之上用土袋装土压口。（2）既有线防护在既有线附近爆破除应满足相关的爆破安全操作要求外，还应用竹夹板对钢轨底部进行了覆盖，并在B型便梁和配跨梁的底部挂两层安全网，确保既有线设施的安全，防止飞石对钢轨和梁体的破坏；爆破预告、起爆、解除警戒等信号必须有明确的规定，由专人指挥,经与车站确认在该区段无列车通过且警戒区内无的人、畜等，方可进行起爆等。2.6基坑爆破对既有线路影响监测 爆破时采用UBOX-20016型爆破振动信号自记仪对建(构)筑物地面质点的震动速度进行测试，同时在爆破前后分别对临时支墩沉降、B型便梁挠度及振幅进行跟踪观测，并收集相关观测数据进行分析，以确保列车安全通过。爆破前后对军用B型便梁挠度、振幅进行观测通过跟踪测试，实际测得B型梁支墩爆破振动最大速度最大值为1.2cm/s，距爆破中心54米处厂房的爆破振动速度最大值为0.4cm/s，均小于国家《爆破安全规程》（GB6722-86）的规定（一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物V安=2-3cm/s；钢筋混凝土框架房屋V安=5cm/s）。支墩在爆破前后无沉降、B型便梁挠度及振幅无变化。飞石距离<10m，飞石最大块度30mm。有效地控制了爆破振动、飞石、滚石和空气冲击波对B型梁架空段成昆铁路及附近房屋的危害，达到了预期的目标。3.长节段、大跨度混凝土框构桥裂缝控制3.1裂缝的危害及形成的因素裂缝是混凝土工程常见的一种缺陷，也就是指是指宽度应在0.05mm以上，肉眼可见的宏观裂缝。多数轻微细小的宏观裂缝,对工程结构的承载能力、使用功能和耐久性不会有大的影响，只是有损结构的外观。当可见宏观裂缝较宽较深时，会影响结构的抗渗性能，导致水分及有害物质渗入，诱发钢筋锈蚀或加速混凝土的自然老化，从而损害工程结构的承载能力、使用功能和耐久性。混凝土结构产生宏观裂缝主要是由于混凝土原材料质量低劣、配合比选定不当；或是由于施工过程的施工方法有误或工艺欠佳；或是由于设计有误；或对温度变化和混凝土收缩产生的拉应力估计不足；或混凝土已遭受腐蚀或重大损伤,结构存在严重薄弱环节,成为结构面临破坏的前兆。所以必须采取各种措施预防或减少产生宏观裂缝,确保工程结构的承载能力、使用功能和耐久性。3.2裂缝控制技术措施本工程框构节段在10-16.5m之间，浇注厚度均在1m以上，属长大节段框构的大体积混凝土施工。根据以往施工的大体积混凝土和框构桥混凝土施工经验及对有关文献参考，结合本框构桥的结构特点，为避免因混凝土收缩及内外温差产生裂缝，从原材料的选择、混凝土配合比选定、浇筑工艺，增加混凝土表面抗拉强度和覆盖养护方式等方面进行控制，具体控制措施如下：（1）选定适宜的原材料和配合比水泥选用低热硅酸盐水泥，最大限度控制混凝土的入模温度。选择合适的外加剂，加入大兴云龙粉煤灰厂的Ⅱ级粉煤灰和矿渣粉，可减少了水泥的用量又改善了混凝土的和易性。经过反复试配和大量试验，确定框架C40P12混凝土配合比，见下表：材料名称配合比粉煤灰矿粉石子砂子水外加剂每立方米混凝土材料用量3433086109970217011.48配合比12.3942.3940.370.025因受B型梁支墩所处位置影响，部分框构节段划分过长，最长节段达16.5米，易在混凝土自身收缩下形成横向裂纹。因此对混凝土收缩应力控制极为重要。为此，在框架墙身两侧布@10cm×10cm的Φ6冷拔钢筋网片，以提高混凝土的表面抗拉强度，以抵抗混凝土收缩产生的应力，同时对温度应力也起到抵抗作用，防止裂纹的产生。（2）增强混凝土表面抗拉应力防裂网片（3）施工方面的技术措施

1.采用合理浇筑方案和浇筑方法为防止墙身砼收缩裂缝的产生，采用每节框架分三次浇筑；框架底板至倒角为第一次浇筑，倒角上5m墙身为第二次浇筑；剩余墙身及顶板为第三次浇筑。这样可使墙身混凝土顶部自由收缩,减小混凝土的拉应力，避免砼出现收缩裂缝。1.5m厚基础底板按500mm厚一层，共分三层浇筑到顶，斜面每层浇筑厚度不超过500mm。保证上层混凝土覆盖已浇混凝土的时间不得超过混凝土初凝时间2.养护措施根据热工计算混凝土内表温差：ΔTc=37.5℃>25℃必须采取保温措施。底板、顶板混凝土采用不透水塑料薄膜、麻袋、草帘、黑塑料布四层覆盖。墙身待混凝土强度达到2.5KPa后，将模板松开，对混凝土进行淹养。在养护保温期间持续补充水分，严格控制其内外温差小于25。C，混凝土降温速率小于1.5。C/d及表面温度与大气温度之差小于25。C，从而有效避免出现有害裂缝。

覆盖养生3.3混凝土温度监测情况采用建筑电子测温仪系列产品在底板距混凝土表面75cm,顶板距混凝土表面65cm处设置温控探头，每室沿中心线对称布置。从混凝土中间温度及混凝土表面温度监测结果可以看出，混凝土在浇筑完后的12h内温度上升较快，在72h后混凝土温度达到峰值。混凝土降温过程平稳，内外温差小于25。C，均在温控要求数值内，且没有产生较大的温度梯度。由此可见，采用覆盖四层混凝土养护措施，达到了良好的效果。混凝土中间温度混凝土表面温度4结束语小河边下穿框构桥深基