人工挖孔桩爆破方案.doc

中铁十六局集团资兴高速第四标段项目经理部

桥梁桩基础人工挖孔爆破方案
一、工程概况
xxxx（xxx）到xxxx高速公路北起xx县xx乡湘桂交界的xx村xxxx，经xx、xx、xx至xx县境内，经xx、xx、xx止xx村接xxxx高速公路，全长xxxxKm。
本合同段里程为Kxx+xxx～Kxx+xxx，线长10.828km共12座桥，桥梁双线4947.88延米，桥梁基础有Φ1.5、Φ1.8、Φ2.0、Φ1.5Φ2.5、Φ2.8六种直径桩基基础见表1，桩基采用冲击钻机成孔和人工挖孔两种。下部桥墩采用柱式墩，桥台一般采用重力式U台、柱式台、肋板式台。上部结构为预应力混凝土（后张）先简支后连续T梁。T梁采取现场预制，架桥机安装。
表1 桩基工程数量表
序号
项目
Φ2.8
Φ2.5
Φ2.2
Φ2.0
Φ1.8
Φ1.5
1
xx大桥

40
248
500
236
68
2
xx大桥

130
454

3
xxx大桥
32
90
60
178
232
48
4
xxx大桥
132
60
116
510
40
96
5
xxx大桥

424
246
6
xxx中桥

85

7
xxx大桥

74
42
76
88
118
8
xxx大桥

66
214
9
xxx桥

48
96
10
xxx大桥

70

40
104
x
xxx大桥

146

合计

164
264
682
1394
1713
990

㈠ 沿线自然地理概况、地形、地貌
路线经过地区主要为山地地貌，以低山为主，沟谷发育，多呈V字型，植被发育，沟内常年流水。
工程地质条件
本项目路线经过范围主要有火成岩、沉积岩、变质岩三大岩类和第四系松散堆积层，加里东期、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、白垩系、第四系九套地层，硅化岩、花岗岩、砂岩、页岩、泥岩、砾岩、灰岩、碎裂岩、糜棱岩、断层角砾、断层泥、冲洪坡积碎石类土、砂类土、黏性土均有分布。
本标段沿资新断裂展布，主要出露于断层以东，上覆于加里东期花岗岩，青灰色，灰白色、层状构造，节理发育，岩体风华强烈，岩体结构破坏严重 ，大部分呈碎块状，中风化——全风化。
㈡ 水文地质条件
本标段地表水丰富，沟内常年流水，水系较发达，主要受大气降水补给。地表水一般都清澈透明，无色无嗅，水质感观良好，局部村庄密集区地表水体受到污染，地下水一般水质均较好。根据水质分析结果，项目区地表水PH值在5.89～8.29之间，SO42-值均小于200mg/l，CL-值均小于100mg/l，地下水PH值在5.86～8.34之间，SO42-值均小于200mg/l，CL-值均小于100mg/l。根据《公路工程地质勘察规范》 JTG C20-2011 附录K 规定，地表水和地下水对混凝土结构具微侵蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性。可用于工程建设。
二、施工方法
1、土方开挖
（1）.井孔开挖由人工自上而下逐层进行，挖土次序为先挖中间部分后挖周边。挖至地下水位时，在孔内挖集水井，小型潜水泵将水排至场地排水沟内。随着挖孔加深，安装通风、照明、通讯等设备。组织三班制连续作业，采用电动链滑车，用10KN～20KN慢速卷扬机提升。施工首轮桩基，待首轮桩基浇注完混凝土护壁后，再施工次轮桩基，每轮的桩基可同时开挖。开挖前，首先在井口设置C30混凝土围护，井口围护高出地面300mm，防止土、石、杂物落入孔内伤人。
（2）. 挖孔时如有水渗入，需及时支护孔壁，防止水在孔壁浸泡流淌造成坍孔。渗水使用水泵（孔深小于水泵吸程时，水泵设在孔外；孔深大于水泵吸程时，将水泵吊入孔内抽水）排除到地表的排水沟、集水井中，再用水泵排放到附近的水渠中。桩孔挖掘及支撑护壁两道工序必须连续作业，不得中途停顿，以防坍孔。
（3）. 挖孔达到设计深度后，进行孔底处理。必须做到平整，无松渣、污泥及沉淀等软层。如地质复杂，应用钢钎探明孔底以下地质情况，并经监理工程师复查认可后方可灌注混凝土。若设计为嵌岩桩,桩底必须进入若风化岩层3～4m，施工时若发现实际地质与设计不符，及时请示监理,并与设计单位协商变更。
（4）. 挖孔的平面尺寸，不得小于桩的设计断面。在浇注混凝土时不能拆除的临时支撑及护壁所占的面积，不得计入有效断面。

活底吊桶
活动安全盖板
混凝土护壁
定型组合钢模板
单轨电动葫芦

孔桩垂直运输示意图
2、石方爆破施工
根据目前挖孔深度，拟采用深孔松动爆破，采取接近内部作用药包的装药量，用塑料导爆管非电起爆系统设计成内外微差网络，使得各个炮孔起爆有足够的时间间隔，成为独立的作用药包，炮孔中回填足够长度的定密实度的堵塞物，以保证爆破后的岩石开裂、松动而不飞散。然后采用人工挖掘出碴方法成孔、封底，安放钢筋笼，浇灌混凝土而成桩。主要是边放炮、边挖掘、边分节作混凝土护壁，以防孔壁坍塌，其工艺流程如下：
爆破设计
施工方案
起爆网络设计
药量计算
炮孔布置
人员组织
材料准备
爆破施工
炮孔定位
钻眼
装药
炮眼填堵塞
连接网路
防护覆盖
起爆
起爆现场检查
解除警戒
人工出碴
挖孔循环

松动爆破要有效地控制爆破振动，防止爆破飞石产生，控制爆破冲击波。
四、爆破设计
松动控制爆破通常采用梯段爆破，但在桥桩孔中，因其桩径的限制——桩基最大直径2.8m，爆破面积最大为6.15m2,本方案以1.8米桩径为例，爆破面积为2.544 m2。根据爆破经验，其炮眼布置如下图：

㈠、炮眼参数
①掏槽眼倾角α角一般为20°（使用炸药为岩石硝铵防水乳化炸药）。
②炮眼深度H≥0.8m，炮眼直径为30mm。
③爆破断面最大抵抗线Wmax≤0.54H＝0.54×0.8＝0.432m。
④实际最小抵抗线W：当H≤5m时，W＝Wmax－0.05H＝0.432－0.05×0.8＝0.392m。
⑤炮眼底部超钻h1＝（0.2～0.3）Wmax＝0.25×0.432＝0.108m。
⑥堵塞长度h0＝（0.7～1.0）W＝0.85×0.392＝0.3332m。
⑦炮眼间距a＝（1.0－1.25）W＝1.125×0.392＝0.441m。
实际炮眼为周边眼8个，辅助眼为4个，掏槽眼为2～3个。每个爆破断面炮眼控制在15个炮眼内。
㈡、药包参数的选择和计算
标准抛掷爆破单位用药系数K，根据沿线岩石节理列隙发育情况查表选用1.6。控制装药系数C考虑到公路较近选用0.6。
每个炮眼装药量为：Q＝qaWHKC＝1.23kg／m3×0.441×0.392×0.8×1.6×0.6＝0.16kg。实际采用1管炸药0.15kg。
每次循环计算使用炸药消耗总量为：
Q标总＝qSιη＝1.23×2.544×0.8×0.9=2.25kg。
每次实际使用炸药总量为：
Q实总＝nQ＝15×150＝2250g＝2.25kg。计算实际相符。
式中 Q标总——每次循环计算炸药消耗总量，单位kg；q——单位炸药消耗量，根据断面选用1.23kg／m3；S——桩基断面积，2.544㎡；ι——平均炮眼深度0.8m；η——炮眼利用率，选定90％； Q实总——每次循环计算炸药消耗总量，单位kg；n——实际炮眼数量15个以内；Q——每个炮眼装药量，单位kg，实际采用1管炸药150g。；
㈢、起爆网路设计
网路连接的要点 ，采用塑料导爆管非电起爆，连线从网路起爆终点开始，逐渐接近网路起爆的始点；连接过程中把相关药包引出的导爆管绑扎在洞外连接雷管周围。
㈣、布眼与钻眼
周圈眼按1.8×3.14159÷0.441＝12个眼调整为8个，辅助眼调整为4个，掏槽眼为2～3个，增大抵抗线是为了更保证孔内不抛出飞石。钻眼时要根据设计要求，确保孔位、方向、倾斜角和孔深。但在钻眼过程中，同一断面石质有较软和较硬同时存在时，施工人员可在较硬石质段拉近炮眼距离，较软石质加大炮眼距离，但要保持周边眼、辅助眼的总数不变。炮眼的深度为0.8m＋0.108m＝0.91m，炮眼最大深度控制在1m以内，最浅深度不能小于0.9m。
㈤、装药与堵塞
装药前测量炮眼深度，对不符合要求的炮眼要返工，采用防水炸药，每个炮眼内装1管（150g）炸药，要防止卡孔。回填堵塞的材料选用一定湿度的粘土，为防止卡孔，要分多次回填，边回填边用炮杆捣实，还在注意保护炮眼内的导爆管不要碰损。
㈥、安全警戒
所有准备工作具备后进行放炮，放炮之前，人员及机械撤离桩孔10m半径以外，确认所有人员、机具撤至安全线后，放炮人员接到指挥人员命令后通电起爆，当有人或车通过时不得进行爆破。
挖孔桩爆破施工注意事项
1.爆破时井口覆盖钢筋网和砂袋，以杜绝飞石外逸。
2.爆破作业时须加强爆破振动监测，并用监测结果及时修正爆破参数。
3.爆破后须采用高压风和鼓风机进行足够的通风排烟处理，经确认安全后方可进入孔内作业。
㈦、控制爆破振动速度的计算
每个桩位爆破钻眼位置如上图所示，钻眼深度控制在100cm以内，炮眼15个，单个炮眼装药量为150g，群包药量为2.25kg。
目前国内外多以质点振动速度来衡量爆破的地震强度。当埋置于平坦地面以下的药包爆炸时，在地层表面引起的质点振动速度可用萨道夫斯基的经验公式计算：V=K（ ）α
V=30×((2.251/3)/12.408)1.5=1.029cm/s
式中 Q—药包重量（kg）；
R—计算点到爆源的距离（m）；
K、α—与地震波传播地段的介质性质及距离有关的系数，K取30，α取1.5。
查《爆破地震烈度表》可知＜2.5cm/s属于烈度等级Ⅰ级，微震，
对建筑物和结构物无损害。
㈧、质量标准
桩孔内爆破的岩石只允许松动开裂，而不允许出现飞石，更不得飞出孔外，上述设计爆破效果可使每个循环爆破深度控制在30～40cm左右，然后采用人工手持风镐破碎后，进行出碴工序。松动爆破冲击波控制在30m范围内房屋门窗玻璃完好无损，允许振动速度值控制在2.5cm／s以内。
五、安全防护措施
①作业人员要经过安全培训，进入孔内人员必须佩戴安全帽，孔下有人作业，孔口应有人监护。
②运输、使用、保管炸药和起爆器材要按有关规定执行。炮眼要有一定的堵塞长度，加强回填质量。
③供人员上下井使用的手动葫芦、吊笼等，要配有自动卡紧的保险装置，不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸缘上下、葫芦使用前必须检验其安全起吊能力。
④在靠近公路施工范围两侧，用刀旗进行围挡，并派安全人员指挥交通，防止爆破作业期间人员及车辆进入施工范围。
⑤需要放炮的孔口上盖直径16钢筋做成的10×10cm的网罩固定在孔口上方，这样即使有个别碎石飞上孔口，也被钢筋网罩挡住，保证石碴不乱飞伤人。
⑥放炮时，在施工段两侧各800米处设专人负责观察交通情况，用对讲机及时与放炮人员联系，确保无人车通过时爆破。
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