大型桩间挡土墙挖孔桩入岩控制爆破施工工艺

大型桩间挡土墙挖孔桩入岩控制爆破施工工艺[摘要] 地质情况变化复杂地段大型挡土墙，且紧临既有电气化铁路入岩开挖桩基，考虑控制飞石、滚石，为加快桩基入岩速度和保证施工安全，介绍
桩孔入岩预裂控制爆破施工工艺。

[关键词] 挖孔桩控制爆破
一、工程概况
本工程位于襄渝复线左线扩堑山体旁。

起迄里程为K575+804～+979共175m，桩基共25根，开挖深度合计510m，桩基截面2.0×2.0～2.5×2.75m不等，最深桩长25m。

该施工地段周围环境极其复杂，紧邻既有电气化铁路线，距离运营铁路设备仅约8m，旁有居民住户；桩孔在山体下部，且山体较陡峭，桩孔侧压力较大，地质资料表明施工中要穿越低液限粘土和变质砂岩，其中低液限粘土仅表层少量覆盖，其余均为变质砂岩。

第一层变质砂岩容许承载力[ν
0]=250KP
a
;
第二层变质砂岩容许承载力[ν
0]=400KP
a
;
第三层变质砂岩容许承载力[ν
0]=600KP
a
;
二、爆破方案设计
由于桩孔入岩时工作面较小，且作业面较深，考虑到岩石的钳制力较大，和钢筋混凝土护壁的抗震能力。

桩基进入变质砂岩后用风镐凿岩进度较慢，工期要求过长，由于合同施工工期紧张，同时考虑到施工环境复杂，为提高掘进速度，桩基开挖采用浅孔小药量预裂控制爆破开挖施工技术。

防止剧烈震动造成桩孔变形、坍塌以及防止飞石、滚石危及既有线路、电气化设备的安全，确保既有线路正常运营。

三、关键技术
1、爆破参数
爆破参数应根据所爆破工艺特点和爆破孔径、岩体的物理力学性能、岩体风化程度、岩石的结构组分、内聚力、裂隙性等，特别是岩石的变形性、动力性以及所使用的炸药的性能来确定，同时结合矿山竖井开挖和混凝土桩身爆破经验成果和部分参数加以选定。

1）单位用药量系数
坚实系数：f=4～10
密度：2200～2900kg/m3；
单眼孔用药量系数k：500～600g/ m3；
2）炮眼间距
桩眼入岩采用手持式气动凿岩钻眼机，炮眼直径d=32～42mm，炮眼直径按照15～20d控制即
a=（15～20）×d=500～800mm
3) 炮眼深度及循环尺寸
由于成桩直径2.0～2.5m不等，考虑到孔较深，为保证每次控制爆破起爆量能在较短的时间内出碴，护壁能及时浇筑保证桩孔安全，循环尺寸按照h=0.5m 设定。

桩孔爆破炮眼率η一般为85%～90%，炮眼钻眼深度H=h/η，取爆破炮眼率η=85%
H=0.5/0.85=0.58m，实际钻眼按0.6m控制，其中掏槽眼比边眼加深0.1～0.2m。

2、炮眼布置
以2.5×2.75m代表性桩径为例布置炮眼，在中间布置一个掏槽眼，考虑到桩孔爆破炮眼率η一般为85%～90%，在布置边眼时应在合理范围内多布置炮眼，降低瞎炮对控制爆破的影响。

周围边眼按照排距(D)0.8m，眼距(W)0.75m布置，离挖岩壁0.7～0.80m，详见“炮眼布置图一”
3、装药量计算
1）单眼孔理论装药量：
qτ边= k×H×D×W÷1000=500×0.6×0.7×0.8÷1000=0.168 kg；
qτ边=单眼边孔掘进尺寸用药量（kg）；
k=单孔用药量系数
H=炮眼深度；
D=排距;
W=眼距;
2）装药量分配
中间掏槽眼qτ中比边眼多装10%的药量：
qτ中= qτ×1.1=0.185 kg；
qτ中=中间掏槽眼掘进尺寸用药量（kg）；
3）每循环掘进尺寸装药量:
Q
总=N
边
×qτ边+ qτ中=8×0.168+0.185=1.529kg；
N
边
=起爆面边眼布眼数量；
Q
总
=起爆面掘进尺寸用药量（kg）
4、起爆方法、爆破网络及爆破器材选用
爆破采用电雷管引爆导爆索再由导爆索引爆汽雷管，后由汽雷管产生的能量引爆乳化炸药，期间采用延期毫秒雷管进行延时。

起爆网络应使所有雷管按设计的起爆顺序、起爆时间起爆。

由于桩孔岩体爆破为一次性爆破且起爆数量不大，故采用孔内微差爆破网络。

孔内微差网络是将非电导雷管、毫秒延时雷管按设计的段数装入炮眼内，直接在孔内分段起爆.详见“同排同段等间隔爆破网络图二”。

5、爆破前堵塞
爆破装药量严格按照爆破设计参数进行控制，严禁多装炸药。

堵塞材料一般为半干黄黏土或砂加土拌合物。

堵塞长度为爆破长度的2/3L或≥30D。

堵塞时将堵塞材料分层装入孔内，并做到分层捣实，严禁用碎石块堵塞或不堵塞爆破。

井口可用铁板覆盖并加压砂袋防止爆破飞石飞出井口。

炮眼装药详见“爆破炮眼装药结构图三”。

6、试爆
在正式爆破前应进行爆破测试，爆破过程中遇到岩石变化较大时也要进行试爆。

试爆是按爆破设计的孔网参数和单位耗药量进行实验性爆破操作，然后分析
试爆成果，并以其为参照对设计参数进行调整，指导正式爆破。

7、爆破后欠挖处理
瞎炮处理后对岩壁欠挖部分应采用风镐修整，保证桩孔的截面尺寸。

8、孔内防护
井内出碴可采用设置三角梁安设电动滑轮垂直将碴体运输出井口，每一循环完成后应及时浇筑壁厚0.2m的C20砼护壁，对岩壁不稳固，有易脱落危岩层应视情况挂钢筋网或打锚杆浇筑加厚C20钢筋砼护壁特别防护。

四、管理措施
桩基人工挖孔桩施工过程中作业人员数量较多，且在多桩孔同时开挖时，工序交叉频繁，作业较为集中，为了保证入岩爆破安全、顺利的进行必须做到科学组织，严格管理。

1、组织措施
严格执行《营业线施工安全管理规定》中有关规章制度，建立以项目经理为组长的爆破安全领导小组，其成员由爆破总负责人、技术总负责人、防护安全员及各施工工班组长组成，所有施工人员上岗前必须进行岗前培训，各专业工种必须持证上岗，挂牌施工，井下人员必须登记在册，树立“既有线施工无小事”的思想。

2、建立爆破器材集中收发、审批、领取制度。

火工品存放库位置、存量和运输均应按公安部门批准方案进行。

爆破器领取应做到用多少领多少，剩余爆破器材必须及时返库。

避免爆破器材流入社会。

3、合理安排爆破时间，爆破前应逐一通知周围居民住户，做好警戒工作，按照起爆信号控制施工现场。

准备起爆信号要求全体人员撤离警戒区；确认人员、必要设备等已全部撤离后启动起爆信号并实施爆破；爆破不少于5分钟后，排烟、下井经检查人员检查确认全部爆后发出解除警戒号。

4、爆破总负责人负责现场施工组织，人员调配，合理组织施工、生产安全，并对安全、生产负全责。

5、技术总负责人负责施工过程的技术工作，并监督安全和质量，全面负责爆破工作的实施。

6、安全员负责现场安全检查，布置检查爆破警戒。

7、起爆员负责装药及起爆工作。

8、专业工班组负责装药、连线、通风，专业检查员处理瞎跑和哑炮并定员定岗。

五、安全技术
1、起爆飞石的控制措施
在电气化铁路旁进行爆破作业，除采用合理控制爆破技术外，还要加强防护，主要控制飞石和防止因爆破震动而引发的滚石，为保证行车安全，必须做好防护工作。

桩孔爆破工作面平均在地表下8m，在爆破桩孔口用铁板覆盖并加压砂袋可有效防止爆破飞石飞出地面，影响电气化铁路设备及伤及人员，在山体边坡处应搭设封闭式钢管防护排架防止滚石落入股道内。

2、爆破炮烟的排除措施
炸药爆破后会产生大量有害气体，必须进行机械性强制通风排
烟，可采用空压机风管从井底向上灌风换气，利用空压机将空气灌入井内将炮烟由下自上压出井外，达到排除有害气体的目的。

3、瞎跑处理
爆破按规定时间停留后，排除炮烟，检查人员进入井内工作面检查瞎炮情况，如发现瞎炮，对瞎炮将不再引爆处理，可对瞎炮采取水浸蚀法处理，并设明显标志，在井外周围5m内严禁人员通行，残眼亦被视为盲炮处理范围，严禁非工作人员私自下井处理瞎跑。

4、爆破器材的安全管理措施
爆破器材属于危险品，流入社会将造成巨大的安全隐患，对人民群众的生命财产安全可造成巨大损失，应进行严格的管理。

1）建立严格的爆破器材的发放、领用、使用及回收管理制度，并接受当地公安机关监督、检查和指导。

2）爆炸品运输、储存、使用过程中，要严格按照《爆破安全规程》操作，爆破器材应派专人管理，分门别类地使用木箱盛装，严禁混装。

在运输和使用过程中应轻拿轻放，严禁碰撞。

六、结束语
由于桩基开挖要穿越多种地质带，各种地质情况存在较大差异，在入岩爆破施工中应根据地质变化及时调整爆破参数，以便有效的控制爆破效果。

由于采用了浅孔小药量预裂控制爆破技术，桩孔入岩速度明显加快，加之采用多桩基同时开挖循环爆破，每天能保证一个循环开挖，同时后期出碴、护壁施工能及时跟上，保证了井下施工能安全、可控的进行；控制爆破后爆破岩壁凿出面光洁，后期修整量小，且能有效防止飞石、滚石。

在紧邻既有电气化铁路线，施工环境复杂的情况下有效的保证了襄渝既有运营线路的正常运行。

参考文献
路桥集团第二公路工程局主编《路基》2003年6月第一版。