本發(fā)明屬于橋梁建造技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基礎(chǔ)施工水下爆破施工方法。

背景技術(shù)：

隨著中國(guó)橋梁建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，許多水下基礎(chǔ)施工問題也變的越來越重要。伴著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和施工經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，水下基礎(chǔ)的施工技術(shù)也在不斷發(fā)展著，水下基礎(chǔ)開挖一直是制約橋梁施工進(jìn)度的主要關(guān)鍵點(diǎn)，目前在進(jìn)行水下爆破施工時(shí)，施工進(jìn)度仍然有待提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種水下爆破施工方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

一種水下爆破施工方法，包括爆破設(shè)計(jì)和爆破施工，

所述爆破設(shè)計(jì)包括以下步驟：

A1：采用分層爆破的方式，一共分三個(gè)爆破層，每層分八個(gè)爆破區(qū)，根據(jù)承臺(tái)最大嵌入巖層深度，制定三層的平均爆破深度；

A2：鉆孔設(shè)計(jì)

采用潛孔鉆鉆孔，要求最小抵抗線應(yīng)比陸地上鉆孔淺眼爆破減少15％，制定孔徑大小d、孔間距a、孔排距b、炮孔傾角α、鉆孔深度H和超鉆深度h，

其中孔排距b是根據(jù)查爆破手冊(cè)獲取，b＝0.9*1.0a，

鉆孔深度H根據(jù)爆破巖石的結(jié)構(gòu)和平均爆破深度獲取，

超鉆深度h＝μ，H，μ為超鉆系數(shù)，μ位于0.1～0.3之間，巖石硬度越大，則μ的取值越大；

A3：計(jì)算水下爆破炸藥單耗量

計(jì)算公式采用q＝q₁+q₂+q₃+q₄，其中

q₁為基本藥量單耗，是根據(jù)巖石硬度系數(shù)查表獲得；

q₂為爆破區(qū)上方水下壓增量，q₂＝0.01H₀，H₀為水深；

q₃為覆蓋層增量，q₃＝0.01h₃,h₃為覆蓋層厚度；

q₄為巖石膨脹增量，q₄＝0.03H，H為孔深；

A4：設(shè)計(jì)單孔裝藥量：

考慮水深的影響，單孔裝藥量為Q＝k₁qabH，

其中k₁為水下爆破藥量增大系數(shù)，k₁位于1.1～1.3之間；

A5：設(shè)計(jì)爆破網(wǎng)絡(luò)：

采用非電毫秒微差雷管起爆炮孔中炸藥，為避免產(chǎn)生瞎炮，每個(gè)炮孔應(yīng)采用多點(diǎn)起爆，即在炮孔的底部、上部各設(shè)一個(gè)起爆點(diǎn)，每個(gè)起爆點(diǎn)放二枚雷管，同一炮孔中應(yīng)使用相同段別的同批雷管；

所述爆破施工包括以下步驟：

B1：根據(jù)鉆孔設(shè)計(jì)開始鉆孔，要求潛孔鉆在船舶工作臺(tái)上安設(shè)牢固，孔位采用GPS放點(diǎn)，鉆孔用的外套管需在裝藥完畢后取出，在鉆孔完畢及裝藥前均需進(jìn)行成孔驗(yàn)收；

B2：測(cè)量孔深，如與鉆孔設(shè)計(jì)相符，則開始裝藥，如果與鉆孔設(shè)計(jì)不符，則由設(shè)計(jì)人員調(diào)整裝藥量，按照所設(shè)計(jì)的爆破網(wǎng)絡(luò)布置雷管，裝藥完畢無誤后，順著外套管裝填河砂，把炮孔堵滿，之后把外套管取出；

B3：聯(lián)線，聯(lián)線可在平臺(tái)上進(jìn)行，每一排的孔尾線分別綁扎在一竹桿上，竹桿漂浮在水面上，要求炮孔的次序與尾線綁扎次序相一致，以免爆破網(wǎng)絡(luò)連接出錯(cuò)，整個(gè)爆破網(wǎng)絡(luò)由最后一個(gè)接力組的連接雷管的尾線引至岸邊，起爆電雷管在警戒完畢后才聯(lián)上網(wǎng)路；

B4：爆破警戒和起爆

爆破警戒包括施工警戒和起爆警戒，施工警戒距離為20m，用視覺信號(hào)作標(biāo)記即可，起爆警戒應(yīng)同時(shí)發(fā)出視覺信號(hào)和聽覺信號(hào)，警戒人員應(yīng)配帶明顯標(biāo)志，警戒完畢后，進(jìn)行起爆電雷管的連接，連接完畢，立即起爆；

B5：爆破效果檢查

起爆后5分鐘，把竹桿打撈上來，檢查爆破網(wǎng)絡(luò)傳爆情況，如爆破網(wǎng)絡(luò)安全傳爆，可解除警戒，

如未完全傳爆，可重新連線再次起爆，警戒距離不變，在確認(rèn)安全后可解除警戒，

解除警戒后，潛水員下水檢查巖石破碎度和爆破范圍，以調(diào)整爆破參數(shù)，達(dá)到最佳爆破效果。

本發(fā)明的有益效果在于：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在爆破設(shè)計(jì)中對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行了合理、高效的設(shè)計(jì)，在爆破施工中按照爆破設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行實(shí)施，該方法可加快基礎(chǔ)施工進(jìn)度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中水下爆破孔位的布置圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

實(shí)施例

地質(zhì)情況

1#墩承臺(tái)位于攀枝花市紅格大道公路邊坡下方金沙江中。1#墩河床為塊石土且含有大孤石，層厚約14m；2#墩靠公路側(cè)圍堰基坑開挖約20m，上部開挖至公路邊坡坡腳處，且公路邊坡為沙夾塊石松散堆積體。下部嵌入弱風(fēng)化花岡巖層達(dá)8m，巖層較硬，需采用水爆破開挖。

周圍環(huán)境

1#墩基本位于金沙江左側(cè)，紅格大道公路邊坡下方，離公路較近大約30m。紅格大道外側(cè)為既有成昆鐵路；路交通繁忙。2#墩位于金沙江右側(cè)，金沙江大道公路邊坡下方，離公路較近大約20m?？抗穫?cè)圍堰基坑開挖約20m，開挖至公路邊坡坡腳處，且公路邊坡為沙夾塊石松散堆積體。下部嵌入弱風(fēng)化花岡巖層達(dá)8m，巖層較硬，必須采取水下控制爆破。

爆破工程量

采用先開挖覆蓋層，巖層部分進(jìn)行水下爆破開挖。雙壁鋼圍堰外徑為φ39m，因此水下基爆破開挖成圓形，下口直徑42m，1#墩巖層開挖平均深度為11.5m，2#墩巖層開挖平均深度為10.1m，漏斗邊坡1：0.5。

圍堰基坑水下爆破工程量表

水下爆破設(shè)計(jì)原則

針對(duì)本工程水下爆破的特點(diǎn)，確定以下設(shè)計(jì)原則：

(1)大直徑鉆孔，小孔網(wǎng)參數(shù)。

(2)大單耗藥量，對(duì)巖石進(jìn)行破碎爆破。

(3)爆破用非電導(dǎo)爆管毫秒微差起爆網(wǎng)絡(luò)。

(4)嚴(yán)格控制爆破振動(dòng)、沖擊波及飛石等有害效應(yīng)，保障周圍設(shè)施的安全。

(5)潛水員檢查基坑有無欠挖情況，采用淺孔爆破修正。

(6)分層分區(qū)爆破。共分為3層，第1層平均爆破深度4.5m，第2、3層爆破深度3.5m(取承臺(tái)最大嵌入巖層深度)。每層共分成8區(qū)，以爆破量大致相等分區(qū)。

爆破設(shè)計(jì)

采用分層爆破的方式，一共分三個(gè)爆破層，根據(jù)承臺(tái)最大嵌入巖層深度，制定三層的平均爆破深度，第1層平均爆破深度4.5m，第2、3層爆破深度3.5m，每層分八個(gè)爆破區(qū)，以爆破量大致相等分區(qū)。

鉆孔設(shè)計(jì)，采用潛孔鉆鉆孔，要求最小抵抗線應(yīng)比陸地上鉆孔淺眼爆破減少15％，最小抵抗線W_p＝0.85*2m＝1.7m；

采用GY-2A潛孔鉆，鉆孔孔徑大小d＝11cm；

第1層、第2層均取孔間距a＝1.8m，在查爆破手冊(cè)獲取，得出孔排距b＝0.9*1.0a＝0.9*1.8m＝1.62m取1.6m；

炮孔傾角α設(shè)計(jì)為90°，即垂直打孔；

根據(jù)爆破巖石的結(jié)構(gòu)和平均爆破深度制定各層的鉆孔深度H，第1層為4.5m,第2層為3.5m，第3層為3.5m；

超鉆深度h＝μ，H，μ為超鉆系數(shù)，μ位于0.1～0.3之間，巖石硬度越大，則μ的取值越大，該處巖層較為堅(jiān)硬，這里μ取值為0.2,從而得出三層的超鉆深度分別為0.2*4.5＝0.9m，0.2*3.5＝0.7m，0.2*3.5＝0.7m。

計(jì)算水下爆破炸藥單耗量，計(jì)算公式采用q＝q₁+q₂+q₃+q₄，其中基本藥量單耗q₁＝1.1kg/m³(根據(jù)巖石硬度系數(shù)f＝6，查表可知露天自水下爆破取1.1kg/m³)；爆破區(qū)上方水下壓增量q₂＝0.01H₀(H₀為水深，第1層平均取10.0m，第2層平均取13.5m，第3層平均取17.0m)；q₃＝0.01h₃(h₃為覆蓋層厚度，第2、3層考慮剩余清渣取1.0m)；巖石膨脹增量q₄＝0.03H，H為鉆孔深度；

每層的水下爆破炸藥單耗量如下

q_一層＝1.1+0.01*10.0+0.01*0+0.03*4.5＝1.34kg/m³

q_二層＝1.1+0.01*13.5+0.01*1.0+0.03*3.5＝1.35kg/m³

q_三層＝1.1+0.01*17.0+0.01*1.0+0.03*3.5＝1.39kg/m³

設(shè)計(jì)單孔裝藥量，考慮水深的影響，單孔裝藥量為Q＝k₁qabH(取自《工程爆破新技術(shù)》何廣沂著192頁(yè)5-2)，其中k₁為水下爆破藥量增大系數(shù)，k₁位于1.1～1.3之間；

第一層單孔裝藥量Q₁＝1.3*1.34*1.8*1.6*4.5＝22.58kg

第二層單孔裝藥量Q₂＝1.3*1.35*1.8*1.6*3.5＝17.69kg

第三層單孔裝藥量Q₃＝1.3*1.39*1.8*1.6*3.5＝18.21kg

爆破設(shè)計(jì)的具體參數(shù)統(tǒng)計(jì)如下：

水下爆破設(shè)計(jì)參數(shù)表

設(shè)計(jì)爆破網(wǎng)絡(luò)，采用非電毫秒微差雷管起爆炮孔中炸藥，為避免產(chǎn)生瞎炮，每個(gè)炮孔應(yīng)采用多點(diǎn)起爆，即在炮孔的底部、上部各設(shè)一個(gè)起爆點(diǎn)，每個(gè)起爆點(diǎn)放二枚雷管，同一炮孔中應(yīng)使用相同段別的同批雷管，爆破網(wǎng)絡(luò)如圖1。

爆破施工

1)爆破器材的儲(chǔ)存、運(yùn)輸

爆破器材和炸藥的品種，規(guī)格按設(shè)計(jì)向廠家訂做，并由廠家負(fù)責(zé)送至現(xiàn)場(chǎng)或炸藥庫(kù)存放。爆破時(shí)按實(shí)際用量當(dāng)日從炸藥庫(kù)領(lǐng)用，并用專車專人押運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)雷管、炸藥分開堆放，并由專人看管?，F(xiàn)場(chǎng)剩余火工品要及時(shí)送回庫(kù)房，不得在現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)存火工品。庫(kù)房領(lǐng)用、押送、現(xiàn)場(chǎng)保管、剩余火工品回送庫(kù)房等各個(gè)環(huán)節(jié)要建立嚴(yán)格的登記簽認(rèn)制度。

2)鉆孔、驗(yàn)孔

采用潛孔鉆鉆孔，潛孔鉆在船舶工作臺(tái)上安設(shè)牢固，孔位采用GPS放點(diǎn)，孔位定下后，不得存在鉆機(jī)滑動(dòng)、傾斜的可能。鉆桿的安裝，拆卸要嚴(yán)格按機(jī)械操作程序?qū)嵭?。鉆桿擺放整齊、牢固，防止掉桿、滑桿等情況。

鉆孔用的外套管在裝藥完畢后才可取出?？昨?yàn)收在鉆孔完畢及裝藥前各進(jìn)行一次，主要測(cè)量孔深。遇大風(fēng)、水位暴漲、雷雨天氣等情況，禁止進(jìn)行鉆孔、量孔等作業(yè)。

3)裝藥、堵塞

裝藥前測(cè)量孔深，與設(shè)計(jì)相符時(shí)，才可裝藥。不符的由設(shè)計(jì)人員調(diào)整藥量。

按設(shè)計(jì)把炸藥和雷管領(lǐng)至孔邊。核對(duì)無誤時(shí)，開始裝藥。

把雷管放在藥卷中間，用膠布固定好。在藥卷一端綁上引繩。用引繩把藥卷順鉆孔外套管勻速放下，直至設(shè)計(jì)位置，如果藥卷下端受阻，可用引繩輕提以調(diào)整藥卷方位。如此往復(fù)，把炸藥裝至設(shè)計(jì)位置。

裝藥完畢無誤時(shí)，順套管裝填河砂，把炮孔堵滿。后把外套管輕輕取出。取套管時(shí)，用長(zhǎng)繩把雷管尾線固定在平臺(tái)上，以免落水。

引繩裝完藥后不回放，在裝藥過程里，雷管尾線不能受力。

4)聯(lián)線

聯(lián)線可在平臺(tái)上進(jìn)行。每一排的孔尾線分別綁扎在一竹桿上。要注意炮孔的次序與尾線綁扎次序相一致，以免網(wǎng)路連接出錯(cuò)。

竹桿兩頭固定一漂浮物，以增加整個(gè)網(wǎng)路系統(tǒng)的浮力。

網(wǎng)路由最后一個(gè)接力組的連接雷管的尾線引至岸邊，起爆電雷管在警戒完畢后才聯(lián)上網(wǎng)路。

5)警戒和起爆

爆破警戒包括施工警戒和起爆警戒。施工警戒距離為20m，用視覺信號(hào)作標(biāo)記即可。起爆警戒應(yīng)同時(shí)發(fā)出視覺信號(hào)和聽覺信號(hào)。警戒人員應(yīng)配帶明顯標(biāo)志。

起爆警戒前對(duì)航道進(jìn)行短時(shí)間封航。通知交警對(duì)附近公路進(jìn)行短時(shí)間封道。

警戒時(shí)從爆區(qū)向外輻射清理無關(guān)人員和船只到危險(xiǎn)區(qū)以外。

警戒完畢，再進(jìn)行起爆雷管的連接，連接完畢，立即起爆。

6)爆破效果檢查

起爆后5分鐘，把竹桿打撈上來，檢查網(wǎng)路傳爆情況，如網(wǎng)路安全傳爆，可解除警戒。如未完全傳爆，可重新連線再次起爆，警戒距離不變。在確認(rèn)安全后可解除警戒。

解除警戒后，潛水員下水檢查巖石破碎度和爆破范圍，以調(diào)整爆破參數(shù)，達(dá)到最佳爆破效果。

清碴

巖石爆破完畢后，進(jìn)行清除巖碴。清碴用1.5m³水上抓斗船開挖，巖碴抓到泥駁中運(yùn)到指定位置傾倒。抓斗清不完的少量巖碴可由潛水員下水清理?；娱_挖完畢后，采用雷達(dá)掃描儀來進(jìn)行掃床測(cè)量，可以直接準(zhǔn)確測(cè)出基坑底標(biāo)高。用測(cè)深儀檢查基坑情況，準(zhǔn)確而方便。

爆破警戒范圍

在爆破警戒時(shí)，對(duì)于各種爆破效應(yīng)的安全距離應(yīng)考慮一定的安全系數(shù)。以《爆破安全規(guī)程》為依據(jù)，參考有關(guān)資料，確定本工程的爆破警戒范圍如下：

水域中警戒距離上游為500米，下游為300米；

岸上警戒距離為200米；

爆破時(shí)嚴(yán)禁人員和船只進(jìn)入警戒范圍。

為慎重起見，第一次爆破時(shí)應(yīng)按爆破安全規(guī)程規(guī)定的安全距離(上游1500米，下游1000米)進(jìn)行警戒。

爆破前，爆區(qū)周圍500米水域范圍內(nèi)的游泳人員應(yīng)清理，清理完畢才可爆破。

以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。