桥梁扩大浅孔控制爆破方案设计分析

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摘要：某特大桥新建段所处位置与既有铁路线距离较近，且紧邻某排水干渠，周围还有高压线铁塔的实际情况与技术难点，对该桥段0#台—5#墩浅孔爆破方案进行设计。为防止爆破振动及飞石、滚石对周围建筑物的不利影响，采用了“物理隔离防护+地面防护+孔口防护”的立体多层次复合防护措施。应用表明，桥梁基础浅孔爆破方案在保证复杂施工环境下，以降低爆破振速、控制爆破飞石为目的，对爆破施工的顺利进行及施工质量具有重要作用。

关键词：桥梁工程；浅孔爆破；爆破方案

1工程概况

某特大桥新建段设计里程DK58+050—DK58+853，全长803m，与既有铁路线相距13.5m。新建桥段0#桥台及1#、2#、4#、5#桥墩均按明挖基础设计，扩大基础开挖采用潜孔控制爆破技术，爆破开挖墩台设计尺寸见表1。施工区域内0#台—5#墩扩大开挖地层主要为回填土和粉砂岩，地层岩性为1.0m厚红褐色硬塑Q4al+pl含砾粉质黏土，粒径2～20mm，3.8m厚杂色饱和1Q4al+pl粗圆砾土，3.5～10.0m厚褐黄色全风化1Pt2m千枚状粉砂岩，1.3～10.5m厚灰褐色强风化2Pt2m千枚状粉砂岩。

2技术难点

考虑到新建桥梁段0#台—5#墩基础形状、尺寸、开挖深度、位置存在很大差异，必须根据各基坑实际情况进行爆破方法的合理选择与爆破参数设计，并根据施工环境的不断变化进行爆破方案和参数的优化调整。0#台—5#墩基础分布于桥轴线不同位置，因周围构筑物类型结构不同，设防标准和安全要求并不一致：0#台应加强飞石、滚石预防；1#墩应加强减震和飞石预防；2#墩因紧邻提水干渠，故应加强振动危害控制；4#、5#墩应重点控制飞石。0#台—5#墩基坑爆破环境不同，爆破方法各异，在爆破技术人员、爆破机械配备方面也存在差异，整个爆破施工场地狭小，考虑到装药、联网、防护等均应在给点开始[1]，并在设定时间内完成爆破施工和质量检查，施工难度大。新建桥段0#台—5#墩与既有X铁路线距离较近，且基坑爆破施工环境较为复杂。其中，2#墩基坑紧邻黄河提水干渠和高压线铁塔，在基坑爆破施工过程中必须绝对保证既有铁路线和高压线铁塔的安全，且爆破过程产生的飞石不得滚落或飞溅至提水干渠内，以确保水渠正常供水。为此，本桥梁工程0#台—5#墩基础爆破开挖允许振速应控制在3cm/s内，并加强爆破飞石与滚石控制[2]。

3方案设计

3.1潜孔控制爆破措施

与深孔爆破相比，浅孔爆破施工进度快，爆破装药量少，施工成本节省。由于装药量越多越可能引起较大的爆破振动，所以浅孔爆破振动小，爆破振动控制也较为容易。在0#台—5#墩基础爆破开挖施工过程中，自由面小，作业面深，岩石夹制力大，中风化层以上地层成孔施工因受到卵砾石层的影响其护臂抗震能力较小。为此，本桥梁工程新建段0#台—5#墩基础爆破采用浅孔爆破方案[3]。

3.2确定爆破参数

为进一步降低振速，在爆破施工前安排了线外和线内各2个区域的爆破试验，各区域不同爆破参数下爆破振动速度由中科院成都分院研制的爆破测振仪测量，从而为爆破参数的合理确定提供可靠依据。线外和线内各2个区域的浅孔爆破试验结果详见表2，在爆破试验中采用爆破测振仪测量的振速最小值为1.471cm/s，比设计安全振速3cm/s低51.47%。根据浅孔爆破试验结果，本桥梁工程浅孔爆破单位装药量应取0.7kg/m，根据抵抗线下岩石爆破能量分布情况，抵抗线越小，则能量分布越均匀，密度呈衰减趋势，爆破破碎块也越均匀。由浅孔爆破试验结果进行综合分析，开挖深度应设置为1.2～1.5m。本桥梁工程浅孔爆破采用物理隔离+地面防护+孔口防护的立体多层次复合防护措施[4]。（1）物理隔离防护：即在基坑起爆前，根据墩台实际情况在既有线侧基坑外缘2～5m处设置钢管竹排架，并沿墩台中心由前向后搭设，钢管竹排架高3m，长度为基坑开挖长度加3～5m；（2）地面防护：即在基坑顶部地面搭设50cm×50cm的钢管架骨架，下绑扎一层1.5cm×1.5cm的钢丝网格，防止大小飞石溅落在基坑内；（3）孔口防护：即在连接起爆网前，用编织袋装土并按“#”字形顺基坑长度方向、顺基坑宽度方向呈两层满铺放置，并覆盖压在炮孔口位置。

3.3计算爆破安全距离

本桥梁工程0#台—5#墩基础浅孔控制爆破安全距离按式（1）确定：式（1）中：R为爆破安全距离（m）；Q为起爆药量最大值（kg），根据装药参数表确定为52.8kg；K为地质地形系数，取150；V为爆破震动安全速度（cm/s），取2cm/s；m为药量指数，取1/3；α为由爆破条件决定的衰减指数，取1.4。将以上参数代入式（1）得本桥梁工程0#台—5#墩基础浅孔控制爆破安全距离R=84m。

3.4爆破震动安全校核

爆破施工产生的震动将对周围构筑物产生一定影响，其影响程度通常用质点垂直振动速度反映，并按式（2）计算:式（2）中：V为质点垂直振动速度（cm/s）；K'为装药分散系数，取0.5；其余参数含义和取值同前。将参数取代入式（2）得V=0.89cm/s，比本工程爆破震动安全速度设计值2cm/s小，故爆破施工产生的震动对周围构筑物不会产生不利影响。

4爆破安全措施

为防止爆破施工过程中飞石、滚石对施工人员、施工设备、周围建筑物等造成危害，本工程0#台—5#墩基础浅孔控制爆破安全距离应不小于84m。爆破施工前，按照此距离量测出危险区域边界和警戒点位置，设置明显的警戒标识。爆破施工开始前应按以下要求同时发出视觉和听觉信号：（1）视觉信号：当警戒点立红旗时，不能起爆；警戒点立绿旗时，可以进行起爆。（2）听觉信号：第一次为预告信号，具体为20s的长哨音警报，连续发出三次，信号发出后所有与爆破施工无关的人员必须立即撤离危险区域；第二次为起爆信号，具体为三次短哨音，起爆信号必须在确认所有无关人员全部撤离危险区域、各警戒点均立绿旗且全部安全起爆施工条件均具备后发出；最后一次为警戒解除信号。上述三次信号应由爆破现场负责人发出。基础浅孔控制爆破施工结束后，若无盲炮，待5min后由爆破员进入爆破施工点进行检查，若不能确定是否有盲炮，则应等待至少15min并经现场负责人批准后进入现场检查。对盲炮应再次确定起爆线路后重新起爆，平行眼与盲炮孔口距离至少为0.3m，并沿平行炮眼方向在盲炮孔口取出20cm长度的填塞处，用木质工具掏出炮孔内的堵塞物，并用聚能药包诱爆[5]。

5结语

本桥梁工程新建段0#台—5#墩基础浅孔控制爆破采用的减震和防飞石、滚石措施效果十分显著，确保了桥梁基础近距离爆破施工的顺利完成，对周围桥梁、既有铁路线、提水干渠、高压线铁塔等建筑物均无任何损坏和不利影响。本工程总结出的复杂施工环境下以降低爆破振速、控制爆破飞石为目的的桥梁基坑浅孔控制爆破参数设计和爆破开挖技术使防护技术更加立体，防护措施更加全面，爆破施工效果更显著，为同类工程提供借鉴。

参考文献：

[1]蒋跃飞，何贤辉，刘桐，等.双侧紧贴运营新桥的大型桥梁爆破拆除技术[J].工程爆破，2019，25（3）：32-42.

[2]张勤彬，程贵海，刘思远，等.跨航道桥梁的爆破拆除[J].爆破，2018，35（4）：78-83.

[3]杨元辉.桥梁拆除爆破数值模拟研究[D].南宁：广西大学，2014.

[4]编委会.爆破工程设计施工常用数据与技术标准规范速用速查手册[R].北京：中国知识出版社，2006.

[5]住房和城乡建设部标准定额研究所.爆破安全规程：GB6722—2014[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.

作者：胡志远 胡磊 单位：南昌市公路勘察设计院