挖孔灌注桩爆破的安全施工实例

1挖孔灌注桩爆破的安全施工实例○颜绮兰（广州地区建设工程质量安全监督站）摘要：本文以金盛大厦为例，论述了人工挖孔灌注桩采用微差控制爆破技术的设计方案、施工方法及其施工质量安全管理。关键词：人工挖孔灌注桩爆破设计施工方法施工质量安全管理一、设计方案1．1工程概况金盛大厦位于广州市昌岗中路，其东面紧靠珀丽酒店，西面紧靠信和豪庭，北面紧靠南方大厦职工宿舍，南面为昌岗中路，地处闹市。工程基础采用人工挖孔灌注桩，桩径为Ф1200～1700，桩长10～15米，桩支承于中风化或微风化层。场地基底岩石为上白垩统沉积碎屑岩，泥、钙、铁质胶结，中厚层状。呈紫红色，岩性为粉砂岩、粉细砂岩、含砾粉（细）岩、砾砂岩、砂岩、局部砂砾岩及砾岩。中风化岩带厚度0.30～12.30M，平均4.28M，岩芯成衙柱状，不完整短柱状和中柱状，局部长柱状及块状，岩质较坚硬，节理裂隙较发育，局部见水蚀小孔。微风化岩带厚度5.00～12.10M，平均6.01M，岩芯成完整的短柱状，局部块岩质新鲜坚硬，外击声脆，局部偶见裂隙。1．2爆破设计1．2．1爆破依据因为本工程是在市区建筑密集环境下采用爆破手段进行挖孔桩石方开挖，为避免对周围建筑造成影响，必须严格控制爆破震动及飞石等有害效应。因此，应尽量采用多排孔微差松动控制爆破技术，控制最大一段起爆药量，以达到控制质点振速的目的。1．2．2最大一段允许起爆药量为最大减小爆破对地面建筑物的震动影响，根据公式：V=K（Qm/R）a，参考本地区的K、a值及国家《爆破安全规程》要求的各种不同类型建筑物的垂直振动速度允许值，利用公式反算出最大段允许起爆药量Qm。根据在本市地下爆破施工监测数据及经验，一般取K=200，a=1.65，国家《爆破安全规程》要求的各种不同类型建筑物的垂直振动速度允许值，钢筋混凝土框架结构5㎝/s。1．3爆破参数设计1．3．1爆破参数确定根据井巷掘进原理及以往工程施工经验，本工程炮眼设计采用空心掏槽眼、辅助眼、周边眼相结合的布孔方式，利用多个段别毫秒雷管来实现微差控制爆破。1）、炮眼排列井巷掘进中的炮眼，按其作用的不同，可分为掏槽眼、辅助眼、周边眼。掏槽眼是为辅助眼创造第二个自由面，辅助眼是为了进一步扩大掏槽眼的体积，而周边眼是为形成正确的井巷断面形状。2）、炮眼数目炮眼数目N=K（F*S）1/2式中：N-炮眼数目，个；K-参数，一个自由面时，K=2～2.3；2F-岩石坚固性系数；S-井巷断面积，㎡。3）、炮眼布置各种挖孔桩的炮眼布置形式按起爆网路图；4）、炮眼深度根据《井巷工程》推荐，结合本工程情况。炮眼深度：L=1.0～1.2m掏槽孔及中空孔：L1=1.2～1.4L5）、药量计算：总装药量计算Q=K*S*L*n式中：K-爆破每立方米岩石所需的炸药消耗量n-炮眼利用率n=0.8～0.95L-炮眼深度mS-井巷断面积㎡本工程采用Ф32㎜药卷，以d=1.5m直径孔桩为例（爆破孔径为D=1.8m），岩石固性系数f取6～8时，k取3.3。Q=3.3*2.54*1.0*0.85=7.12㎏根据以上计算，结合类似工程实践经验，对单耗K、炮孔数和单孔装药量都作了适当的调整，详细见下表。桩径护壁厚度掏槽孔辅助孔周边孔总装药量爆破单耗㎜㎜孔数单孔药量起爆段别孔数单孔药量起爆段别孔数单孔药量起爆段别㎏㎏/m3150015004400g1—36300g6—8152509—157.23.011．3．2装药结构采用反向装药。1．3．3起爆方式确定合理的起爆时间间隔，对改善爆破效果和降低爆破震动效应起到重要作用，起爆时间间隔根据经验及常用雷管的段别。采用微差起爆方式，超爆次序为掏槽眼用1～3段、辅助眼用6～8段、周边眼用9～15。1．3．4起爆网路采用串联起爆网路。炮孔内按设计段别电雷管引爆炸药，然后将毫秒电雷管用大串联的方式连接网路，用MFB—100型放炮器起爆，起爆前用爆破专用仪表检测爆破网路的可靠性。网路连接时，同一网路内的雷管必须是同厂同批同型号的，各电雷管的电阴差值大于0.3欧姆，流经每个电雷管的电流必须不小于2.5安培。1．3．5炮孔直径采用YT24型手风钻钻孔，钻孔直径选用由42㎜合金钻头。1．3．6选取炸药结合钻孔直径，为便于装药和防水，炸药选用乳化炸药，药卷直径为Ф32㎜。1．4爆破安全校核1、爆破震动爆区周围有各种不同的建筑物，爆破对周围建筑物和环境的危害，主要是由爆破地震、飞石所产生的。只要我们对爆源的大小和传播途径两方面采取相应措施，就可有效地把爆破地震、飞石对周围环境的危害降到最低。不同的建筑物能够承受的3震动速度也不相同，为了保证各种建筑物的安全，必须限制最大一段装药量Qmax。爆区周围需要保护的建筑物为框架结构和一般建筑物，根据《爆破安全规程》规定框架结构和一般建筑物的充许安全震动速度分别为5㎝/s、3㎝/s。根据这个数据，反算一次爆破允许的最大装药Qmax。根据公式V=k(Qm/R)aV-爆破地震安全速度，㎝/s。Q-微差爆破最大一段装药量，㎏R-爆破区至被保护物距离，mm-药量指数，取m=1/3k-与爆破扬地条件有关系数，取k=200a-与地质条件有关系数，取：1.65根据上述数据和公式，计算各种建筑物至爆区中心在不同的距离条件的微差爆破最大一段装药品量Qmax。爆破中心至建筑物距离R（m）微差爆破最大一段装药量Qmax（㎏）钢筋砼框架结构房屋V﹤=5㎝/s一般砖房V=2㎝/s～3㎝/s50.150.03～0.06101.220.23～0.48154.130.78～1.63209.781.85～3.862519.103.61～7.5430336.24～13.04每次爆破装药时，必须严格执照上表规定的最大一段装药量Qmax进行装药，那么，爆破引起的质点震动速度就在安全允许范围之内，就不会破坏爆区周围各种需要保护的建筑物。2、个别飞石因挖孔桩爆破都是在井下进行的，只要在井口上面采用半圆形钢筋井盖，再铺铁皮，并且在铁皮上用砂包盖压进行防护，既可防止飞石飞出井口，又能达到安全防护的目的，如下图示。3、空气冲击波根据公式：R=K（Q）1/2，m式中：R-爆破空气冲击波安全距离，mQ-装药量，㎏K-与装药量条件和爆破程度有关的系数桩爆破时井口已进行复盖防护，阻减空气冲击波的作用力，而且预留一定空隙渲泄爆破产生气体，因此，爆破时应将人和机械设备撤出一定距离，就可防止空气冲击波的危害。4、有毒气体井巷爆破作业后，有毒气体不易飘散，容易聚积在井底，因此必须预防中毒事故发生。每次爆破后，风管放至井底通风30分钟以上，待炮烟吹散后，才能再次进入井底作业。工地必须备用自救器或氧气呼吸救护器，用以处理有毒气体中毒事故。为了防止炮烟中毒，应采取以下措施。a、加强炸药的质量管理，定期检验炸药的质量：4b、不要使用过期变质的炸药；c、加强炸药的防水、防潮，保证堵塞质量，避免炸药产生不完全的爆炸反应；d、爆破后要加强通风，一切人必须等到有毒气体稀释至爆破安全规程中允许的浓度以下时，才准返回工作面。二、爆破施工方案2．1施工方法针对爆破工作技术性强，工序多，为了保证有条不紊地进行作业，必须有良好的施工组织。技术交底：首先对钻眼工人进行技术交底，将布孔原则，钻孔允许偏差等技术要求传达给所有施工人员。炮孔定位：设计及施工人员事先将炮孔中心位置设计图，准确标在爆区。钻孔施工：使用有经验的钻工，严格按炮眼布置设计图钻眼。装药施工警戒：为了现场机械设备及施工人员的安全，装药爆区范围内必须警戒，甲方须协助现场清理工作。炮孔装药：装药前用压风吹孔，将炮眼泥砂吹净，由专业爆破作业人员将炸药送到相应的孔位，放好雷管；药卷要装到底，药卷间不留空隙、泥砂，然后堵塞。堵塞用木质炮棍及粘土，严禁使用铁器冲击炮孔内药包，雷管，装药由专业技术人员指导，由熟练的炮工持证上岗作业。联线：以上工作全部完工后，由专业爆破技术组织有经验的操作人员联网，经反复检查后无误，开始警戒。安全警戒：由于爆区周围为在钢筋砼结构的建筑群，施工人员较多，为了保证爆破施工安全，因此在爆破作业前在主要位置张贴爆破告示。在爆破施工作业时，在爆点周围50米进行警戒，统一爆破警戒信号和起爆信号，在确保在场人员撤离至安全警戒范围后方可进行爆破。工作面与放炮无关人员撤离，放炮员要鸣笛示警两次，每次最少应吹三次长音哨子，确认安全后，再鸣笛待5分钟后方可点火放炮。警戒范围：离爆破面警式距离为100m。起爆命令：一旦全部警戒工作完成，由爆破班长再次联络各警戒点，确认无误后，下达起爆命令。解除警戒：爆破完毕，经技术人员检查现场无误后，由爆破班长下达解除警戒命令。2．2施工质量安全管理施工前对有关人员进行技术培训和安全教育，认真学习《爆破安全规程》的有关规定及《爆破设计方案》。施工前应贴爆破“安全告示”。1、爆破后断面满足设计要求。2、严格按炮眼布置图钻眼、验收。3、分台阶装填的炮孔数，以一次爆破为限。4、电雷管起爆时必须事先检测导通、电阻状况，同次起爆电雷管电阻相差必须符合“爆破安5全规程”规定。连线完毕后要进行导通检测，确认导通后方向可起爆。5、电雷管脚线和连接线、脚线和脚线、连接线与母线，接头都必须悬空，不得同任何物体相接触或被水淹没。放炮前，放炮母线必须扭接短路。6、用放炮器起炮，放炮器的钥匙必须由放炮员随身携带，不得转交别人，到放炮电时，把钥匙插入放炮器，放炮后必须立即把钥匙拔出，摘掉母线扭结成短路。放炮母线连接脚线，检查线路和通电工作，只准放炮员一人操作。7、通电以后装药炮眼不响时，放炮员必须先取下钥匙，并将放炮母线从放炮器上摘下，扭结成短路，至少等15分钟后，方可沿线检查，找出不响的原因。放炮后也要等5分钟后，人员方可到达放炮地点。8、处理瞎炮必须遵守下列规定：（1）由于连线不良造成瞎炮，可以重新连线放炮；（2）在距瞎炮至少0.3米处另打同瞎炮平行新炮眼，重新装药放炮；（3）严禁用风镐，铁铲或从炮眼中取出原放置的引药，或从引药中拉出雷管，严禁将炮眼残底（无论有无残余炸药）继续加深：严禁用打眼方法往外掏药；严禁用压风吹这些炮眼；（4）处理瞎炮的炮眼爆炸后，放炮员和清渣工必须详细检查炸落矸石，收集未爆电雷管；（5）在瞎炮处理完毕以前，严禁在50米内进行同处理瞎炮无相关的工作。9、保险柜储存当天所需火工品，火工品运输、储存、领用、登记、退回均按《爆破安全规程》和公安局的规定执行。10、爆破员、仓管员必须持证上岗。三、施工设备及材料YT24型手风钻钻孔和42㎜合金钻头、电雷管、导线、炸药、木质炮棍及粘土、等、。四、爆破时间根据工地的实际情况，避开上班高峰期和居民休息时间，每天放二次炮，具体时间如下：第一次在中午11：30—12：00第二次在下午6：00—6：30三、总结：由于本次在爆破前进行了充分且有效的爆破设计和充分的施工前准备，在施工中使用熟练的技术工人，实地监控，遇到实际问题现场解决，成功地完成了本工程所有的人工挖孔灌注桩的爆破，保证了质量安全和工期。参考文献：国家《爆破安全规程》及《爆破设计方案》。联系电话：13682219927020-83630400颜绮兰