復(fù)雜地質(zhì)直徑.m深孔樁基人工挖孔工程監(jiān)控要點

復(fù)雜地質(zhì)直徑2.5m深孔樁基人工挖孔施工內(nèi)容提要結(jié)合某特大橋地質(zhì)復(fù)雜，涌水量較大的直徑2.5m樁基人工挖孔施工中采取的措施，總結(jié)出該種情況下的施工方法，供施工參考。關(guān)鍵詞復(fù)雜地質(zhì)直徑2.5m樁基涌水量大人工挖孔一、工程概況某大橋位于四川省**境內(nèi)，某大橋地質(zhì)平面圖和某大橋地質(zhì)總剖面圖分別如圖1和圖2所示。1號橋墩設(shè)計6根直徑2.5m樁基，樁長48m。2號橋墩設(shè)計6根直徑2.5m樁基，樁長72m，后期根據(jù)實際地質(zhì)情況，樁長調(diào)整至62－40m。樁基位于距離地面34－36m高的山腰，施工平臺處外側(cè)為堆積體，靠山體側(cè)為巖層，修建施工便道和爆破施工平臺創(chuàng)造施工條件（見圖2某大橋地質(zhì)總剖面圖）。圖1某大橋地質(zhì)平面圖圖2某大橋地質(zhì)總剖面圖二主要施工技術(shù)措施和施工要點（一）爆破施工1、地質(zhì)情況樁基地質(zhì)主要巖層為千枚狀板巖、千枚狀板巖夾石英砂巖、石英砂巖、砂巖互層，很少部分為砂巖，巖石硬度高（見表1橋址區(qū)巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗匯總表），裂隙發(fā)育，巖層傾角45－89°，局部裂隙充填泥砂，并含水繡薄膜和黃褐色斑點，大多巖層可見石英脈呈線條、浸染狀。表1橋址區(qū)巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗匯總表巖性試驗組數(shù)烘干容重（g/ccm3）比重普通吸水率（％）最大吸水率（％）彈性模量（Gpaa）泊松比（μ）抗壓強度抗拉強度干濕干濕MpaMpa砂巖最大值152.832.840.340.3778.40.2530827314.513最小值2.692.710.090.1030.30.1012765.97.293.21平均值2.722.740.190.2249.10.1917913511.48.98砂質(zhì)板巖最大值52.772.800.850.9050.90.2610955.88.215.36最小值2.682.740.200.2638.00.0691.338603.18平均值2.732.770.510.5643.420.1310248.26.954.35千枚狀板巖最大值52.752.800.900.9540.90.2866386.213.36最小值2.612.740.350.4028.00.1238223.21.18平均值2.712.770.620.6633.420.224528.24.952.352、爆破方案的比選對人工挖孔樁孔爆破施工，可供選擇的爆破方案一般為淺孔爆破和聚能爆破。2.1淺孔爆破－方案1淺孔爆破是目前應(yīng)用最廣泛的爆破方法之一。其優(yōu)點是：①施工機械簡單并易于使用和掌握；②應(yīng)用范圍廣泛靈活，爆破參數(shù)可隨爆破條件變化而改變；鉆孔和裝藥容易控制，能保證爆破質(zhì)量。缺點是：①工人勞動強度大，需要在樁孔中作業(yè)；②爆破效率較低。2.2聚能爆破－方案2聚能爆破技術(shù)具有的優(yōu)點是：①施工速度快、使用方便、環(huán)境適應(yīng)性強等優(yōu)點，可實現(xiàn)完全地面作業(yè)。②既安全可靠，又省時省力。缺點是：①對爆破技術(shù)要求高；②需要加工制作特殊的藥包，裝藥定位比較困難；③能量利用率低，爆破效果和爆破效率難以控制；若控制不當還可能引起塌孔，造成事故。對于某大橋橋墩樁基施工，巖層傾斜角度較大，巖石硬度高，不利于聚能爆破發(fā)揮效果，而且在樁孔直徑較大，要使巖石破碎需要采用較大直徑的藥包，一次爆破藥量大，在含水地層中使用不利于樁孔穩(wěn)定，影響臨近樁孔巖層的穩(wěn)定性。淺孔爆破雖然勞動強度大、效率較低，但可以較好地控制爆破質(zhì)量并能保證樁孔穩(wěn)定。綜上所述，淺孔爆破方法總體上較聚能爆破更適合于現(xiàn)有樁孔開挖，因此確定采用方案1。3.施工機具和爆破材料3.1鉆機鉆機選用Y24或YH24氣動鑿巖機10臺。鉆頭采用十字釬頭，防止卡鉆。3.2空壓機采用6m3/min左右空氣壓縮機二臺。表2鉆機性能參數(shù)名稱手持式鑿巖機型號Y24YH24重量(kg)2424耗氣量(L/s))5555鑿孔直徑(mm))Φ34-42Φ34-42鑿孔深度(m)55釬尾尺寸(mm))22×10822×108工作氣壓(MPaa)0.40.43.3炸藥采用直徑32mm的抗水2號巖石乳化炸藥。表3炸藥性能參數(shù)猛

度藥卷密度爆

速殉爆距離作功能力使用保質(zhì)期mmg/cm3m/scmMld≥12≥3.2×103≥3≥2601803.4雷管采用毫秒延期電雷管，段間延期時間大于75ms。3.5塑料管選用內(nèi)徑大于32mm，外徑小于40mm的薄壁PVC塑料管。4.爆破設(shè)計4.1爆破參數(shù)1）單位耗藥量根據(jù)施工經(jīng)驗，對堅硬巖石井巷爆破采用定額所得單位耗藥量偏低，參考以往工程，取單位耗藥量q=2.5kg/m3。根據(jù)每一循環(huán)爆破的巖石體積，每循環(huán)所用總藥量Q按下式計算：Q=qSL其中，S為爆破斷面面積，由樁孔直徑D=2.5m，得S=0.25×3.14×2.52=4.91m3；L為炮孔深度，取L=1.2m；為炮孔利用率，取=0.80。所以，每循環(huán)總藥量為11.8kg，實取12kg。單孔藥量分配為：掏槽眼裝藥量最多，輔助眼次之，周邊眼最少，其比例為8:6:5。2）炮孔直徑按鉆具條件，取炮孔直徑d=42～43mm。3）炮孔深度如前所述，取輔助和周邊炮孔深度L=1.2m。掏槽炮孔加深到1.3m。4）炮孔數(shù)目炮孔數(shù)目N按下式計算其中，f為巖石普氏系數(shù)，取f=12后計算得到炮孔數(shù)目為N=21，實取N=30。4.2爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計采用電雷管起爆系統(tǒng)，一次爆破中雷管25發(fā)，串連起爆，所以起爆網(wǎng)絡(luò)簡單，一般的電力起爆器均能滿足要求，不需進行網(wǎng)絡(luò)計算。4.3炮孔布置和裝藥結(jié)構(gòu)1）炮孔布置炮孔布置如圖3所示。2）裝藥結(jié)構(gòu)炮孔裝藥結(jié)構(gòu)如圖4所示。施工中的爆破參數(shù)如表4所示。炮泥雷管炸藥塑料管炮泥雷管炸藥塑料管圖3炮孔布置圖4裝藥結(jié)構(gòu)5.爆破施工組織5.1施工組織項目部設(shè)經(jīng)理、副經(jīng)理、總工程師負責全面工作，下設(shè)五個專職管理組：技術(shù)組負責技術(shù)設(shè)計和現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)工作；施工組負責施工計劃，施工組織和操作；質(zhì)檢組負責質(zhì)量檢查和監(jiān)督工作；安全組抓施工安全和民爆物品的使用和保管；后勤組抓后勤材料的采購、供應(yīng)和保管。每條樁孔設(shè)一個作業(yè)組。風鉆工每2人一臺鉆，每兩臺鉆配爆破員、安全員和倉庫管理員各一人。5.2施工工藝（1）鉆孔施工按設(shè)計眼位鉆孔，做到準確定位，開孔要準確。保證鉆孔設(shè)計角度，傾斜角度控制在5~8。水下鉆孔位置應(yīng)準確測定，經(jīng)常校核；孔口應(yīng)有可靠的保護措施。任何情況下均不準許邊鉆孔邊裝藥。（2）裝藥施工考慮到爆破工作面涌水較大，事先對炸藥進行防水處理。首先將炸藥裝入橡膠套內(nèi)并扎緊，封裝兩層，然后裝入一端封閉的塑料管。塑料管的另一端先用工業(yè)膠布封口，再用石蠟或瀝青封口，封口時應(yīng)在藥面采取隔熱措施。將帶有裝藥的塑料管放入炮孔后，準確定位。然后用粘土堵塞炮孔，堵塞長度大于30cm，用木棍搗實。（3）連線和起爆裝藥完畢，將所有雷管腳線串連連接，接頭用防水膠布纏牢。腳線與爆破母線的連接也用防水膠布纏牢密封。連線后注意檢查連線情況，測定連通情況，確保整個網(wǎng)絡(luò)為通路。采用起爆器起爆。起爆前注意人員位置，并發(fā)出起爆信號。（4）出碴起爆后采用排風機排除孔內(nèi)煙塵，肉眼觀察排凈后點燃火把放到孔底，正常燃燒后才下孔施工。出碴采用1t的卷揚機提升碴料，料斗采用膠皮桶，盡量避免采用鐵桶，同時裝碴以少裝10cm為宜，以減少與孔壁碰撞后碴料掉入孔內(nèi)砸傷施工人員。（5）人員上下：由于樁孔較深，爬梯上下對工人的安全風險并沒有降低多少，采用卷揚機、滑輪、平臺組合成簡易提升結(jié)構(gòu)，人員乘坐上下。卷揚機設(shè)置防抱死裝置、限位裝置和防墜器以保證安全。表4爆破參數(shù)炮孔編號炮孔名稱炮孔深度m單孔藥量kg裝藥量小計kg填塞長度m起爆方向起爆段數(shù)連線方式1～4掏槽眼1.30.552.200.3正向1串連5～15輔助眼1.20.424.620.3316～30周邊眼1.20.355.180.35（二）地下涌水處理措施1、地下水情況由于巖層破碎帶較多且傾角傾向山體側(cè)，地下水系同某河水系相通，地下水位在樁深34m后水量變大，在孔深40m后涌水量可以達到140m3/h以上，且水壓較大。樁孔四周的破碎巖層均有不同水柱噴出。施工中曾停電20分鐘左右，深度45m的樁孔的水位在20分鐘即上升至31m左右的位置。2、地下水的處理地下水采用“降、堵、引、排”等幾種方式?！敖怠笔侵冈跇痘拷澈由嫌蝹?cè)采用正循環(huán)鉆機開挖直徑1.0m，深度超過孔深5m的降水井，使用多級泵排水,以降低水位，截斷部分流向樁孔的水量?！岸隆笔侵咐米o壁施工封堵少量的裂隙水?！耙笔侵羔槍τ克看蟮乃?，用風鉆開孔，打入鋼管，將水引出至開挖的孔底，防止損壞護壁?！芭拧笔侵父鶕?jù)地下水的水量大的情況，采用流量50m3/h，揚程80m的水泵3臺，在孔底設(shè)置集水坑集中排水。對樁底以上4－5m不施工護壁段，利用鋼筋做成圓形骨架，生根于孔壁，用彩條布做成桶形防護，保證不同水量的水柱沿桶形防護外側(cè)流入孔底，不影響孔內(nèi)施工人員操作。2、處理地下水的施工組織（1）項目部現(xiàn)場副經(jīng)理主管排水，施工班組派出2人/班進行輪班作業(yè)。（2）所有接線由電工操作，每班1個電工跟班作業(yè)。（3）備用充足的水帶和水泵，保證排水的連續(xù)性。（三）施工注意事項1、防護措施樁孔爆破防護如圖5所示。采用圓木上鋪木板并堆一定量沙袋，沙袋數(shù)量以不掀起木板為限。2、施工注意事項（1）樁井爆破應(yīng)有專人負責指揮爆破作業(yè)與施工。（2）采用電爆網(wǎng)路起爆，應(yīng)在樁孔內(nèi)檢測雜散電流且其值不應(yīng)大于30mA，否則應(yīng)采取相應(yīng)措施。（3）爆破前井口應(yīng)設(shè)專人看守；每次爆破后再進人工作面的等待時間不應(yīng)少于15min。（4）爆破前班組長必須清點人數(shù)，確認無誤后，方準下達起爆命令。爆破工接到起爆命令后，必須先發(fā)出爆破警號，至少再等5s，方可起爆。（5）樁井爆破應(yīng)嚴格控制超挖量。不應(yīng)過量裝藥，掏槽眼與周邊孔不應(yīng)同時起爆。（6）爆后應(yīng)及時清渣修整井壁。每次鉆孔施工前，應(yīng)測量井深，記錄進尺。（7）裝藥的炮眼應(yīng)當班爆破完畢。特殊情況下，當班留有尚未爆破的裝藥的炮眼時，當班爆破工必須在現(xiàn)場向下一班爆破工交接清楚。炮孔炮孔圓木木板沙袋圖5爆破防護圖（8）發(fā)生瞎炮，應(yīng)首先保護好爆破現(xiàn)場，瞎炮附近設(shè)置防護標志，并報告爆破指揮人員，無關(guān)人員不得進入爆破危險區(qū)。進行全面分析，查明造成瞎炮的原因，采取相應(yīng)的技術(shù)措施進行處理。瞎炮處理完畢，確認安全后，方可撤除警戒人員及防護標志。（9）處理拒爆、殘爆時，必須在班組長指導(dǎo)下進行，并應(yīng)在當班處理完畢。如果當班未能處理完畢，當班爆破工必須在現(xiàn)場向下一班爆破工交接清楚。（10）通過巖石破碎帶時，采取混凝土護壁支護；每次爆破后均應(yīng)檢查支護是否完好。（11）保證排水的連續(xù)性，特殊情況不作業(yè)的樁孔排水不得停