zjw-青島揚(yáng)帆船廠搬遷改造工程雨排水管施工爆破技術(shù)的應(yīng)用

青島揚(yáng)帆船廠搬遷改造工程雨排水管施工爆破技術(shù)的應(yīng)用上海寶冶集團(tuán)有限公司2014年4月25日

青島揚(yáng)帆船廠搬遷改造工程雨排水管施工爆破技術(shù)的應(yīng)用上海寶冶集團(tuán)有限公司摘要：本論文介紹了青島揚(yáng)帆船廠搬遷改造過程雨排水管道溝槽施工中爆破的應(yīng)用。通過采用Φ120mm履帶式潛風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔代替采用Φ40mm液壓鑿巖機(jī)鉆孔的施工工藝，來解決爆破施工過程中的施工效率低、施工成本高、安全隱患大、施工周期長(zhǎng)等問題，從而安全、高效的推進(jìn)工程進(jìn)展。關(guān)鍵詞：爆破炮孔盲炮施工效率工程概況青島揚(yáng)帆造船廠搬遷改造工程位于青島即墨市田橫鎮(zhèn)山南村，南臨黃海，西南與女島港相鄰，東靠王臺(tái)山，西倚巉山，北面為規(guī)劃城市道路。所建工程為船廠內(nèi)部室外管網(wǎng)及道路工程。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告揭示（具體見工程地質(zhì)情況），其中有5368m雨污水管道埋設(shè)位置處于地表以下5m，此段管道溝槽不能采用挖機(jī)直接開挖，若采用鎬頭機(jī)破鑿，一天破鑿15m，而且需要挖機(jī)配合。采用爆破工藝，包括鉆孔在內(nèi)一天爆破50m。綜合施工效率、施工經(jīng)濟(jì)性等因素，溝槽開挖選擇爆破施工的工藝。本文通過青島揚(yáng)帆船廠搬遷改造工程，對(duì)爆破技術(shù)在排水管道中的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)，以指導(dǎo)今后類似工程的實(shí)施。2．工程地質(zhì)情況勘探揭露主要地層為第四系的素填土及下臥硅化砂巖層，地層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在勘探深度范圍內(nèi)揭露的地層自上而下可分為6層，地基土的分布和性質(zhì)分述如下：1）第eq\o\ac(○,0)1層素填土（Q4ml）黃褐色，主要成分為粉質(zhì)粘土，內(nèi)混粗礫砂及碎石，松散稍濕狀態(tài)。場(chǎng)地南側(cè)素填土以開山的碎石土為主。2）第④層粉質(zhì)粘土（Q4al+pl）（相對(duì)應(yīng)青島標(biāo)準(zhǔn)層第eq\o\ac(○,11)層）黃褐色，飽和，可塑～硬塑狀態(tài)，含少量粗礫砂、高嶺土。3）第⑤層碎石土（Q4pl+al）（相對(duì)應(yīng)青島標(biāo)準(zhǔn)層第eq\o\ac(○,12)層） 黃褐色、黃綠色，飽和，密實(shí)狀態(tài)，以卵碎石為主，內(nèi)含粗砂顆粒、粘性土，碎石粒徑一般在2～3cm，最大粒徑8cm，碎石呈棱角狀或次圓狀。4）第⑥層全風(fēng)化硅化砂巖（相對(duì)應(yīng)青島標(biāo)準(zhǔn)層第eq\o\ac(○,15)層） 灰褐色，風(fēng)化劇烈，見原巖結(jié)構(gòu)，風(fēng)化呈砂狀、土狀。5）第⑦層強(qiáng)風(fēng)化硅化砂巖灰黃色，局部為黃綠色，風(fēng)化強(qiáng)烈，巖芯呈致密砂土狀，碎塊狀，細(xì)砂粒結(jié)構(gòu)，原巖結(jié)構(gòu)清晰，巖芯易碎，結(jié)構(gòu)面被鐵、錳質(zhì)浸染明顯，局部夾有風(fēng)化巖塊，用手可掰碎。6）第⑧層中風(fēng)化硅化砂巖青灰色，灰褐色，局部為黃綠色，風(fēng)化中等，巖芯呈碎塊狀，細(xì)砂粒結(jié)構(gòu)，原巖層里構(gòu)造清晰，結(jié)構(gòu)面被鐵、錳質(zhì)浸染明顯，礦物組成基本為斜長(zhǎng)石占45％；石英占40％；角閃石占10％；鉀長(zhǎng)石占5％左右。巖石礦物基本已角巖化，堅(jiān)硬。3．工程水文地質(zhì)情況設(shè)計(jì)水位（當(dāng)?shù)乩碚撋疃然鶞?zhǔn)面，下同）設(shè)計(jì)高水位4.07米設(shè)計(jì)低水位0.36米極端高水位5.12米極端低水位-0.66米潮汐:潮汐屬正規(guī)半日潮類型即每一太陽日（24小時(shí)50分）有兩次高潮和兩次低潮，但漲落潮不等現(xiàn)象較顯著，落潮時(shí)間（6小時(shí)04分）長(zhǎng)于漲潮時(shí)間（5小時(shí)37分），兩者相差27分。最高潮位：530cm；最低潮位：-57cm；平均低潮位：108cm；平均高潮位385cm；最大潮差：461cm。4．雨污水管道爆破施工過程中所遇到的問題根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及本工程的地質(zhì)情況采用淺孔分層松動(dòng)爆破試驗(yàn)段施工，通過試驗(yàn)段施工發(fā)現(xiàn)問題，以指導(dǎo)后期的大面積施工。采用Φ40mm液壓鑿巖機(jī)鉆孔。具體布置見下圖。管溝爆破炮眼布置圖在試驗(yàn)段爆破施工中發(fā)現(xiàn)，由于巖石質(zhì)地較硬，不能一次性爆破到位，這就需要二次爆破。而二次爆破又衍生出相應(yīng)的施工問題。具體問題總結(jié)如下：1）工期拖延，施工效率低。2）在一次爆破過程中，留有炮底，炮底有部分巖石開裂，在二次鉆孔過程中，巖石容易剝落成碎片，致使鉆孔機(jī)夾住，或者已經(jīng)鉆好的孔被剝落的巖石堵死，鉆孔成功率低，從而導(dǎo)致二次爆破不徹底。3）一次爆破將下面的巖石震裂，地下水及潮水從巖石縫隙中流出，由于此種鉆機(jī)向外吹石面功能有限，因此石面在水中越積越多，導(dǎo)致鉆孔無法繼續(xù)深鉆。4）一次爆破完成后挖機(jī)將所爆破的巖石挖出，為二次爆破創(chuàng)造條件，二次爆破完成后，挖機(jī)還要將整個(gè)作業(yè)面回填后方能開挖。這樣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不僅拖延了工期，而且增加了施工成本。5）由于一次爆破完成后，已經(jīng)將上層松動(dòng)的石塊挖出，形成了深溝槽，造成安全隱患，并且為二次爆破施工帶來不便。5.爆破方案的確定通過試驗(yàn)段施工所反映的問題，提出大面積爆破施工的方法如下：根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)特征采用全粉碎性控制爆破方案。即在雨排水溝槽的整個(gè)長(zhǎng)度方向上，按照施工作業(yè)面的大小均勻布藥孔并裝藥爆破，使施工作業(yè)面巖體全部破碎，為順利開挖及巖石清運(yùn)，創(chuàng)造良好條件，從而大大節(jié)約工期，加快施工進(jìn)度。6.全粉碎性控制爆破施工的施工過程6.1．工藝介紹全粉碎性爆破采用Φ120mm履帶式潛風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔。根據(jù)孔的深度不同采用分層爆破。6.2.全粉碎性爆破施工技術(shù)6.2.1.施工工藝流程測(cè)量放樣、確定爆破深度的順序測(cè)量放樣、確定爆破深度的順序整理爆破工作面器材檢驗(yàn)布置炮孔鉆孔炮孔檢查校核藥量核定每孔炮孔裝藥線路檢查炮孔堵塞網(wǎng)路連接覆蓋炮被爆破警戒起爆爆后檢查解除警戒盲炮處理施工流程圖6.2.2.炮孔布置炮孔采用條形垂直孔布置。炮孔位置即為藥包位置，炮孔布置的原則是力求炮孔排列規(guī)則整齊，使藥包均勻的分布于爆破體之中，以保證爆破后破碎的塊度均勻或切割面平整。6.2.3.炮孔參數(shù)設(shè)置1）B為爆破后施工過程中所需要的管溝寬度。2）w為最小抵抗線，是控制爆破的重要計(jì)算參數(shù)，通常w值應(yīng)根據(jù)爆破體的材質(zhì)、幾何形狀、結(jié)構(gòu)尺寸、爆破后要求塊度的大小或質(zhì)量以及清渣時(shí)所具備的搬運(yùn)條件等因素綜合考慮加以選定。在本工程中，根據(jù)《新編爆破工程實(shí)用技術(shù)大全》w取值為B/2。3）a為炮孔間距，因在本工程中，所需爆破的管溝寬度在2.5m以內(nèi)，因此只需布一排炮孔，所以在此不考慮多排炮孔的布置。炮孔間距a與最小抵抗線w成正比，當(dāng)a＜w時(shí)爆破后爆破體往往沿炮孔連線方向炸開，從而導(dǎo)致大塊，在滿足施工要求和爆破安全的條件下，選用較大的炮孔鄰近系數(shù)，即a/w的比值越大，鉆孔工作量越少，從而相應(yīng)的加快施工進(jìn)度、節(jié)省費(fèi)用。在本工程中，根據(jù)《新編爆破工程實(shí)用技術(shù)大全》a取值為a=（1.0～1.5）w。4）H為爆破的深度或設(shè)計(jì)爆除部分的深度。5）L為炮孔深度，炮孔深度是影響爆破效果的一個(gè)重要參數(shù)，合理的炮孔深度能夠使炸藥能量得到充分利用，保證良好的爆破效果。在施工過程中，應(yīng)使炮孔深度大于最小抵抗線，確保炮孔裝藥后的凈堵塞長(zhǎng)度大于或等于（1.1～1.2）w。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工過程中的實(shí)際效果，炮孔越深，爆破效果越好，不但可以縮短每延米的平均鉆孔時(shí)間，而且還可以提高炮孔利用率和增加爆破方量，從而加快施工進(jìn)度和節(jié)省費(fèi)用。故本工程在鉆過程中炮孔深度L取值為1.0H。6）r為設(shè)計(jì)曝出部分的深度與炮孔深度的差值，在本工程中r值為0。6.2.4.裝藥量計(jì)算單孔裝藥量q是爆破中最主要的參數(shù)，直接影響著爆破效果的好壞，藥量過大會(huì)出現(xiàn)飛石，造成安全隱患。藥量過小，爆破后會(huì)產(chǎn)生大塊或出現(xiàn)幾道細(xì)微裂縫，給下一步施工帶來麻煩。根據(jù)裝藥量計(jì)算原理，按照公式q=kBaH計(jì)算裝藥量。式中：q單孔裝藥量（g）；a炮孔間距（m）；B爆破的寬度，B=2w（m）；H爆破的深度（m）；k單位用藥量系數(shù)（g/m3），根據(jù)本工程的地質(zhì)情況及施工場(chǎng)地周圍環(huán)境，k取值為400～500。6.2.5.施工要點(diǎn)1）鉆炮孔前的準(zhǔn)備工作，此施工區(qū)域目前的標(biāo)高是山體炸平搬遷之后的標(biāo)高，因以前經(jīng)過爆破，在現(xiàn)狀的地面中留有炮底，所以在鉆孔前一定要將表面的渣土碎石等清理干凈，直至清理到巖石表面。以防止鉆孔過程中夾鉆或者是已經(jīng)鉆好的炮孔被堵死。2）鉆孔要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的孔間距施工，不能因場(chǎng)地條件影響而隨意更改鉆孔的間距。采用潛風(fēng)鉆（孔徑Φ120mm）打孔，鉆孔角900，孔內(nèi)石渣、塵土吹干凈，應(yīng)達(dá)到施工要求深度。3）裝藥前檢查最小抵抗線是否改變，是否因挖運(yùn)等因素，前排炮孔的最小抵抗線有無變化，若發(fā)生變化要采取必要措施。對(duì)爆破材料進(jìn)行檢驗(yàn)，爆破前選用合格的炸藥和雷管以及其他起爆材料及器材。當(dāng)炮孔深度L大于1.5w時(shí)，應(yīng)分層裝藥。在本工程中均為分層裝藥。將計(jì)算出的單孔裝藥量分成兩個(gè)或兩個(gè)以上的藥包，在每個(gè)藥包中安裝一個(gè)電雷管，然后將藥包按一定間隔裝入炮孔，藥包之間填以堵塞物，藥包中心距a1應(yīng)滿足20cm＜a1≤w。這樣可使炸藥均勻的分布于爆破體內(nèi)，避免其能量集中，從而有利于防止出現(xiàn)飛石和過多的產(chǎn)生大塊，并可降低爆破振動(dòng)效應(yīng)。使用瞬發(fā)電雷管和采用串聯(lián)、串并聯(lián)網(wǎng)路起爆。在裝藥過程中，清理好炮孔中的積水，在堵塞炮孔時(shí)必須仔細(xì)進(jìn)行。4）爆破安全和警戒因本施工場(chǎng)地在揚(yáng)帆船廠廠區(qū)內(nèi)，船廠已經(jīng)投產(chǎn)。施工周邊人員、車輛、建筑物較多，因此必須加蓋炮被，在重點(diǎn)區(qū)域及臨近建筑物區(qū)域在炮被上再覆土以防止飛石損壞建筑物。在覆蓋炮被時(shí)一定要注意導(dǎo)爆線，防止導(dǎo)爆線折斷而形成盲炮。警戒員到指定位置，機(jī)械車輛離爆破區(qū)域不小于80m，人員不小于150m。并在施工區(qū)域布設(shè)警戒線。警戒信號(hào)按“爆破安全規(guī)程”規(guī)定三次信號(hào)：預(yù)警信號(hào)，起爆信號(hào)，解除信號(hào)。5）爆破后檢查及盲炮處理爆破后，認(rèn)真檢查爆破工作面，發(fā)現(xiàn)盲炮和其他不安全因素，應(yīng)當(dāng)班處理。產(chǎn)生盲炮后應(yīng)立即封鎖現(xiàn)場(chǎng)，不得解除警戒。由原施工的人員針對(duì)裝藥時(shí)的具體情況，找出盲炮原因，采取相應(yīng)措施處理。（1）如發(fā)現(xiàn)炮起爆網(wǎng)不合要求，經(jīng)糾正可重新接線起爆。（2）對(duì)于不防水的硝銨炸藥，可用水沖洗炮孔中的藥包，使其失去爆破能力，對(duì)防水炸藥裝填的炮孔，可用掏勺小心的掏出堵塞物，在裝入起爆藥包將其爆破。（3）如果拒爆炮孔周圍巖石尚未發(fā)生松動(dòng)破碎，可以在據(jù)爆炮孔30cm處，鉆一平行新孔，重新裝藥起爆，將拒爆炮孔炸毀。鉆平行炮孔時(shí)，可將瞎炮的堵塞物掏出，插入一木制炮棍作為鉆孔的導(dǎo)向標(biāo)志。（4）處理盲炮時(shí)，不準(zhǔn)把帶有雷管的藥包從炮孔內(nèi)拉出來，或者拉住電雷管上的導(dǎo)線把電雷管從藥包中拉出。裝藥炮孔堵塞覆蓋炮被爆破完成后炮孔間距實(shí)測(cè)Φ120mm履帶式潛風(fēng)鉆施工過程照片7.結(jié)束語通過對(duì)青島揚(yáng)帆船廠搬遷改造工程雨排水管敷設(shè)施工中的爆破施工方法的應(yīng)用，對(duì)其總結(jié)如下：7.1.主要施工優(yōu)勢(shì)7.1.1.施工效率高通過此種全粉碎性控制爆破，鉆孔成功率高，可以一次性爆破到位，一次性開挖完成，無需進(jìn)行二次爆破，減少了爆破施工時(shí)間，這樣大大縮短了施工周期。7.1.2.施工成本低按照本方案施工，無需進(jìn)行二次爆破，這樣就可以避免機(jī)械的二次開挖及為第二次爆破創(chuàng)造條件。減少了一道工序，避免了人、材、機(jī)的浪費(fèi)。7.1.3.場(chǎng)地條件限制小因在施工中采用履帶式潛風(fēng)鉆，相比液壓鑿巖機(jī)對(duì)施工場(chǎng)地及施工環(huán)境要求要小的多。7.2.不足之處1）因履帶式潛風(fēng)鉆