非常規(guī)環(huán)境下深基坑控制爆破施工

長階段大跨度框構橋施工控制技術1.工程概況小河邊下穿成昆鐵路框構橋全長290.60m，節(jié)段長度為10～16.5m，標準跨徑2×16.1m，邊墻和底板厚度為1.5m，頂板及中墻厚度為1.3m，采用明挖、現(xiàn)澆C40抗?jié)B混凝土施工。在穿過成昆鐵路段采用5×24mB型軍用便梁13.3m配跨梁聯(lián)合架空軌道后進行框構施工?？驑嫎虼┻^地層為既有鐵路路基下的6m厚的土層及其下臥中風化巖層，開挖深度最深達17m?？颖谟?.5×2.0m支護樁進行邊坡土層防護，鐵路范圍內的樁間距為3.5m，其余的樁間距為4.5m，樁間段采用擋土板擋護，巖層用錨噴支護。框構橋頂部為西南鐵路主干線成昆鐵路，左側緊鄰通往滇西的要道-320國道，四周的工廠、民房較多。2.爆破施工控制技術2.1基坑爆破施工難點及施工方案的確定小河邊下穿成昆鐵路框構橋緊鄰320國道，四周居民較多，并且在爆破的同時還要保證成昆鐵路列車安全通行和320國道車輛的正常行駛、附近居民的生命財產安全及基坑開挖的時間限定，在此惡劣的施工環(huán)境，必須選定合理的爆破方案，進行科學的組織，在保證安全的前提下能夠按期完成基坑開挖工作。在惡劣的施工環(huán)境與地質情況和巨大的安全風險情況下，為防止飛石，增加爆破的安全性，通過爆破理論計算和論證分析，采取合理的爆破參數(shù)及有效覆蓋措施，進行深孔松動爆破能夠達到控制飛石，降低爆破振動對既有線路撓動和對附近公路及民房的影響，保證爆破質量與爆破安全。2.2非常規(guī)地質及環(huán)境下深基坑控制爆破施工工藝流程現(xiàn)場勘察并編制爆破設計施工資料平整場地、處理孤石、開創(chuàng)作業(yè)面放樣、布孔炮孔檢查、實測孔網(wǎng)參數(shù)并據(jù)實記錄計算裝藥量，并采取試爆藥包加工、申請要點裝藥、堵塞,連結起爆網(wǎng)絡覆蓋防護，起爆起爆并檢查爆破效果解除警戒、消點分析爆破效果調整孔網(wǎng)參數(shù)及炸藥單耗2.3非常規(guī)環(huán)境下深基坑控制爆破施工(1)開挖方式根據(jù)基坑開挖厚度變化大的特點，為確保爆破安全，針對開挖厚度較大的區(qū)域，采用單層開挖，選取縱向隔墻深孔松動控制爆破，橫向臺階法布孔的方案，以加快施工進度。(2)爆破參數(shù)的選取

。臺階高度H=6.0m孔徑D=90mm孔深L=6.5m底盤抵抗線W=1.5m孔距a=2.0m排距B=1.3m爆破裝藥量7.722kg(3)深基坑控制爆破平面布孔1）B型便梁支墩周圍控制爆破孔位布置B型梁臨時墩身旁臺階爆破孔位剖面圖（單位：m）2）深基坑邊坡支護樁附近爆破深基坑邊坡支護樁附近臺階控制爆破孔位圖（單位：m）(4)裝藥結構使用1號巖石炸藥或乳化炸藥,當炮孔較深時采用分層間隔裝藥，采用竹片導入，對邊坡支護樁內側炮孔分兩層，邊坡外緣主炮孔分三層，間隔0.6米～0.9米，中間填土；導爆索綁扎減量藥包起爆，采用軸向不耦合裝藥形式。炮孔堵塞長度l應大于最小抵抗線長度W，并不得小于1/3爆孔深度，滿足相應的最小抵抗線。(5)起爆順序B型梁臨時混凝土支墩樁基周圍在3m距離采取預裂孔布置，然后按照以上計算的排孔間距布置孔眼，并選用起爆網(wǎng)絡進行起爆，同排對稱起爆，使爆破沖擊力互相抵消，減小因爆破產生的側向力對臨時墩身的影響。使用非電起爆系統(tǒng)毫秒雷管微差起爆，同一臺階的預裂炮孔最先起爆之后，在橋下臨空區(qū)位置的排炮孔按照圖示單排起爆，在橋下線路兩側向中心線對稱起爆。每個藥包裝一個雷管，聯(lián)結成串聯(lián)網(wǎng)路。每個孔內各層藥包采用同一段別的毫秒雷管。(6)預裂破爆在B型便梁臨時砼支墩周圍3米位置采用孔距為0.5米的預裂爆破，以防止支墩周圍爆破震動對軍用B型便梁及支墩產生撓動影響。預裂孔先行起爆。為減少水平推力，避免對支墩的影響，各層臺階上的預裂孔由下而上的順序逐層對稱起爆。每排炮孔起爆之后，必須將爆破現(xiàn)場碎石渣等清理干凈，然后再進行下一排爆破施工。2.4石方開挖施工(1)既有線路范圍外深基坑爆破開挖由于爆破現(xiàn)場地形起伏較大，在形成標準拉槽頂面和臨空面前需進行場地的清平工作，當巖石破碎，風化嚴重，局部軟石、片石等利用風鎬和機械挖除先行清除。大塊石、孤石、危石采用破碎頭鑿除。為加快施工進度，通過認真總結經驗，最終采用阿特拉斯D-742型沖擊鉆，孔徑為φ９０mm，不但速度快，而且鉆孔實效高，大大加快了基坑的開挖進度。按“梅花”形狀布孔方式阿特拉斯D-742型沖擊鉆”機（2）既有線路范圍內頂部列車動載情況下深基坑爆破開挖為保證B型便梁臨時支墩的穩(wěn)定，在臨時支墩周圍3米方圓內不進行石方爆破開挖施工，使支墩四周巖石與墩身基礎連為一整體，降低因爆破產生地震對其影響，確保臨時支墩在豎向及橫向處于良好受力狀態(tài)，3米外的巖石則采用400ms起爆網(wǎng)絡雷管，再結合預裂孔并按臺階法爆破梅花形布孔方式進行爆破施工，以避免支墩在爆破過程中由于爆破地震的影響而波擊臨時支墩及基礎穩(wěn)定，影響頂部列車動載情況下B型便梁及臨時支墩的受力性能。2.5安全防護（1）爆破巖體的覆蓋根據(jù)地形、地質狀況以及爆破方法和重點保護的區(qū)域的具體情況，采用爆竹夾板作為主要爆破體覆蓋材料，結合200×200mm的φ10鋼筋網(wǎng)、草袋（或竹夾板）、施工用的尼龍安全網(wǎng)等輔助覆蓋材料。覆蓋方法為爆破前進行全面（包括各臨空面）的爆體覆蓋；爆體覆蓋采用二層，即在爆體上先密鋪一層草袋，其上一層竹夾板；炮口覆蓋采用三層，在二層覆蓋之上用土袋裝土壓口。（2）既有線防護在既有線附近爆破除應滿足相關的爆破安全操作要求外，還應用竹夾板對鋼軌底部進行了覆蓋，并在B型便梁和配跨梁的底部掛兩層安全網(wǎng)，確保既有線設施的安全，防止飛石對鋼軌和梁體的破壞；爆破預告、起爆、解除警戒等信號必須有明確的規(guī)定，由專人指揮,經與車站確認在該區(qū)段無列車通過且警戒區(qū)內無的人、畜等，方可進行起爆等。2.6基坑爆破對既有線路影響監(jiān)測 爆破時采用UBOX-20016型爆破振動信號自記儀對建(構)筑物地面質點的震動速度進行測試，同時在爆破前后分別對臨時支墩沉降、B型便梁撓度及振幅進行跟蹤觀測，并收集相關觀測數(shù)據(jù)進行分析，以確保列車安全通過。爆破前后對軍用B型便梁撓度、振幅進行觀測通過跟蹤測試，實際測得B型梁支墩爆破振動最大速度最大值為1.2cm/s，距爆破中心54米處廠房的爆破振動速度最大值為0.4cm/s，均小于國家《爆破安全規(guī)程》（GB6722-86）的規(guī)定（一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物V安=2-3cm/s；鋼筋混凝土框架房屋V安=5cm/s）。支墩在爆破前后無沉降、B型便梁撓度及振幅無變化。飛石距離<10m，飛石最大塊度30mm。有效地控制了爆破振動、飛石、滾石和空氣沖擊波對B型梁架空段成昆鐵路及附近房屋的危害，達到了預期的目標。3.長節(jié)段、大跨度混凝土框構橋裂縫控制3.1裂縫的危害及形成的因素裂縫是混凝土工程常見的一種缺陷，也就是指是指寬度應在0.05mm以上，肉眼可見的宏觀裂縫。多數(shù)輕微細小的宏觀裂縫,對工程結構的承載能力、使用功能和耐久性不會有大的影響，只是有損結構的外觀。當可見宏觀裂縫較寬較深時，會影響結構的抗?jié)B性能，導致水分及有害物質滲入，誘發(fā)鋼筋銹蝕或加速混凝土的自然老化，從而損害工程結構的承載能力、使用功能和耐久性?；炷两Y構產生宏觀裂縫主要是由于混凝土原材料質量低劣、配合比選定不當；或是由于施工過程的施工方法有誤或工藝欠佳；或是由于設計有誤；或對溫度變化和混凝土收縮產生的拉應力估計不足；或混凝土已遭受腐蝕或重大損傷,結構存在嚴重薄弱環(huán)節(jié),成為結構面臨破壞的前兆。所以必須采取各種措施預防或減少產生宏觀裂縫,確保工程結構的承載能力、使用功能和耐久性。3.2裂縫控制技術措施本工程框構節(jié)段在10-16.5m之間，澆注厚度均在1m以上，屬長大節(jié)段框構的大體積混凝土施工。根據(jù)以往施工的大體積混凝土和框構橋混凝土施工經驗及對有關文獻參考，結合本框構橋的結構特點，為避免因混凝土收縮及內外溫差產生裂縫，從原材料的選擇、混凝土配合比選定、澆筑工藝，增加混凝土表面抗拉強度和覆蓋養(yǎng)護方式等方面進行控制，具體控制措施如下：（1）選定適宜的原材料和配合比水泥選用低熱硅酸鹽水泥，最大限度控制混凝土的入模溫度。選擇合適的外加劑，加入大興云龍粉煤灰廠的Ⅱ級粉煤灰和礦渣粉，可減少了水泥的用量又改善了混凝土的和易性。經過反復試配和大量試驗，確定框架C40P12混凝土配合比，見下表：材料名稱配合比粉煤灰礦粉石子砂子水外加劑每立方米混凝土材料用量3433086109970217011.48配合比12.3942.3940.370.025因受B型梁支墩所處位置影響，部分框構節(jié)段劃分過長，最長節(jié)段達16.5米，易在混凝土自身收縮下形成橫向裂紋。因此對混凝土收縮應力控制極為重要。為此，在框架墻身兩側布@10cm×10cm的Φ6冷拔鋼筋網(wǎng)片，以提高混凝土的表面抗拉強度，以抵抗混凝土收縮產生的應力，同時對溫度應力也起到抵抗作用，防止裂紋的產生。（2）增強混凝土表面抗拉應力防裂網(wǎng)片（3）施工方面的技術措施

1.采用合理澆筑方案和澆筑方法為防止墻身砼收縮裂縫的產生，采用每節(jié)框架分三次澆筑；框架底板至倒角為第一次澆筑，倒角上5m墻身為第二次澆筑；剩余墻身及頂板為第三次澆筑。這樣可使墻身混凝土頂部自由收縮,減小混凝土的拉應力，避免砼出現(xiàn)收縮裂縫。1.5m厚基礎底板按500mm厚一層，共分三層澆筑到頂，斜面每層澆筑厚度不超過500mm。保證上層混凝土覆蓋已澆混凝土的時間不得超過混凝土初凝時間2.養(yǎng)護措施根據(jù)熱工計算混凝土內表溫差：ΔTc=37.5℃>25℃必須采取保溫措施。底板、頂板混凝土采用不透水塑料薄膜、麻袋、草簾、黑塑料布四層覆蓋。墻身待混凝土強度達到2.5KPa后，將模板松開，對混凝土進行淹養(yǎng)。在養(yǎng)護保溫期間持續(xù)補充水分，嚴格控制其內外溫差小于25。C，混凝土降溫速率小于1.5。C/d及表面溫度與大氣溫度之差小于25。C，從而有效避免出現(xiàn)有害裂縫。

覆蓋養(yǎng)生3.3混凝土溫度監(jiān)測情況采用建筑電子測溫儀系列產品在底板距混凝土表面75cm,頂板距混凝土表面65cm處設置溫控探頭，每室沿中心線對稱布置。從混凝土中間溫度及混凝土表面溫度監(jiān)測結果可以看出，混凝土在澆筑完后的12h內溫度上升較快，在72h后混凝土溫度達到峰值。混凝土降溫過程平穩(wěn)，內外溫差小于25。C，均在溫控要求數(shù)值內，且沒有產生較大的溫度梯度。由此可見，采用覆蓋四層混凝土養(yǎng)護措施，達到了良好的效果。混凝土中間溫度混凝土表面溫度4結束語小河邊下穿框構橋深基