水厂虹吸管安装工程水下钻孔爆破设计及施工.pdf

第18 巷第4 期 爆破 v 0 1 ．18 ＼。4 二0 1 年1 月 B l - A S T I N G n e c ．1 0 0 l 文章编号lo o 】一4 8 7 x 2 ∞”。1 o 。8 20 3 水厂虹吸管安装工程水下钻孔爆破设计及施工 刘剐 浙江省隧道工程公司西南分公司，浙江丽水3 2 3 0 0 0 摘要对贵阳市西郊术厂虹嗄菅安裴工程进行水下爆破的爆破设计、施工工艺等方面厦水下钻孔控制爆 破挂木进行探讨。 关键词水下爆破；药卷；防水；气泡固幕 中围分类号二 T D2 3 53 7 文献标识码 A D e s i g na n dI m p l e m e n t a t i o no fB o r e h o l eB l a s t i n gf o r S i p h o nl n s t a l l a t i o nE n g i n e e r i n gi nW a t e r w o r k s 1 ．R JG Ⅻg S o u t h w e s tB r a n c ho fZ h e j i a “gP r o v i n c i a IT u n n e lF “g i n e e r i “gC o r p 。r a t l o n ， I ．i s h u l3 2 3 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t A 1 1 u n d e r w a t e rb 【a s t l “ga n di t sm l p l e m e n t a t l o ㈣r ed e s l g n e df o ras l p h o nl n s r a l l a t l ⋯n g m e e n “g m w a t e r w o r k s ．T h eu n d e r w a t e rd r i l l l “gc o n t r o l l e db I a 甜l “gw a sd l s c u s 辨d ． K e yw o r d s u n d e r w a t e rb l a s t i “g ； c a r t r l d g 。； w a t e r p r o f l 工程概况 贵阳市西郊水厂虹吸管安装工程陆地虹吸管沟 槽开挖由于水位突然上涨而被迫中断，残余待挖方 量约4 4 0m 3 。由于水位一直居高不下，已无法按原 定陆地开挖方案施工，决定对该项目实施水下施工。 根据工程要求，水下开挖虹吸管管沟断面为梯 形．底宽7 ．2 0 m ，边坡1 o ．2 5 。爆破体由西向东方 向逐渐降低，最大厚度4 ．5m ，最小1 0 ～2 0c m ，平均 3 ．0 m 。 原陆地开挖已将表层第四系粘土层及风化岩层 剥离．剩余部分为中风化白云岩，由于前期爆破开挖 的影响．剩余岩层较为破碎，但不存在大的裂隙及断 层．爆破上部覆盖有平均2 ～3m 的松散碎石层。 爆区往取水塔正东方向1 3n 、处有一素混凝土 挡墙，顶宽4m ，高7m 。挡墙往爆破区方向5m 处 有清镇市自来水厂输水管通过，由间距为5m 、底宽 1 ．jm 、顶宽o ．6m 、高7 ．om 的锥形浆砌块石管墩 支撑，输水管路高于水面。在输水管经过原陆地开挖 区域段，由于原陆地开挖必须拆除两座管墩，所以在 陆地开挖边界两侧边缘分别各架设一个金属结构直 撑和一个金属结构斜撑，以取代管墩。由于这段管路 跨度大 15m 悬空 ，且基础岩层较为松软，爆破破 坏可能性大。爆区往南8 0m 处是清镇水厂泵房及 过道，外部悬梁跨度7 ．om 。泵房过道都是由宽o ．4 m 的方形混凝土桩支撑，泵房为混凝土框架结构。 爆区往北东方向约3 0m 有一排闲置民房，该民房 往北方向是清镇市洗衣粉厂泵房。爆破区有电线经 收稿日期2 0 。l 0 6 18 作者简介刘剐 】9 6 2 ～ ，男；丽水浙江隧道工程公司爆破研究室工程师 万方数据 第l8 巷 第{ 期刘刚水厂虹吸管安装工程水下钻孔爆破设计及施工 过，最近的水泥电杆离爆区约l ；m 。 2 爆破方案设计 爆破技术要求确保周围构筑物的安全；确保爆 破效果达到预期要求；确保沟槽爆破一次成型．避免 对后序水下出碴带来不利影响。 爆破方案确定为采用非电微差方式进行爆破。 由于临近构筑物受破坏的可能性较大，从安全角度 考虑．爆破设计尽量减少单孔药量及段药量。 爆破效果设计为加强松动爆破。 3 主要技术参数 该水下爆破区域平均水深7m ，所以在选择相 关参数时考虑水压因索。 1 孔径为7 jm m 。 2 最小抵抗线“ 与孔间距n 、排距6 孔距及排距为相同情况下空气自由面的7 5 ％ ～9 0 ％，孔间距“ 1 ．8 m ，排距6 一1 ．5 m ，最小抵抗 线“一一1 ．jm ，炮孔布置如图l 。 围1 炮孔布置及起爆顺序 单位m 鸯 3 孔深 H 水下爆破钻孔应适当超深，该工程爆破体为白 云岩，孔深平均3m ，取炮孔平均超深△H 一1 ．Om 。 1 炸药单耗q o ．7 5k g ／m 3 。 j 单孔装药量 考虑水深因素的单孔装药量计算式 Q g w “H [ 1 ．4 5 一o ．4 5 e x p 一o ．3 3 H o ／“ ] 1 式中，q 为炸药单耗，k g ／m 3 ；w 为最小抵抗线，m ；n 为孔间距 n 1 ；H 为孔深．m ；H 。为水深，m 。 爆破区域平均水深7 ．om ．经计算总装药量为 1 8 99 5k g 。 【6 炮孔堵塞长度，堵塞长度按 0 ．8 ～1o ” 考虑，取堵塞长度为L 一1 ．2m 。 4 起爆网络 采用梯形爆破法．每孔内设两根导爆管，使用复 8 3 式网络起爆，以增加爆破可靠性 如图2 。采用导爆 索与导爆管起爆法，没计采用孔内延期力‘式进行起 爆，把每i L 两发导爆管分接八不同的网络．最后将两 个网络的导爆索连接在一起。用火雷管起爆。在试 爆前的多次网络试验证明，这样的起爆网络能较好 地避免各类拒爆事件。 墨鬻 图2起爆网络联接示意图 5 安全验算及安全措施 5 ．1 振速计算 振动衰减规律以下式计算 口一K Q “3 ／R 4 2 式中，u 为地表振速，c m ／s ；Q 为段药量，k g ；R 为距 离，m ；K 、n 为由地形地质条件决定的系数和指数． 根据试爆检测结果，K 取1 8 7 ．2 0 ，a 取1 ．7 3 l 。 爆区周围各临近建 构 筑物质点振速计算值见 表1 。 表1 爆区周围部分建构筑物质点振速 桩号同段最夫 肚。药量Q ／k g 4 l6 1 3 9 ．3 6 3 8 ．6 l 3 5 ．6 l 3 4 ．1 1 3 2 ，6 1 3 1 1 1 2 96 l 2 8l l l4 ．0 9 2 1 ．0 9 1 25 2 7 ．8 3 657 S3 2 47 0 37 6 25 0 输水管路 B 档墙 距离振速距离振速 _ ，m ／c ⋯s1 ／Ⅱl t Ⅱ1 一s 2 3 ．7 535 8 2 1 ．5 05 ．3 7 2 0 ．7 54 ．2 3 1 7 ．7 5 42 2 】62 54 ．4 5 1 4 ．7 54 ．6 6 l3 ．2 552 2 1 l7 55 ．6 5 l O ．2 55 ，6 5 根据设计各段药量计算离爆区最近的输水管路 和A B 挡土墙的振速，绝大部分符合国家规范，部 分振速略超出国家规定标准，为确保安拿，对输水管 路大跨度段用钢管加固架进行加固。 5 ．2 冲击波 为了减弱水下爆破水中冲击波的强度，在爆破 区域周围设置气泡围幕。具体措施为‘下转第8 6 页 蛇引弛曲甜粥阳”％ 2 3；2 2 2 2％∞巧玛船孙巧两髂∽盯骱∞∞加旧“㈨ 万方数据 爆破 挖设备限制．开挖后岩丽会残留定厚度的泥碴．需 用清淤管清除．否则要加人炮孔的超钻深度。此法在 近岸海区的穿孔爆破施工中较为适用。 在没有大量潜水作业人员时，大面积清理基岩 覆盖层，也可采用先开沟后填塞的换基法进行。7 即 先在施工区外侧较深处先开挖一条能容纳爆破区内 的积层泥石量的深沟槽，然后利用长臂反铲，将作业 区的泥石碴等覆盖物全部移至沟槽内，既起到换基 的作用．又达到了清理覆盖层的目的。 4 结语 复杂地质条件对水下钻孔爆破的影响较大。对 上接第8 3 贞 利用} 1 0 8m m 钢管，其上钻1 ，5m m 双排孔，孔间 距j O ～7 0m m ，沉入爆破区域湖底 距爆破区域5 m ．用9m3 空压机供风．这样便在爆破区域周围形 成一道气泡围幕墙。 6 水下爆破施工 6 ．1 钻孔 在爆破区内用钢管搭设钻孔平台，平台面高出 最高水位o ．j m 。用】0 0 型地质钻机钻孔。由于有厚 约2m 的碎渣层．用} 1 1 0m m 的钻具开孔，并下 4 l 8n l n l 套管至基岩 如图3 ，起隔离护壁作用。终 孔直径7 jm m ，成孔后用夺7 0m m P V C 塑料管下至 孔底，上端露出水面，方便装药及网络联接， 图3 水下钻孔示意图 6 ．2 装药 根据钻孔记录，计算各孔药量，在岸上用小于炮 【 r 1 1 年12 月 覆盖层应根据工程的不| 一J 需要采用有针对陛的处理 方法。如果工期较紧．爆后岩打兀利用价值时，可采 用先进成孔设备进{ i 钻孔爆破；如果j | 朗许一r 。爆后 岩打有利用价值，应对覆盖层进行认真清理。总之． 对待复杂地质条件下的钻孔爆破作业，要想尽一切 办法以较小的投入克服成孔用难，完成爆破任务。 参考文献 [ 1 ] 钱锋．码头嵌岩桩水下控制爆破[ J 爆破．19 9 7 1 7 1 7 1 [ 2 ] 中国力学学会工程爆破专业委员会爆破工程[ M ] ．北 京冶金工业出版社，l9 9 2 ． 孔直径的} 6 5m m 塑料管把药装好，| 司时将导爆管 放入管内 每孔用双导爆管 ，并标明扎号及导爆管 段数。 药卷采用防水包装．在} 6 jm m 装药塑料管两 端采用防水材料堵塞。 6 ．3 爆破网络联接 装药时在爆破区域两端固定两条铁船，装完药 后将导爆管脚线拉到铁船上．在船t 进行网络联接。 接完后使用竹条或足泡沫塑料作为浮子将导爆索浮 丁水面。 7 爆破效果 爆破后经潜水员现场查验．爆破敬果达到预期 要求，无拒爆现象。整个爆破区域内碴石出现堆积． 取得了预期爆破效果，对后序水下出碴带来r 便利。 经贵州电力设计院岩土工程分院对爆破现场监 测结果表明，周围各构筑物振速均符合同家规范 构 筑物无一受损。 参考文献 1 刘殿中．工程爆破实用手册[ M ] 北帛冶金工业出版社． 19 9 9 万方数据