基础原槽开挖爆破设计与施工.pdf

收稿日期 文章编号 （ ） 基础原槽开挖爆破设计与施工 胡勤陈宝心 （ 中国建材建设总公司咸阳矿山建设公司 陕西武功 武汉工业大学爆破研究所 湖北武汉 ） 摘要本文通过某高层建筑基槽预裂爆破开挖实践， 介绍预裂爆破原槽开挖设计原理和施工要点， 并对主要爆破参数选择做出说明。 关键词基槽开挖；预裂爆破；空腔装药 中图分类号 文献标识码 （ “ ， ， ’ ， * ， ， , ） - , , ， . , / ， , ； , ； 工程概况 某高层建筑基坑开挖至 深后， 需要在基岩中开挖基槽。基槽要求原槽开挖、 原槽浇 灌砼， 即开挖基槽坑尺寸与设计尺寸一致， 基槽侧面要垂直， 不放坡， 超欠挖不超过 ， 浇 灌砼时不安装模板， 直接将砼浇灌在基槽内， 同时要求开挖过程不得损坏基岩， 应保持原岩的 稳定性和承载能力。这要求比一般基槽开挖爆破高得多。 拟开挖基岩为微风化砾石， 抗压强度0 1 ， 整体性好， 基槽宽大部分为， 个别 为， 开挖深度为 。基槽纵轴和横轴垂直相交。 爆破施工区南边 0为一条市郊高等级公路， 来往辆很多， 处还有一条高压线通过， 东边 为新建两层楼变电所， 北边 处为新建六层住宅楼， 西边0 处为居民住宅区。 第 卷第期 年月 爆破 2 3 * ’ 4 “ 5 4 万方数据 开挖爆破设计 开挖爆破方法选择 根据工程要求最初我们采用光面沟槽爆破方法， 但爆破效果不好， 其原因是所开挖基槽比 较窄， 当槽中部炮孔药包爆破后， 在槽的边缘与自由面交界处出现裂纹和少量松石扩展到保护 区中去， 不能满足工程要求。后来改为基槽两侧面用预裂爆破， 基槽中部采用微差爆破的爆破 方法（ 称为预裂沟槽爆破方法） 。基槽两侧预裂爆破后可有效阻止随后的槽中部爆破裂纹扩 展， 保护了保护区； 基槽中部采用微差爆破可有效控制爆破后岩石碎块运动方向沿着基槽轴线 方向， 减少岩石对基槽侧面冲击作用， 从而减少基槽的侧壁上部产生松石的可能性， 且能降低 爆破震动对围岩的影响。实践证明采用预裂沟槽爆破方法， 进行基槽爆破开挖可获得满意的 结果。 炮孔布置参数 根据钻孔深度和爆破规模， 钻孔机械选用手持式凿岩机， 预裂爆破和微差爆破炮孔直径均 为 。 预裂爆破炮孔布置在设计的轮廓线外 的位置上， 孔距为 ， 炮孔超深为 。 微差爆破钻孔按矩形布置， 排距为 ， 中间部分孔距为 ， 炮孔超深为 ， 靠近预裂面那些炮孔， 与预裂面之间的距离为 ， 并减少装药量。这样可减少微差 图钻孔布置和起爆顺序 爆破对预裂面后面的基岩的影响， 同时有利于后续的清渣工 作。基槽钻孔布置见图。 装药结构 预裂爆破装药结构一般采用连续柱状或轴向串珠不偶合 装药结构。对于本工程， 采用连续柱状装药结构所需要抗水预 裂爆破专用炸药， 购买困难； 用导爆索和号岩石炸药串珠装 药防水既麻烦又不可靠； 用导爆索和乳化炸药串珠装药， 则乳 化炸药经过重新加工其爆炸性能和爆轰可靠性都会降低。根 据不偶合装药原理， 我们采用空腔装药结构， 即在每个预裂炮 孔中只装一个药包， 药包两端或一端为水或空气。由于空腔的 作用使药包初始爆炸压力降低， 从而降低药包对邻近孔壁的粉 碎作用， 但延长了炮孔压力作用时间， 有利于预裂缝的形成和 贯通。实践证明这种装药结构可以满足预裂爆破要求， 解决连 续柱状或串珠装药结构的问题， 施工很方便。装药时为了使炸 药能量分布均匀， 相邻两个炮孔的药包不是布置在同一水平上， 而是垂直错开布置， 炮孔堵塞 长度为 ， 如图。 微差爆破中间部分孔采用连续装药， 与预裂面相邻那两排微差孔采用减弱装药， 其装药量 第 卷第期胡勤等基础原槽开挖爆破设计与施工 万方数据 比中部炮孔少 ， 并且上部采用空腔装药， 堵塞长度为 ， 如图。 装药量 本工程基础已开挖基坑深度达 ， 施工期间又经常下雨， 工作面上有很多水， 因此炸 药采用乳化炸药。 图预裂面上药包布置图装药量和装药结构 预裂爆破质量好坏与装药量有很大关系。由于预裂孔深度较浅， 线装药密度取 ／（ 计算时应扣除堵塞长度） 。相当于每平米预裂面装药量为 。 微差爆破平均炸药单耗为 ／ 。 预裂爆破和微差爆破装药量和装药结构见图。 起爆顺序和微差时间 基槽的两侧平行预裂爆破孔应单独起爆或至少相隔 毫秒， 否则由于槽两侧平行面相距 较近， 两个预裂爆破孔间的冲击波会互相干扰， 使预裂面上各孔之间拉应力达不到单排孔同时 起爆时的拉应力而影响预裂爆破效果。为了减少爆破次数和减少覆盖工程量， 我们采用预裂 孔和微差孔一次起爆， 两侧预裂孔起爆时间相隔 ， 即一侧用段毫秒电雷管， 另一侧用 段毫秒电雷管。 微差爆破顺序是沿基槽轴线方向的， 每排孔起爆顺序则是先中间后两边。预裂爆破和微 差爆破起爆顺序见图。 安全技术 基槽爆破由于夹制严重， 装药量较大， 爆破震动、 飞石和噪音比一般台阶爆破强得多。尤 其是预裂爆破时由于堵塞长度短， 爆炸气体易集中从孔口冲出， 个别飞石可能飞散很远。因此 应采用重型覆盖。我们采用厚为 的钢板和胶管帘作为覆盖材料。覆盖时钢板下部用小 土堆垫高 ， 上面再压一层胶管帘， 实践证明采用这种覆盖方式可有效控制住飞石。 本工程一次爆破规模较小又采用微差爆破技术且爆区与建筑物相距较远， 经计算爆破震 动不会对周围建筑物造成危害。事实证明也是如此。 爆破噪音通过提高堵塞质量和采用上述方法覆盖后， 爆破区周围居民没有感到有刺激性 爆破 年月 万方数据 的爆破噪声。 施工要点 钻孔精度与预裂爆破效果关系很大， 即使是小的钻孔误差， 也会显著影响预裂面的质量。 在没有专用钻孔设备情况下， 通过精心钻孔施工， 用手持式凿岩机也能达到满足工程要求的钻 孔精度。只要小心开孔， 钻孔过程中不断用铅锤校核钻杆垂直度， 即可达到很高的钻孔精度。 由于预裂爆破孔采用空腔装药结构， 爆轰气体在成缝中起主要作用， 因此堵塞质量一定要 保证。在有水钻孔中， 填塞时先用塑料布等隔开空腔， 然后用河沙堵满炮孔。 在基槽交处， 预裂面上要布置炮孔， 对于阴角， 该炮孔可增加装药量 ， 以减少清渣工 作量， 对于阳角， 则该炮孔不装药并且与其相邻的两个炮孔也应减少装药量。 基槽最初开槽爆破时， 中间孔可采用倾斜孔以便把碎渣抛出。 爆破效果 采用上述设计和施工技术， 爆破后槽的两侧十分平整， 预裂上半壁炮孔率达 以上， 完 全满足工程要求。整个爆破施工过程没有飞石飞出基坑， 公路上车辆照常行驶， 周围居民没有 受影响， 业主十分满意。 结论 采用预裂沟槽爆破方法进行基础原槽开挖是可行的。岩体基槽原槽开挖， 原槽浇灌砼， 可 省去模板安装工程， 并能提高基础承载能力， 值得推广应用。 预裂爆破孔采用空腔装药结构具有施工方便成本低等优点， 对于象本工程这样预裂深度 不大且岩体比较完整的工程， 不失为一种有效的方法。 预裂爆破原槽开挖爆破震动、 飞石和噪音比一般爆破强得多， 在靠近居民区作业时要特别 小心。 用手持式凿岩机钻孔， 在钻孔过程中不断用铅锤校核钻杆垂直度， 钻孔精度可满足工程要 求。 参考文献 中国力学学会工程爆破专业委员会爆破工程［］ 北京 冶金工业出版社， 王迁武等地面与地下工程控制爆破［］ 北京 煤炭工业出版社， ［ 捷］ 布鲁唐涅等著希禾译矿业和建筑工程中的控界爆破［］北京 中国建筑工业出版社， 第 卷第期胡勤等基础原槽开挖爆破设计与施工 万方数据