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深基坑工程中低扬尘低振动爆破技术的应用

2017-02-08 kjb 214

一分彩 杂志名称:建筑施工

刊登期号:2016年9月刊
作者:李红伟、原志超、李兴东、李志兵、倪瑾瑾

 

[摘  ] 本基坑项目石方爆破量高达15万立方,项目周边场地条件复杂、爆破振速要求高、工期要求紧张,需严格控制扬尘,项目选择了浅孔弱松动爆破,整体按纵向分层、横向分区的爆破方式,孔内分段、孔外接力爆破的起爆形式,并使用先进的挖改钻机进行浅孔爆破作业穿孔施工,圆满的完成了施工任务。

[关键词] 爆破工艺、穿孔工艺、浅孔弱松动爆破、非电雷管起爆、挖改钻机

 

1 、工程概况

        本深基坑项目位于深圳市的南山区高新北区,基坑长约125米、宽约92米,基坑面积11707m2,基坑开挖深度12.95~14.65m。拟建场地表层为素填土,总体厚度在1.0m左右,下部均为燕山期侵入粗粒花岗岩(强风化、微风化),场地内无断裂带经过。由于整个基坑深度12~13米范围内全部是粗粒花岗岩,强度较高,需采取爆破方式开挖基坑。

        本基坑东侧约10米有Φ200中低压燃气管线,振速要求2.5cm/s;基坑东侧约50米外为某气化站,振速要求3.0cm/s;基坑南侧约35米外为某精密光电仪器制造厂手机腌膜生产车间,振速要求0.2cm/s;基坑西南角约20米外为Φ200钢制氮气管线,振速要求1.0cm/s;基坑西侧约20米为某计算机通信设备制造厂精密机房,振速要求为1.0cm/s;基坑北侧约10m有一条电缆沟,基坑北侧约30m左右有铁塔架高约25m的110KVA高压电线,基坑北侧80米外为某高速公路。项目周边场地条件特别复杂,爆破振速要求十分严格。

        此外,本基坑位于高新技术开发区,周边有众多的办公和科研建筑,对粉尘、噪声等环境因素控制的要求非常高。本基坑工程的合同总工期仅227天,考虑到爆破工程量巨大,工期非常紧张。

 

 1 项目周边环境示意图

 2、爆破工艺选择

        对于钢纤维混凝土而言,若握裹力相对于钢纤维抗拉强度过大,会造成钢纤维在受力过程中被拉断;若握裹力相对于钢纤维抗拉强度过小,会造成钢纤维在受力过程中被拉出。

一分彩 2.1  爆破方式选择

        针对本基坑工程的情况,结合基坑支护设计单位意见,项目部选择了三种技术可行、安全可靠的爆破方式,从爆破振动、施工进度、扬尘污染三个方面进行比选研究。

        1)深孔弱松动爆破,该爆破方式采用炮孔直径大于50mm、深度大于5m,可使岩体被破碎松动,但不抛掷。深孔弱松动爆破方式施工速度快,扬尘污染较小,但爆破振动大,不符合本工程对爆破振动的严格要求,因此不能采用。

一分彩         2)静态爆破,该方式是在岩石上钻孔,将膨胀剂加水搅拌后,放入爆破孔内,经化学反应,体积膨胀,通过孔与孔之间的应力,将岩石破碎的爆破作业。静态爆破振动小,施工效率低,施工速度过慢,达不到工期要求,因此不能采用。

一分彩         3)浅孔弱松动爆破,该爆破方式采用炮孔直径小于或等于 50mm、深度小于或等于5m,可使岩体被破碎松动,但不抛掷的爆破作业。浅孔弱松动爆破方式施工速度较快、爆破振动较小,但扬尘污染大,需要采取其他针对性措施控制扬尘。权衡利弊后,本项目决定采用此爆破方式。

2.2  增强结构抗冲击能力

        钢纤维在混凝土中均匀地分布,从而对混凝土结构全方位均匀地进行增强,使混凝土结构受到冲击时钢纤维能吸收大量的冲击能量,减少了应力集中,有力地控制裂缝在混凝土内部的产生和发展。

2.3  起爆方式选择

一分彩         起爆方式是指为了利用炸药爆炸的能量,必须采用一定的器材和方法,使炸药按照工程要求的先后顺序,准确而可靠地发生爆轰反应。合理选择起爆方式有助于控制本工程进度、振速、成本等,项目选择了三种起爆方式进行了仔细分析和对比。

一分彩         1)普通电雷管起爆方式,该起爆方式可根据1-15段雷管的延期时间不同,理论上可将每次爆破分为15段同时爆破(微差爆破)。该起爆方式施工成本低,但雷管的延期时间误差大,爆破振速无法保障,不符合本工程对爆破振速的严格要求;此外,该起爆方式对单孔(单段)药量有严格限制,单次起爆总药量低,爆破进度慢,不能满足本工程对进度的要求,决定不予采用。

一分彩         2)数码雷管起爆方式,该起爆方式可根据1-15段雷管的延期时间不同,理论上将每次爆破分为15段同时爆破(微差爆破),数码雷管的延期时间误差很小,有利于控制爆破振速,但该起爆方式对单孔(单段)药量有严格限制,单次起爆总药量低,爆破进度慢,不能满足本工程对进度的要求;此外,该起爆方式施工成本高,起爆成本为普通电雷管的10倍左右,项目成本无法承受,决定不予采用。

        3)非电雷管起爆方式,该起爆方式采用导爆管传递爆轰波,非电雷管进行起爆,由于是采用导爆管传递爆轰波,可利用爆轰波在导爆管内传递速度远小于在电路中的传递速度,通过合理选用雷管段进行设计,实现孔内分段、孔外接力爆破,理论上可实现单次起爆无限分段,因此单次起爆总药量无限制,爆破进度快。非电雷管可实现孔内分段、孔外接力爆破,并可选用延期时间差较大的雷管段进行布线,极大的降低了雷管延期时间误差对爆破振速的影响,有利于控制爆破振速。由于该起爆方式采用孔内分段、孔外接力爆破,单孔所需雷管量为电雷管起爆的2倍,起爆成本为普通电雷管的3倍左右,增加的施工成本在项目可承受范围内,最终决定采用该起爆方式。

 

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