羅 凱

中鐵十一局集團第五工程有限公司

1 前言

水下爆破也和露天爆破一樣，都要用裸露鉆孔和藥室裝藥等方法實現(xiàn)爆破目的；不同的是水下施工比較復(fù)雜、困難，長期以來多由潛水員在水下進行鉆孔和裝藥等技術(shù)作業(yè)。工作范圍既受水深的限制，又受潮汐水流的影響，效果欠佳。

由于水作為介質(zhì)的阻力遠(yuǎn)比空氣大，因此計算裝藥量時，必須考慮水的深度，才能保證爆破效果；同時水介質(zhì)傳播沖擊波的能力也遠(yuǎn)大于空氣，附近若有其他水工建筑物時，多采取氣泡帷幕方法，降低水中沖擊波的峰值壓力，作為防護手段。

2 工程概況

新建鐵路鄭州至萬州重慶段站前工程某多線特大橋結(jié)構(gòu)形式為2×24+2×32+（4×32）四線變二線道岔梁（半幅）+1×24+(96+200+96)連續(xù)鋼構(gòu)-拱組合+2×32m，其中10-12跨為（96+200+96）連續(xù)鋼構(gòu)-拱組合結(jié)構(gòu)，橋梁全長741.6m。

下部基礎(chǔ)10#、11#墩設(shè)計在彭溪河水域范圍，結(jié)構(gòu)為高樁承臺，共設(shè)36 根直徑為2.5m 鉆孔灌注樁?；A(chǔ)地質(zhì)主要為中、弱風(fēng)化泥巖夾砂巖，墩柱為雙肢薄壁墩，墩高55m。

擬建橋位處彭溪河水域河床橫斷面基本呈“U”型，10#、11#橋墩基礎(chǔ)位于“U”型河床中心線兩側(cè)靠岸邊范圍，地形陡峭基本無覆蓋。10#、11#墩承臺靠岸側(cè)采用水下爆破開挖。

圖1 水下爆破范圍示意圖

3 爆破工程技術(shù)要求

（1）確保爆破施工安全。

（2）開挖深度應(yīng)符合設(shè)計要求。

（3）基底爆破到位，不留殘根。

4 爆破方案

根據(jù)主墩所處基巖結(jié)構(gòu)、尺寸及周圍環(huán)境等特征，為滿足設(shè)計、工期需要，設(shè)計采用分層爆破方案。沿水流方向分排鉆孔，根據(jù)雷管的段別、齊爆藥量、及周邊環(huán)境，確定一次鉆孔數(shù)，進行作業(yè)。

4.1 施工順序

施工順序詳見圖2。

圖2 炮孔施工順序圖示

4.2 施工機械選擇

根據(jù)現(xiàn)場情況，本項目擬采用工效較高、性能良好的ZQ100型航道潛孔鉆機進行爆破作業(yè)，爆后利用4m3抓斗式清碴船進行清渣。

4.3 鉆孔布置

鉆孔孔位采用GPS 直接測定，水上施工平臺利用拋設(shè)的錨纜移動船位和調(diào)整孔位。在孔位上測量水深，由施工面高程和設(shè)計高程計算鉆孔深度。

5 爆破參數(shù)設(shè)計

5.1 爆破孔網(wǎng)參數(shù)設(shè)計

根據(jù)現(xiàn)場測量的結(jié)果確定具體的爆破臺階高度，根據(jù)設(shè)計圖臺階高度按5m分層，考慮水流、水深條件影響及清渣的效果，順?biāo)謹(jǐn)嗝孢M行施工。

（1）鉆孔直徑Φ90mm。

圖3 炮孔布置示意圖

（2）孔距a的確定：孔距取值a=1.5m。

（3）排距b的確定：排距取值b=1.2m。

（4）鉆孔深度h：鉆孔爆破分層厚度最大為5m，孔深為5m。

（5）炸藥單耗q：選用具有防水性能的乳化炸藥。根據(jù)水的深度情況調(diào)整單耗，由于水面以下有水壓力的作用，夾制作用較大，單耗應(yīng)適當(dāng)取大一些。水下爆破單耗一般為1.0kg/m3～1.8kg/m3，本工程松動爆破?。簈=1.5kg/m3。施工前，應(yīng)在相對安全的區(qū)域，進行小規(guī)模試爆，根據(jù)試爆的情況，并根據(jù)水的深度變化調(diào)整藥量。

（6）單孔藥量Q：根據(jù)體積法計算藥量：Q=a×b×h×q，單孔藥量Q=13.5kg。

（7）微差時間選擇：為降低水中沖擊波及振動對周圍構(gòu)筑物的影響，除控制爆破規(guī)模外，還必須采用微差爆破，微差間隔時間設(shè)計不低于50ms。

（8）裝藥結(jié)構(gòu)：為了使爆破塊度相對均勻，在一定程度上減小爆破地震及水中爆破沖擊波效應(yīng)。采用孔底起爆方式。為確保裝藥到位，可用竹片捆扎藥卷進行裝藥，上部用10mm～20mm碎石堵塞。

一次最大起爆藥量：7排×4孔×13.5kg/孔=283.5kg

（9）起爆網(wǎng)路設(shè)計：采用全非電毫秒延期導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路，網(wǎng)路敷設(shè)時，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境采用導(dǎo)爆管雷管延期逐排起爆。起爆網(wǎng)絡(luò)詳見圖4。

圖4 起爆網(wǎng)絡(luò)示意圖

5.2 警戒范圍

爆破時，為確保周圍環(huán)境的安全，需對水面上200m 范圍內(nèi)的機械設(shè)備、船舶和人員進行撤離，700m 范圍內(nèi)嚴(yán)禁游泳、捕魚，900m范圍內(nèi)取消一切水下安裝、潛水作業(yè)。

在爆破前發(fā)布公告。計劃每天組織爆破兩次，爆破時間段為06：00～07：00、17：30～18：30。

6 結(jié)論

本文對彭溪河多線特大橋主橋橋墩處裸露基巖的水下爆破進行了研究。對水下分層爆破網(wǎng)路、鉆孔布置、參數(shù)設(shè)計等進行探討。該技術(shù)的成功應(yīng)用可以克服主墩承臺施工前圍堰的成功下放遇到的技術(shù)難題，為今后類似工程提供借鑒。