鮮云兵

（中鐵二十局集團(tuán)第一工程有限公司，江蘇 蘇州 212151）

1 工程概況

南龍鐵路閩江特大橋位于福建省南平市延平區(qū)境內(nèi)，橋梁長(zhǎng)度1066.41m，橋梁跨越峰福鐵路及閩江Ⅳ級(jí)航道。其中17#、18#主墩水下基礎(chǔ)尺寸為30.25m×19.75m，水深15m～20m，基礎(chǔ)埋置于閩江河床巖層下7m～10m，需進(jìn)行巖質(zhì)基礎(chǔ)水下基坑開挖，開挖坑底平面尺寸為39.75m×29.25m，邊坡坡率1：0.5，水下爆破總方量為2.2萬(wàn)方。基坑爆破開挖距離峰福鐵路最近距離159m。

2 施工方案

2.1 總體施工方案

橋墩基坑水下爆破采用平臺(tái)作業(yè)船鉆孔，每艘作業(yè)船上配兩臺(tái)高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)，孔徑為138mm，分片分層爆破，一次分片爆破面積不大于50m2，每次爆破深度不大于3.5m，分2～3次爆至設(shè)計(jì)標(biāo)高，先從橋墩中間開始按排鉆孔爆破，然后向兩側(cè)放坡方向推進(jìn)。每層爆破完成后進(jìn)行清碴，清碴平臺(tái)兩艘，錨艇四艘，每臺(tái)清碴平臺(tái)配一臺(tái)長(zhǎng)臂挖機(jī)（臂長(zhǎng)25m），清渣后再進(jìn)行下一次鉆孔爆破施工，循環(huán)直至基坑清碴完成至設(shè)計(jì)標(biāo)高。邊坡處根據(jù)邊坡底高程鉆孔至邊坡線處，鉆孔角度為垂直孔，邊坡坡度為1：0.5，施工至邊坡時(shí)，按放坡要求每排間隔改為50cm，以保證邊坡的平順度。

2.2 施工測(cè)量控制

1）平面控制，施工區(qū)平面控制網(wǎng)點(diǎn)布設(shè)必須滿足《水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范》 （JTJ203—2001） 及相關(guān)技術(shù)文件要求。①施工基線方向的允許誤差值±12秒；②施工基線長(zhǎng)度的允許誤差值l／10000；2） 施工船舶定位，爆破作業(yè)船采用RTK—DGPS定位（精度：±3cm+1ppm）技術(shù)，在閩江岸上開闊地設(shè)立RTK—DGPS基準(zhǔn)站控制點(diǎn)，由RTK—DGPS定位系統(tǒng)把作業(yè)船上的鉆機(jī)孔位的平面位置顯示到電腦顯示窗口，定位時(shí)，移動(dòng)錨具，使實(shí)測(cè)孔位與設(shè)計(jì)孔位點(diǎn)的平面偏差控制在0.2m以內(nèi)；3）高程控制，水下基坑爆破作業(yè)時(shí)，根據(jù)實(shí)時(shí)水位數(shù)據(jù)對(duì)作業(yè)船上的RTK儀器進(jìn)行水位校正，以便能夠正確控制鉆孔的深度。作業(yè)船進(jìn)行施工時(shí)，直接能從電腦上觀測(cè)得到實(shí)際水位高程。

2.3 工程設(shè)備

本工程處于閩江上游，采用當(dāng)?shù)刈饨璐?、焊接拼裝成所需作業(yè)平臺(tái)，然后將鉆機(jī)、空壓機(jī)、拋錨設(shè)備、定位設(shè)備等由陸運(yùn)至施工地點(diǎn)。

爆破鉆孔：鉆孔機(jī)具安設(shè)在浮平臺(tái)上，同時(shí)裝有拋錨的錨機(jī)6臺(tái)，首尾兩具中錨，錨纜長(zhǎng)

100～200m；兩側(cè)共四具邊錨，錨纜長(zhǎng)80～150m。

石渣清理：爆破完畢后，采用定制的浮船作為載體搭載長(zhǎng)臂挖掘機(jī)進(jìn)行爆渣開挖后運(yùn)輸船運(yùn)輸，清渣平臺(tái)如照片2。

爆破鉆孔、石碴清理浮平臺(tái)采用長(zhǎng)30m，寬10m的方駁，拋設(shè)八字錨定位，錨纜長(zhǎng)度不小于50m。

2.4 爆破設(shè)計(jì)

1）爆破器材的選取，水下爆破采用防水性能好的高能乳化炸藥，藥卷用塑料袋包裝，藥卷直徑為中110mm，每條藥卷長(zhǎng)度50cm，重量約為4kg，炸藥的爆力為320ml，用8#銅殼電雷管作為擊發(fā)元件、非電導(dǎo)爆管為傳爆元件，非電雷管為起爆元件引爆藥包。

2）鉆孔布置示意圖

3） 單孔藥量計(jì)算，炮孔裝藥量經(jīng)驗(yàn)公式為Q=q×a×b×H式中：Q—炮孔裝藥量，kg；

q—炸藥單耗，kg/m3；

a、b、H—孔距、排距、孔深，m；

①單位耗藥量（q）

水下鉆孔爆破單位炸藥消耗量按巖石堅(jiān)硬程度取值：一般軟巖或風(fēng)化巖，取1.72 kg/m3；中等硬度巖，取2.09 kg/m3；堅(jiān)硬巖石取2.47kg/m3。本工程取2.47 kg/m3。

上述爆破參數(shù)W、a、b、q根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取，最終參數(shù)經(jīng)試爆確定。

圖2 基坑爆破孔位斷面圖

說(shuō)明：

1）a--孔距，b--排距，H--高度，h～超深；

2）圖示為梅花形布孔方式；

3）根據(jù)現(xiàn)有施工船舶的性能及施工經(jīng)驗(yàn)，確定以下參數(shù)：

鉆孔孔距：a=1.5m

鉆孔排距：b=2.0m

鉆孔直徑：D=138mm

藥卷直徑：d=110mm

巖層厚度：H=3～3.5m（單次）

鉆孔超深：h=1.5～2.0m

實(shí)際孔深=巖層厚度+2.0m

②單孔標(biāo)準(zhǔn)裝藥量（Q）

單孔藥量（與爆破巖層厚度有關(guān)，以巖層厚3.5m為例）：

③ 堵塞段 （h0）

h0=w=1.5m，計(jì)劃堵塞1.5m，采用碎石或粗砂進(jìn)行堵塞。

2.5 布孔、鉆孔

采用梅花形布孔，起爆時(shí)采用微差起爆的順序，利用其空中碰撞達(dá)到塊度均勻的效果。采用高風(fēng)壓鉆機(jī)鉆孔，孔徑138mm，一次鉆孔到設(shè)計(jì)底高程（加超鉆深度）。鉆孔完成后施工人員通過(guò)測(cè)深繩放入轉(zhuǎn)機(jī)套管內(nèi)檢查孔深是否到位?？孜?、孔深、角度符合爆破設(shè)計(jì)的要求，誤差在允許的范圍內(nèi)，鉆孔精度的控制具體如下：

①鉆孔位精度，鉆孔作業(yè)應(yīng)盡可能地按爆破設(shè)計(jì)的炮孔間距和排距鉆孔，為了保證爆破效果，鉆孔孔位誤差為±10cm，對(duì)于一些不能按設(shè)計(jì)鉆孔的炮位，應(yīng)適當(dāng)?shù)厍昂笞笥乙苿?dòng)，不能輕易地取消炮孔。

②鉆孔角度的精度，為了控制爆破飛石，在鉆孔作業(yè)時(shí)，特別是同一排炮孔，傾斜角度的誤差不大于±5度。

③鉆孔深度的精度，嚴(yán)格控制鉆孔深度，一般誤差不大于±30cm。對(duì)于個(gè)別的堵孔、卡孔現(xiàn)象，用炮棍搗通或用高壓風(fēng)管吹通，否則，應(yīng)重新補(bǔ)孔。

2.6 裝藥與堵塞

使用合適炮棍進(jìn)行裝藥，在裝藥過(guò)程中引導(dǎo)炸藥保證順利裝藥和堵塞長(zhǎng)度。起爆雷管必須按設(shè)計(jì)要求放入孔內(nèi)，并在周圍用炸藥將空隙填滿，同時(shí)將雷管的導(dǎo)線引至孔口保護(hù)好。裝藥完畢后，藥室中間采用空氣間隔堵塞，孔口采用細(xì)沙料充填。

2.7 起爆網(wǎng)路聯(lián)接

爆破采用非電毫秒差導(dǎo)爆管雷管及導(dǎo)爆索，起爆網(wǎng)路采用非電導(dǎo)爆網(wǎng)路，具有起爆網(wǎng)絡(luò)抗擾性強(qiáng)、安全性好、起爆可靠、起爆數(shù)量不受限制、使用方便等特點(diǎn)。

1）網(wǎng)路聯(lián)結(jié)形式，采用非電毫秒差導(dǎo)爆雷管的空內(nèi)延時(shí)起爆網(wǎng)路。每孔裝入兩發(fā)毫秒差導(dǎo)爆管雷管，孔內(nèi)導(dǎo)爆索聯(lián)接各個(gè)藥卷，以確保爆破的可靠性。

2）延期形式，孔內(nèi)采用毫秒差導(dǎo)爆管（小于500毫秒）雷管延期起爆，以降低每段齊爆的藥量，充分達(dá)到延期和減震的目的。

3）爆破方式，孔外接導(dǎo)爆索聯(lián)接各個(gè)孔雷管的導(dǎo)爆管，最終采用非電起爆器引爆導(dǎo)爆索來(lái)引爆整個(gè)網(wǎng)路。

當(dāng)總藥量趨近一次最大起爆藥量時(shí)，檢查導(dǎo)爆管雷管網(wǎng)路有無(wú)漏接和錯(cuò)接，接點(diǎn)連接牢固，做好起爆前的準(zhǔn)備工作。

2.8 石渣清理

整片爆破完成后開始石渣清理，同樣采用GPS-RTK定位系統(tǒng)將平臺(tái)定位到開挖位置，由平板泊位上載有的長(zhǎng)臂挖機(jī)清挖，從墩坑的邊坡處開始清挖，然后向另一側(cè)邊坡推進(jìn)。

石渣清理需分層進(jìn)行，每層的開挖深度70～100cm，若未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，可由鉆爆船補(bǔ)爆后繼續(xù)清挖。

水下清碴施工的關(guān)鍵是清挖船的移船定位、浚深控制作業(yè)。山區(qū)河流的一個(gè)最主要特征是流速較大，因而施工船舶必須平行于水流方向作業(yè)，清挖船在施工中采用錨纜控制平面位置，在施工水域清挖船拋設(shè)主錨纜及八字錨纜，主錨纜用以控制船體上、下移位，八字錨纜（或橫錨纜）控制船體左、右移位，錨位必須設(shè)浮標(biāo)標(biāo)志。

3 質(zhì)量保證措施

3.1 測(cè)量定位質(zhì)量保證措施

1加強(qiáng)對(duì)施工水位的觀測(cè)，以保證施工浚深。鉆孔前采用衛(wèi)星定位系統(tǒng)定位放樣，要求實(shí)際孔位與設(shè)計(jì)孔位偏差在±0.2m范圍之內(nèi)，準(zhǔn)確測(cè)量基巖頂面高程，以確保鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，避免漏爆；2）在下、起鉆前都要實(shí)時(shí)察看水位，以確定下鉆深度，在施鉆過(guò)程中，水位每變化0.1m要修正一次下鉆深度，確保設(shè)計(jì)深度。鉆工通過(guò)下鉆控制孔深。鉆孔完畢，炮工用測(cè)深繩檢查孔深。

3.2 鉆爆施工質(zhì)量保證措施

1）鉆孔不宜分層，應(yīng)一次鉆深到位。鉆機(jī)船移位時(shí)不得越過(guò)已裝藥的炮孔，以免刮斷導(dǎo)爆管造成盲炮；2）控制鉆孔深度，并做好施工水位、爆破簽證記錄，填寫鉆機(jī)船施工記錄；3）必須嚴(yán)格按爆破設(shè)計(jì)控制裝藥量和起爆順序。

3.3 開挖質(zhì)量保證措施

1）加強(qiáng)施工平臺(tái)RTK儀器的校核、觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)誤差及時(shí)調(diào)整；2）清挖船嚴(yán)格按照定位軟件設(shè)置的開挖線標(biāo)志施工，并經(jīng)常校核；3）清挖船施工時(shí)，根據(jù)水位、坡高、地質(zhì)、吃水、沖淤及實(shí)際挖深等情況調(diào)整抓斗下放深度。

4 結(jié)語(yǔ)

1）通過(guò)優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)參數(shù)及試爆試驗(yàn)，嚴(yán)格控制單次最大起爆量及總裝藥量，有效的控制了爆破對(duì)既有閩江通行航道及鄰近峰福鐵路既有線的影響；2）對(duì)于橋位處閩江水深、基坑體積大、巖石硬度高及巖面完整等實(shí)際情況，通過(guò)精確水下測(cè)量定位措施，合理設(shè)計(jì)了水上作業(yè)平臺(tái)。