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1、泸州茜草长江大桥主墩钢围堰水下控制爆破施工技术128公路与汽运Highways&AutomotiveApplications第5期2009年9月泸州茜草长江大桥主墩钢围堰水下控制爆破施工技术刘小波,吴洪朗.,陈刚.,张杰,干大军,梁震宇.(1.长沙理工大学,湖南长沙410004;2.四川路桥建设股份有限公司,四川成都610072;3.四Jll宇泰特种工程技术有限公司,四川成都610031)摘要:以四川泸州茜草长江大桥工程为背景,介绍了水下控制爆破技术在长江中上游深水基础施工中的应用及防止水下爆破危害的措施.泸州茜草长江大桥工程主桥14墩双壁钢围堰顺利
2、下沉的施工实践证明,采用水下控制爆破技术破碎水下基岩,可以有效克服围堰下沉中遇到的技术难题.关键词:桥梁;水下爆破;主墩;钢围堰;爆破技术中图分类号:U443.16文献标识码:B文章编号:1671—2668(2009)O5一O128一O41工程概况泸州市茜草长江大桥位于四川泸州中心半岛及茜草组团中部,全长1189m,其中跨越长江的主桥为504m(128m+248m4-128m)矮塔斜拉桥.两个主墩(13,14墩)及15交界墩均位于长江河床内,枯水期平均水深在10m左右,水下基础施工难度极大.在三个水下基础施工中,又以14主墩施工难度最大.14主墩位于河床地形
3、复杂,水深且水流湍急的主河槽内.设计为方形双壁钢围堰承台+桩基础形式,承台平面尺寸为24m×21m,高度为6.5Om,桩基平均长度为48m左右.钢围堰需置于裸露基岩上,基岩呈倾斜面且凹凸不平,基岩局部裸岩高出围堰刃脚近5m,超高裸岩平均高出围堰刃脚2～3m,且在墩位处有一大型V形深沟,钢围堰下放及护筒定位施工难度极大,需采用水下爆破方式将高出承台封底砼顶面标高的岩体进行破碎,以使钢围堰能顺利下沉就位.1.1工程特点和难点此工程14主墩水中爆破施工难度极大,其主要难点如下:1)桥位处水深(按施工水位225.5m计)8.5～24m,流速2m/s左右,基础施工用双
4、体导向船(每艘41m×8.5m)定位及钢围堰拼装,平面可调范围在5m以内.2)14墩处于主航道范围,距茜草岸140m,江阳岸320m,基础位于裸露基岩上,水深且水流湍急,在墩位处有一大型V形深沟.3)围堰平面尺寸为26.8m×23.8m,围堰刃脚标高214m,即基岩需处治到213m,局部超高基岩达219m,平均需处治基岩标高在217m,约1200m.,面积约675m..1.2岩石特点1)强风化砂岩:灰白;以长石,石英,云母矿物组成;细粒结构,钙质胶结,厚层状构造;节理较发育,岩芯呈碎块状;厚3.5m;容许承载力350kPa,极限摩阻力200kPa.2)弱风化
5、砂岩:灰白;以长石,石英,云母矿物组成;细粒结构,钙质胶结,厚层状构造;节理不发育,岩芯呈长柱块;局部可见条带状,团块状翠色砂岩;4.O～4.1m见裂隙,轴夹角75.,厚17.6m;容许承载力3500kPa,极限摩阻力350kPa.2水下控制爆破施工方案确定泸州市茜革长江大桥14主墩位于长江上游主航道附近,水深流急,设计图纸显示,墩位处水下地形极为复杂,基岩已侵入部分承台及封底砼内.但设计图纸中无指导施工用的水下地形图,不能确定现场实际地形情况是否与设计图纸相符以及需爆破清除的范围,具体水下地形情况只能依靠施工单位加密精确测量.按常规施工方案,需先采用临时浮
6、式平台对墩位处进行精确测量,然后搭设水中钻孔平台进行炮眼的水下钻孔作业,采用水下爆破的方式对承台及封底砼范围内裸露岩石进行爆破清除,总第134期公.路与汽运HighwaysAutomotiveApplications129最后将导向船精确定位,下放钢围堰,进行钢围堰施工.该工程施工中,从工期,成本,施工方案可行性方面对水下爆破方案进行详细论证,放弃搭设临时浮式平台及钻孔平台的方案,将需先期进行的水下爆破放在双体导向船与浮式钢围堰自浮后进行,利用主墩钢围堰施工时的导向船作为精确测量墩位处水下地形的操作平台,自浮的钢围堰作为水下爆破水中炮眼的钻孑L平台,解决了常
7、规水下爆破需搭设专用临时浮式平台和钻孔平台及平台在江中难以精确定位的难题,同时减少了搭设临时浮式平台的措施费用并赢得了宝贵的枯水期施工时间.但此方案也存在很大的施工难度及安全风险,没有任何工程经验可供借鉴:①爆破点在水下15m左右的基岩内,在长江上游进行如此水深情况下的深水爆破极为罕见;②由于是在钢围堰内进行爆破,整个爆破必须是精确的控制爆破,才能确保钢围堰,双体导向船的安全;③河床底部岩石极不规整,不能准确判断岩石的位置.3爆破方案设计3.1爆破方案的确定为了保证钢围堰及双体导向船的安全,拟采取分区爆破方案.根据14墩水下基础的外形特点,将其由内向外分为7
8、个区域,其具体位置如图1所示.首先爆破中心区域(I～
