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1、沉井刃脚岩壁的处理第19卷第2期2006年6月石家庄铁道学院JOURNALOFSHUIAZHUANGRAILWAYINSTITU,I1EV01.19No.2沉井刃脚岩壁的处理董新涛(中铁十四局集团第四工程有限公司,山东济南250002)摘要:以渝怀铁路阿蓬江大桥深水基础钢沉井施工为例,介绍了深水钻岩爆破技术在沉井刃脚岩壁处理中的应用.详细说明了爆破方案的选择,参数设计等,分析了实际爆破效果.施工结果表明,深水钻岩爆破技术安全性高,效益明显,是解决大高差河床中沉井稳定性问题的有效手段之一.关键词:深水桥梁基础;沉井;刃脚;爆破中图分类号:TU753.64文献标识码:A文章编号:1006—3226
2、(2006)02—0128—041工程概况渝怀铁路阿篷江大桥桥跨的结构形式为:5×32m预应力砼简支梁十(40+60+40)m预应力砼连续梁+2×32In预应力砼简支梁+1×24m预应力砼简支梁.大桥下游建有鱼滩水电站,蓄水位标高429.9O～430.90m,桥位处水面宽约120m,平常水的流速小于1m/s.桥位处上覆砂粘土,卵石土,块石土,坡残积粘土,下伏基岩为砂岩,角砾岩,泥质灰岩夹页岩,页岩及灰岩属V级次坚岩,所夹页岩属V级软石,桥址地层属单斜构造,地层产状:N25.～35.E/49.～57.NW,节理产状:①N69.W/一工-,N50.E/42.SE,②N65.w/一工-,N25.W/
3、85.SW.该桥4和5墩位于深水中,水深达17m.4墩位处基岩层面高差达9.6m,河床覆盖层最大厚度3m,河床基岩面走向形成23.7.的坡面.5墩位处基岩层面高差达9,2m,河床覆盖层最大厚度2.7m,河床基岩面走向形成21.8.的坡面.4和5墩设计为低承台桩基础,每墩16根钻孔桩,直径1.5m,承台底高程419.69m,部分承台位于岩层中.设计采用钢沉井施工,钢沉井内径21.0m,外径23.0m,高为17.5m.受桥墩处河床面高差的影响,沉井着床困难,稳定性差.施工中采用了深水钻岩爆破技术对刃脚处基岩进行了处理,有效地解决了上述难题.2深水钻岩爆破设计2.1施工方案选择4和5墩位处岩面高差大
4、,钢沉井施工存在以下问题:(1)施工过程中的稳定性较差;(2)着床困难;(3)刃脚设计难度大且着床后底部封堵困难.经过对墩位处的地质情况反复勘测和调研,决定采取将桥基处坡面岩石爆破后再开挖以降低岩面的施工方案(见图1).2.2爆破方案选择水下岩石开挖爆破一般采用下列两种方法:水下裸露药包爆破或水下钻孔爆破.水下裸露药包爆破效果差,工期特别长,炸药单耗大,水下冲击波影响范围大,一般用于水下孤石处理;而水下钻孔爆破需要潜水员携带钻孔工具潜入水底钻孔布药,效率低,进度慢,有时还会造成潜水员伤亡,虽爆破效果不错,但存在操作困难,成本高,安全性差,工期较长等缺点.为避免以上缺点,采用深水钻岩爆破技术,即
5、利用水上浮平台作为作业平台,采用潜孔钻机成孔,在浮平台上进行装药.与上述两种水下岩石爆破方法相比,该法有如下特点:所有作业全在水面浮平台上进行,安全程度高;进度快,工期短;投入少,经济效益好.收稿日期:2005—10—30作者简介:董新涛男1971年出生工程师第2期董新涛:沉井刃脚岩壁的处理129钢沉井外覆盖层图1施工总体方案图2.3技术设计方法(1)采取适当加大超钻,相应增大单孔爆破面积,以减少钻孔数,并确保不留根底;(2)采用宽孔距爆破技术和水耦合无堵塞装药结构,并适当加大单耗,提高破碎效果;(3)炸药选用2岩石乳化炸药,此炸药特点是威力大,水抗性能强,并且冲击,摩擦,热感度和火焰感度均很
6、低,使用过程安全.布药时将药包顺内导管装入孔中并与导爆管连接组成起爆网络;(4)采用塑料导爆管非电起爆系统,利用等微差爆破技术,严格控制分段药量,保障周围设施的安全.2.4技术设计(1)炮眼布置.被爆岩体需一次爆破到位,且岩石爆破后应破碎,松散,易清理.根据4,5墩墩位处被爆岩面大小,经计算分别布眼126个和138个,采用宽孔距布孔,梅花形排列.(2)炮孔深度.炮孔深度L=H+^.其中,日表示岩石的开挖深度,根据设计提供的地质资料推算,本工程开挖深度日取300—500cm;为超钻深度h=0.3H,经计算,实际钻孔深度L=390—650cm.(3)单孔装药量计算.Q=K6日.其中,为水深影响系数
7、,水深18～20m时,取值为1.2～1.4;为单位用药量,玄武岩取K=1.6kg/m;日为开挖深度;0为炮孔间距,为2.0m;b为炮孔排距,为1.5～2.0m.(4)外套管直径D=120mm,炮孔直径d=100mm,药卷直径d=80mm.(5)装药结构.水压力作用下,炸药的起爆感度要降低,因此,为使炸药可靠起爆,装药结构采用连续装药结构,每个炮孔旋转两组雷管,每组两个雷管.(6)采用孔内高段别雷管
