水下钻孔爆破在沉井施工中的应用.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：水下钻孔爆破在沉井施工中的应用□广西区梧州航道管理处钟鸣摘要：通过分析沉井施工过程产生倾斜、位移及扭转事故的原因介绍沉井下沉施工过程中遇到较硬基岩情况下采用水下钻孔爆破技术措施预防沉井发生倾斜、位移及扭转事故确保沉井均匀下沉至设计标高和满足基础容许承载力要求。关键词：水下爆破沉井应用1工程概况1.1工程简介清远北江大桥扩建工程（姐妹新桥）位于清远市北江大桥旧桥上游侧大桥全长1033.45m。上部构造为连拱结构共8孔跨径70m刚架拱和7孔跨径45m刚架拱（南岸3孔、北岸4孔）在70m刚架拱和45m刚架拱交节处设置单向推力墩基础采用双孔圆端型阶梯式沉井姐妹新桥12号桥墩沉井平面尺寸为16.0×14.6m下沉深度25.0m沉井刃脚设计在标高为－15.0ｍ的基岩上基岩容许承载力不低于1800kPａ。姐妹新桥12号桥墩沉井沙土层采用抽砂泵抽砂（泥）下沉工艺沉井在砂土层已均匀下沉至－14.2ｍ标高处因遇到较硬基岩但未达到设计标高和基础容许承载力要求。1.2沉井下沉过程出现倾斜、位移及扭转的原因沉井下沉过程中有时会出现倾斜、位移及扭转等情况应及时发现并采取措施纠正。产生倾斜的原因可能有：（1）刃脚下土质软硬不均；（2）挖土不均使井内土面高低悬殊；（3）刃脚下掏空过多使沉井不均匀突然下沉；（4）排水下沉井内一侧出现流砂现象；（5）刃脚局部被大石块或埋设物搁住；（6）井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压。位移产生的原因多由于倾斜导致如沉井在倾斜情况下下沉则沉井向倾斜相反方向位移或在倾斜纠正时如倾斜一侧土质较松软时由于重力作用有时也沿倾斜方向产生一定位移因此预防位移应避免在倾斜情况下下沉加强观测及时纠正倾斜。沉井下沉产生扭转的原因是多次不同方向倾斜和位移的复合作用引起的。1.3在基岩上沉井下沉方案选择12号沉井以下基础为强风化、弱风化、微风化粉砂质泥岩为了沉井底标高达到设计要求当抽砂至较硬岩层面时采用高压水枪不能对岩层进行破碎；采用潜水员水下风镐破碎清除方案存在施工时间长凿岩清碴不均匀使井内岩面高低悬殊沉井不均匀下沉易发生倾斜并导致位移及扭转事故发生；采用水下钻孔爆破方案对沉井刃脚下－14.2ｍ至－15.0ｍ岩层进行破碎爆破方法为毫秒延期起爆刃脚下岩层破碎达到同时、均匀的要求然后用高压水枪对岩碴进行冲射用Φ250ｍｍ吹砂管对破碎的岩碴进行抽碴清除能确保沉井下沉过程中不发生倾斜、位移及扭转事故安全、均匀沉至设计标高。2基岩地质及周边建筑物沉井位置地质钻探共钻孔9个揭示地层情况从上到下依次为中砂、粗砂、强风化粉砂质泥岩、弱风化粉砂质泥岩、微风化粉砂质泥岩。标高－14.2ｍ以上为中砂、粗砂－14.2ｍ以下为强风化、弱风化或微风化粉砂质泥岩褐红色中厚层状泥质结构具水平层理钙质胶质岩芯完整呈短柱状或长柱状。爆破施工区受影响的周边建筑物主要有下游原北江大桥桥墩12号沉井外侧水平距原北江大桥桥墩（标高－14.5ｍ）5ｍ。3爆破施工技术方案3.1施工方法根据工程规模、工程地质、施工环境和安全要求沉井内空部分基岩采用重锤冲击清除清除至－15.5ｍ标高以便水下潜水员钻孔及石碴堆积沉井横梁高于刃脚1.0ｍ横梁下基岩可预先单独爆破清除对沉井砼墙身垂直以下部分岩层采用水下钻孔爆破施工方法进行破碎设计超深0.2ｍ。爆破施工展开采用分三区（内区、中区、外区）爆破的方式（见图1、图2）梅花型布孔。内区为重锤冲击清除残留基岩采取垂直钻孔爆破中区、外区采取斜孔结构定向爆破石碴向沉井中心侧向推移减少单响用药量并装至孔底进行松动爆破避免冲击波和地震波对沉井或旁侧原北江大桥桥墩的损害。内区外区药包中区沉井横梁原桥墩刃脚新墩刃脚5ｍ－14.5ｍ超宽0.3m－14.2ｍ－15.2ｍ450角600角1.0ｍ1.2ｍ1.3ｍ图1垂直断面装药结构布置图内区直径13.2ｍ周长41.5ｍ一排86孔分9个组内周孔距0.40ｍ；中区直径14.3ｍ周长44.5ｍ一排98孔分10个组内周孔距0.40ｍ；外区直径16.3ｍ周长51.2ｍ一排101孔分10个组内周孔距0.42ｍ。每次爆破一个区先后顺序为内区、中区、外区每个区内分组起爆从旧桥侧第1组开始起爆。分区分组如图2。1组1组