复杂地质直径.m深孔桩基人工挖孔工程监控要点

复杂地质直径2.5m深孔桩基人工挖孔施工内容提要结合某特大桥地质复杂，涌水量较大的直径2.5m桩基人工挖孔施工中采取的措施，总结出该种情况下的施工方法，供施工参考。关键词复杂地质直径2.5m桩基涌水量大人工挖孔一、工程概况某大桥位于四川省**境内，某大桥地质平面图和某大桥地质总剖面图分别如图1和图2所示。1号桥墩设计6根直径2.5m桩基，桩长48m。2号桥墩设计6根直径2.5m桩基，桩长72m，后期根据实际地质情况，桩长调整至62－40m。桩基位于距离地面34－36m高的山腰，施工平台处外侧为堆积体，靠山体侧为岩层，修建施工便道和爆破施工平台创造施工条件（见图2某大桥地质总剖面图）。图1某大桥地质平面图图2某大桥地质总剖面图二主要施工技术措施和施工要点（一）爆破施工1、地质情况桩基地质主要岩层为千枚状板岩、千枚状板岩夹石英砂岩、石英砂岩、砂岩互层，很少部分为砂岩，岩石硬度高（见表1桥址区岩石物理力学性质试验汇总表），裂隙发育，岩层倾角45－89°，局部裂隙充填泥砂，并含水绣薄膜和黄褐色斑点，大多岩层可见石英脉呈线条、浸染状。表1桥址区岩石物理力学性质试验汇总表岩性试验组数烘干容重（g/ccm3）比重普通吸水率（％）最大吸水率（％）弹性模量（Gpaa）泊松比（μ）抗压强度抗拉强度干湿干湿MpaMpa砂岩最大值152.832.840.340.3778.40.2530827314.513最小值2.692.710.090.1030.30.1012765.97.293.21平均值2.722.740.190.2249.10.1917913511.48.98砂质板岩最大值52.772.800.850.9050.90.2610955.88.215.36最小值2.682.740.200.2638.00.0691.338603.18平均值2.732.770.510.5643.420.1310248.26.954.35千枚状板岩最大值52.752.800.900.9540.90.2866386.213.36最小值2.612.740.350.4028.00.1238223.21.18平均值2.712.770.620.6633.420.224528.24.952.352、爆破方案的比选对人工挖孔桩孔爆破施工，可供选择的爆破方案一般为浅孔爆破和聚能爆破。2.1浅孔爆破－方案1浅孔爆破是目前应用最广泛的爆破方法之一。其优点是：①施工机械简单并易于使用和掌握；②应用范围广泛灵活，爆破参数可随爆破条件变化而改变；钻孔和装药容易控制，能保证爆破质量。缺点是：①工人劳动强度大，需要在桩孔中作业；②爆破效率较低。2.2聚能爆破－方案2聚能爆破技术具有的优点是：①施工速度快、使用方便、环境适应性强等优点，可实现完全地面作业。②既安全可靠，又省时省力。缺点是：①对爆破技术要求高；②需要加工制作特殊的药包，装药定位比较困难；③能量利用率低，爆破效果和爆破效率难以控制；若控制不当还可能引起塌孔，造成事故。对于某大桥桥墩桩基施工，岩层倾斜角度较大，岩石硬度高，不利于聚能爆破发挥效果，而且在桩孔直径较大，要使岩石破碎需要采用较大直径的药包，一次爆破药量大，在含水地层中使用不利于桩孔稳定，影响临近桩孔岩层的稳定性。浅孔爆破虽然劳动强度大、效率较低，但可以较好地控制爆破质量并能保证桩孔稳定。综上所述，浅孔爆破方法总体上较聚能爆破更适合于现有桩孔开挖，因此确定采用方案1。3.施工机具和爆破材料3.1钻机钻机选用Y24或YH24气动凿岩机10台。钻头采用十字钎头，防止卡钻。3.2空压机采用6m3/min左右空气压缩机二台。表2钻机性能参数名称手持式凿岩机型号Y24YH24重量(kg)2424耗气量(L/s))5555凿孔直径(mm))Φ34-42Φ34-42凿孔深度(m)55钎尾尺寸(mm))22×10822×108工作气压(MPaa)0.40.43.3炸药采用直径32mm的抗水2号岩石乳化炸药。表3炸药性能参数猛

度药卷密度爆

速殉爆距离作功能力使用保质期mmg/cm³m/scmMld≥12≥3.2×10³≥3≥2601803.4雷管采用毫秒延期电雷管，段间延期时间大于75ms。3.5塑料管选用内径大于32mm，外径小于40mm的薄壁PVC塑料管。4.爆破设计4.1爆破参数1）单位耗药量根据施工经验，对坚硬岩石井巷爆破采用定额所得单位耗药量偏低，参考以往工程，取单位耗药量q=2.5kg/m3。根据每一循环爆破的岩石体积，每循环所用总药量Q按下式计算：Q=qSL其中，S为爆破断面面积，由桩孔直径D=2.5m，得S=0.25×3.14×2.52=4.91m3；L为炮孔深度，取L=1.2m；为炮孔利用率，取=0.80。所以，每循环总药量为11.8kg，实取12kg。单孔药量分配为：掏槽眼装药量最多，辅助眼次之，周边眼最少，其比例为8:6:5。2）炮孔直径按钻具条件，取炮孔直径d=42～43mm。3）炮孔深度如前所述，取辅助和周边炮孔深度L=1.2m。掏槽炮孔加深到1.3m。4）炮孔数目炮孔数目N按下式计算其中，f为岩石普氏系数，取f=12后计算得到炮孔数目为N=21，实取N=30。4.2爆破网络设计采用电雷管起爆系统，一次爆破中雷管25发，串连起爆，所以起爆网络简单，一般的电力起爆器均能满足要求，不需进行网络计算。4.3炮孔布置和装药结构1）炮孔布置炮孔布置如图3所示。2）装药结构炮孔装药结构如图4所示。施工中的爆破参数如表4所示。炮泥雷管炸药塑料管炮泥雷管炸药塑料管图3炮孔布置图4装药结构5.爆破施工组织5.1施工组织项目部设经理、副经理、总工程师负责全面工作，下设五个专职管理组：技术组负责技术设计和现场技术指导工作；施工组负责施工计划，施工组织和操作；质检组负责质量检查和监督工作；安全组抓施工安全和民爆物品的使用和保管；后勤组抓后勤材料的采购、供应和保管。每条桩孔设一个作业组。风钻工每2人一台钻，每两台钻配爆破员、安全员和仓库管理员各一人。5.2施工工艺（1）钻孔施工按设计眼位钻孔，做到准确定位，开孔要准确。保证钻孔设计角度，倾斜角度控制在5~8。水下钻孔位置应准确测定，经常校核；孔口应有可靠的保护措施。任何情况下均不准许边钻孔边装药。（2）装药施工考虑到爆破工作面涌水较大，事先对炸药进行防水处理。首先将炸药装入橡胶套内并扎紧，封装两层，然后装入一端封闭的塑料管。塑料管的另一端先用工业胶布封口，再用石蜡或沥青封口，封口时应在药面采取隔热措施。将带有装药的塑料管放入炮孔后，准确定位。然后用粘土堵塞炮孔，堵塞长度大于30cm，用木棍捣实。（3）连线和起爆装药完毕，将所有雷管脚线串连连接，接头用防水胶布缠牢。脚线与爆破母线的连接也用防水胶布缠牢密封。连线后注意检查连线情况，测定连通情况，确保整个网络为通路。采用起爆器起爆。起爆前注意人员位置，并发出起爆信号。（4）出碴起爆后采用排风机排除孔内烟尘，肉眼观察排净后点燃火把放到孔底，正常燃烧后才下孔施工。出碴采用1t的卷扬机提升碴料，料斗采用胶皮桶，尽量避免采用铁桶，同时装碴以少装10cm为宜，以减少与孔壁碰撞后碴料掉入孔内砸伤施工人员。（5）人员上下：由于桩孔较深，爬梯上下对工人的安全风险并没有降低多少，采用卷扬机、滑轮、平台组合成简易提升结构，人员乘坐上下。卷扬机设置防抱死装置、限位装置和防坠器以保证安全。表4爆破参数炮孔编号炮孔名称炮孔深度m单孔药量kg装药量小计kg填塞长度m起爆方向起爆段数连线方式1～4掏槽眼1.30.552.200.3正向1串连5～15辅助眼1.20.424.620.3316～30周边眼1.20.355.180.35（二）地下涌水处理措施1、地下水情况由于岩层破碎带较多且倾角倾向山体侧，地下水系同某河水系相通，地下水位在桩深34m后水量变大，在孔深40m后涌水量可以达到140m3/h以上，且水压较大。桩孔四周的破碎岩层均有不同水柱喷出。施工中曾停电20分钟左右，深度45m的桩孔的水位在20分钟即上升至31m左右的位置。2、地下水的处理地下水采用“降、堵、引、排”等几种方式。“降”是指在桩基靠近某河上游侧采用正循环钻机开挖直径1.0m，深度超过孔深5m的降水井，使用多级泵排水,以降低水位，截断部分流向桩孔的水量。“堵”是指利用护壁施工封堵少量的裂隙水。“引”是指针对涌水量大的水柱，用风钻开孔，打入钢管，将水引出至开挖的孔底，防止损坏护壁。“排”是指根据地下水的水量大的情况，采用流量50m3/h，扬程80m的水泵3台，在孔底设置集水坑集中排水。对桩底以上4－5m不施工护壁段，利用钢筋做成圆形骨架，生根于孔壁，用彩条布做成桶形防护，保证不同水量的水柱沿桶形防护外侧流入孔底，不影响孔内施工人员操作。2、处理地下水的施工组织（1）项目部现场副经理主管排水，施工班组派出2人/班进行轮班作业。（2）所有接线由电工操作，每班1个电工跟班作业。（3）备用充足的水带和水泵，保证排水的连续性。（三）施工注意事项1、防护措施桩孔爆破防护如图5所示。采用圆木上铺木板并堆一定量沙袋，沙袋数量以不掀起木板为限。2、施工注意事项（1）桩井爆破应有专人负责指挥爆破作业与施工。（2）采用电爆网路起爆，应在桩孔内检测杂散电流且其值不应大于30mA，否则应采取相应措施。（3）爆破前井口应设专人看守；每次爆破后再进人工作面的等待时间不应少于15min。（4）爆破前班组长必须清点人数，确认无误后，方准下达起爆命令。爆破工接到起爆命令后，必须先发出爆破警号，至少再等5s，方可起爆。（5）桩井爆破应严格控制超挖量。不应过量装药，掏槽眼与周边孔不应同时起爆。（6）爆后应及时清渣修整井壁。每次钻孔施工前，应测量井深，记录进尺。（7）装药的炮眼应当班爆破完毕。特殊情况下，当班留有尚未爆破的装药的炮眼时，当班爆破工必须在现场向下一班爆破工交接清楚。炮孔炮孔圆木木板沙袋图5爆破防护图（8）发生瞎炮，应首先保护好爆破现场，瞎炮附近设置防护标志，并报告爆破指挥人员，无关人员不得进入爆破危险区。进行全面分析，查明造成瞎炮的原因，采取相应的技术措施进行处理。瞎炮处理完毕，确认安全后，方可撤除警戒人员及防护标志。（9）处理拒爆、残爆时，必须在班组长指导下进行，并应在当班处理完毕。如果当班未能处理完毕，当班爆破工必须在现场向下一班爆破工交接清楚。（10）通过岩石破碎带时，采取混凝土护壁支护；每次爆破后均应检查支护是否完好。（11）保证排水的连续性，特殊情况不作业的桩孔排水不得停