浅谈临海防浪堤内侧超深基坑咬合桩结构深孔爆破拆除工艺

浅谈临海防浪堤内侧超深基坑咬合桩结构深孔爆破拆除工艺

吴豪宋文佳

（1.中交广州航道局352300；2.山东港湾建设集团有限公司276826）

摘要：现今爆破技术已经广泛应用在水运工程行业，在一些较复杂的环境中，科学爆破可以有效保证爆破的准确度以及安全性。本文简述了对防浪堤内测超深基坑咬合桩进行爆破拆除的技术应用，在爆破技术的基本设计上做到了合理利用专业知识，对引导工程拆除具有重要意义。

关键字：深基坑；咬合桩；深孔爆破；拆除

引言

爆破技术是利用炸药爆炸的能量破坏某种物体的原结构，并实现不同工程目的所采取的药包布置和起爆方法的一种工程技术。福建石狮鸿山热电厂二期2X1000MW超超临界燃煤发电机组工程排水口外移工程对灌注桩结构甲方提出“切割爆破、只松不飞”的爆破效果，只需要将灌注桩结构切割成便于打捞清运的小截段。考虑到项目施工的复杂环境，从项目本身和外部环境方面进行仔细分析，在爆破技术的基本设计上做到了合理利用专业知识，保证了本工程的爆破效果。

1、工程背景

1.1工程环境

福建石狮鸿山热电厂二期2X1000MW超超临界燃煤发电机组工程排水口外移工程，位于福建省石狮市鸿山镇伍堡工业区20号项目现场。在深基坑建安工程结束后，需要将防波堤内侧深基坑面对出海口处的49根灌注桩结构进行爆破拆除。根据现场勘察和工程资料，需要爆破拆除直径Φ1.2m咬合灌注桩共49根，相互咬合重叠部位约20cm。每根桩悬臂长度9.9m，桩身爆破拆除工程量约：1.086*9.9*49=526.8m3；其中24根灌注桩采用玻璃纤维钢筋。

本次拆除爆破工程的总药量设计为116.7kg，根据《爆破安全规程》4.1规定该工程为C级拆除爆破工程，再根据《爆破安全规程》4.2规定300米范围内有煤水处理车间及新的排废水涵洞等需要保护，应提高一个爆破作业级别，综上所述本拆除爆破工程为设区市公安局审批的B级拆除爆破工程。

1.2咬合桩结构

本项目中拟爆破拆除的49根咬合桩为一根C15素混凝土桩和一根C30玻璃纤维钢筋桩间相互咬合一起组成的抗倾、抗滑支护桩。

2、爆破方案

2.1设计原则

根据本项目的爆破拆除安全质量要求，爆破设计遵守以下原则：

（1）安全上可靠:选择的爆破方案必须确保新建排水涵洞、新建贮灰场拦水堤坝、附近煤水处理车间绝对的安全。

（2）对灌注桩、冠梁和腰梁甲方提出“切割爆破、只松不飞”的爆破效果，只需要将灌注桩切割成便于打捞清运的小截段。

（3）技术可行:选择的爆破方案及爆破参数合理可行,爆破质量应满足施工机械打捞爆破拆除后的构件要求，爆破工程进度满足工期要求。

（4）经济合理:在保证爆破安全与爆破质量的前提下,尽可能做到拆除爆破及打捞残留构件总成本降低。

2.2爆破拆除方案

本拆除工程工期紧，拆除量较大，为了确保施工安全和保证工期要求，根据本工程要求对爆破震动、应力释放和飞石进行严格控制，并结合施工需要，设计了以下两个爆破方案：

经对比，本项目拆除爆破采用安全性能更可行的方案2，灌注桩顶部采用直径Φ60mm钻头钻深孔，冠梁和腰梁采取直径Φ42mm钻头钻浅孔的爆破拆除方法。对被爆破体采取堆砌沙袋、覆盖废旧输送皮带和设置安全防护网，对需要保护的新建排水涵洞进行垒砌沙袋整体全覆盖的爆破施工方法。

为确保拟拆除的灌注桩、冠梁、腰梁在爆破后，完全脱离两边需要保留的构筑物，消除两边需要保护的构件对拟拆除的灌注桩、冠梁、腰梁牵扯作用。起爆前，必须对冠梁、腰梁两端及冠梁、腰梁与灌注桩的钢筋联接处进行切断处理。

（1）先用风镐或液压锤，对钢筋联接处，进行敲开钢筋的水泥保护层。

（2）用气割工具，对暴露出来的钢筋进行气割烧断。

（3）对冠梁、腰梁各爆破点的中部，先敲开钢筋的水泥保护层，对暴露出来的钢筋进行气割烧断。

2.3爆破参数设计

最小抵抗线W取0.70m，炮孔直径D取Φ60mm，钻孔深度L取9.80m，钻孔间距a取1.00m，炸药单耗q值，根据各部位受制力和爆破破碎要求选取。

底部药量按照支撑系统药量公式：Q=qhS来计算药量，其中q表示炸药单耗，混凝土取0.42kg/m3，钢筋混凝土取1.10kg/m3；h为灌注桩的切割段长度，取1.00m；S-桩的结构断面面积，取S筋=1.22*π/4=1.13m2，S素=0.8*1.2=0.96m2。

通过计算得到：

中部爆破点玻璃纤维钢筋桩Q筋=1.10*1.0*1.13=1.24kg；

中部爆破点素混凝土桩Q素=0.42*1.0*0.96=0.40kg。

24根玻璃纤维钢筋灌注桩药量ΣQzj=24*2.8=67.2千克；

25根素混凝土灌注桩药量ΣQsj=25*1.1=27.5千克。

灌注桩药量爆破拆除药量合计为：ΣQz=ΣQzj+ΣQsj=94.7千克

冠梁拆除爆破的总药量为：ΣQg=10*4*0.30=12.0千克。

腰梁拆除爆破的总药量为：ΣQy=10*4*0.25=10.0千克

本次拆除爆破总装药量为：ΣQ=ΣQz+ΣQg+ΣQy=94.7+12.0+10.0=116.7千克。

2.4爆破器材

爆破器材包括用于爆破的炸药、火具、爆破器、起爆器、导电线和检测仪表等。炸药选用药卷直径Φ32mm的2#岩石乳化炸药；雷管采用毫秒延时导爆管雷管，雷管脚线长有12米、7米、3.5米；起爆电源采用CHA-1000型起爆器2台、激发针2根。

2.5炮孔布置及装药结构

拟拆除爆破的灌注桩东面为回填沙土和海水，抵抗阻力较大；西面为开挖后的基坑临空面，抵抗阻力较小，炮孔采取向东偏移灌注桩中心0.10m钻垂直炮孔。为保护底板不被爆破破坏，炮孔深度9.80米，装药位置离炮孔底部20cm，即炮孔底部空气间隔20cm是不装药的，炮孔采取分三段间隔装药，每个装药段装两发毫秒延时雷管，底部用13段，中部用15段，上部用17段毫秒延时雷管。其他不装药部分全部用沙土堵塞，孔口采取一层废旧输送皮带和沙袋覆盖。

灌注桩炮孔布置装药结构图如下：

3、爆破拆除施工

采用毫秒延时导爆管雷管起爆系统，冠梁和腰梁各爆破点的孔与孔之间采取2MS的导爆管雷管簇联绑扎联接成一组；灌注桩每两个桩的6发导爆管雷管，也采取2MS的导爆管雷管绑扎簇联联接组成一组；冠梁和腰梁的各爆破点簇联成一组后，直接并联接入就近的灌注桩起爆点的雷管上；采取中间部位率先起爆，分别向两端毫秒延时传递，延时时差为25ms；每组之间用2段的毫秒延时导爆管雷管串联，地面传递延时总时差为625ms，最先起爆的中间炮孔的延时时间为675ms，大于地面传递延时总时差为625ms，可确保最先起爆的炮孔起爆时，冲击波（起爆能）已点燃全部毫秒导爆管雷管。

图4.1咬合桩导爆管起爆网路联接示意图

灌注桩底部率先起爆，中部和上部依次起爆，各爆破段的纤维钢筋和混凝土均被爆破破碎，形成切断缺口将灌注桩切断成小截，灌注桩原地竖立。爆破飞散物将控制在60米以内，爆破振动监测所得的振动速度将在周边建（构)筑物允许的范围内。拟拆除的灌注桩结构被爆破分割成若干截，每截机械能打捞清运。

4、总结

本工程工期为10天，爆破效果及安全均达到设计要求，结果表明所采取的控制爆破拆除方案是可行的，确保了深基坑及保留的围护结构安全稳定。

因为环境复杂、技术困难，所以在爆破施工的安排中，安全问题最为重要。在进行爆破拆除时既要设计合理，又要保证施工环境安全的基础上做好炸药用量等基础工作，在爆破完成之后，再进行安全审核及检查，确保施工安全。

参考文献：

[1]张时忠，控制爆破技术[M]，武汉：中国地质大学掘进工程教研室，1993

[2]《爆破安全规程》，GB6722-2014

[3]《民用爆炸物品安全管理条例》，2006

作者简介：姓名：吴豪，男，1987年7月，福建宁德，本科，港口航道工程施工管理，工程师，

作者简介：姓名：宋文佳，女，1985年10月，山东省淄博市，大学，港口与航道工程施工管理，工程师，