羅 凱

中鐵十一局集團第五工程有限公司

1 前言

水下爆破也和露天爆破一樣，都要用裸露鉆孔和藥室裝藥等方法實現爆破目的；不同的是水下施工比較復雜、困難，長期以來多由潛水員在水下進行鉆孔和裝藥等技術作業(yè)。工作范圍既受水深的限制，又受潮汐水流的影響，效果欠佳。

由于水作為介質的阻力遠比空氣大，因此計算裝藥量時，必須考慮水的深度，才能保證爆破效果；同時水介質傳播沖擊波的能力也遠大于空氣，附近若有其他水工建筑物時，多采取氣泡帷幕方法，降低水中沖擊波的峰值壓力，作為防護手段。

2 工程概況

新建鐵路鄭州至萬州重慶段站前工程某多線特大橋結構形式為2×24+2×32+（4×32）四線變二線道岔梁（半幅）+1×24+(96+200+96)連續(xù)鋼構-拱組合+2×32m，其中10-12跨為（96+200+96）連續(xù)鋼構-拱組合結構，橋梁全長741.6m。

下部基礎10#、11#墩設計在彭溪河水域范圍，結構為高樁承臺，共設36 根直徑為2.5m 鉆孔灌注樁。基礎地質主要為中、弱風化泥巖夾砂巖，墩柱為雙肢薄壁墩，墩高55m。

擬建橋位處彭溪河水域河床橫斷面基本呈“U”型，10#、11#橋墩基礎位于“U”型河床中心線兩側靠岸邊范圍，地形陡峭基本無覆蓋。10#、11#墩承臺靠岸側采用水下爆破開挖。

圖1 水下爆破范圍示意圖

3 爆破工程技術要求

（1）確保爆破施工安全。

（2）開挖深度應符合設計要求。

（3）基底爆破到位，不留殘根。

4 爆破方案

根據主墩所處基巖結構、尺寸及周圍環(huán)境等特征，為滿足設計、工期需要，設計采用分層爆破方案。沿水流方向分排鉆孔，根據雷管的段別、齊爆藥量、及周邊環(huán)境，確定一次鉆孔數，進行作業(yè)。

4.1 施工順序

施工順序詳見圖2。

圖2 炮孔施工順序圖示

4.2 施工機械選擇

根據現場情況，本項目擬采用工效較高、性能良好的ZQ100型航道潛孔鉆機進行爆破作業(yè)，爆后利用4m3抓斗式清碴船進行清渣。

4.3 鉆孔布置

鉆孔孔位采用GPS 直接測定，水上施工平臺利用拋設的錨纜移動船位和調整孔位。在孔位上測量水深，由施工面高程和設計高程計算鉆孔深度。

5 爆破參數設計

5.1 爆破孔網參數設計

根據現場測量的結果確定具體的爆破臺階高度，根據設計圖臺階高度按5m分層，考慮水流、水深條件影響及清渣的效果，順水分斷面進行施工。

（1）鉆孔直徑Φ90mm。

圖3 炮孔布置示意圖

（2）孔距a的確定：孔距取值a=1.5m。

（3）排距b的確定：排距取值b=1.2m。

（4）鉆孔深度h：鉆孔爆破分層厚度最大為5m，孔深為5m。

（5）炸藥單耗q：選用具有防水性能的乳化炸藥。根據水的深度情況調整單耗，由于水面以下有水壓力的作用，夾制作用較大，單耗應適當取大一些。水下爆破單耗一般為1.0kg/m3～1.8kg/m3，本工程松動爆破?。簈=1.5kg/m3。施工前，應在相對安全的區(qū)域，進行小規(guī)模試爆，根據試爆的情況，并根據水的深度變化調整藥量。

（6）單孔藥量Q：根據體積法計算藥量：Q=a×b×h×q，單孔藥量Q=13.5kg。

（7）微差時間選擇：為降低水中沖擊波及振動對周圍構筑物的影響，除控制爆破規(guī)模外，還必須采用微差爆破，微差間隔時間設計不低于50ms。

（8）裝藥結構：為了使爆破塊度相對均勻，在一定程度上減小爆破地震及水中爆破沖擊波效應。采用孔底起爆方式。為確保裝藥到位，可用竹片捆扎藥卷進行裝藥，上部用10mm～20mm碎石堵塞。

一次最大起爆藥量：7排×4孔×13.5kg/孔=283.5kg

（9）起爆網路設計：采用全非電毫秒延期導爆管起爆網路，網路敷設時，根據現場環(huán)境采用導爆管雷管延期逐排起爆。起爆網絡詳見圖4。

圖4 起爆網絡示意圖

5.2 警戒范圍

爆破時，為確保周圍環(huán)境的安全，需對水面上200m 范圍內的機械設備、船舶和人員進行撤離，700m 范圍內嚴禁游泳、捕魚，900m范圍內取消一切水下安裝、潛水作業(yè)。

在爆破前發(fā)布公告。計劃每天組織爆破兩次，爆破時間段為06：00～07：00、17：30～18：30。

6 結論

本文對彭溪河多線特大橋主橋橋墩處裸露基巖的水下爆破進行了研究。對水下分層爆破網路、鉆孔布置、參數設計等進行探討。該技術的成功應用可以克服主墩承臺施工前圍堰的成功下放遇到的技術難題，為今后類似工程提供借鑒。