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爆破施工方案

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爆破施工方案

爆破施工方案范文第1篇

关键词:水平预裂 爆破 开挖 保护层 施工方案

1.前言

鉴于厂房坝段石方工程量比较大,厂房坝段石方开挖工期将直接制约7#~8#溢流坝段的混凝土浇筑施工。厂房坝段周边坡度要求比较高,均需要进行预裂爆破施工,并且上下预留台阶存在一定高差,仅仅采用传统的保护层分层爆破开挖法施工,将无法满足建基面基础开挖工期与临近溢流坝段混凝土浇筑要求。

承包人经过多次论证研究,决定对存在高差(EL101.95、EL103.42两个平台)的建基面保护层开挖采用水平预裂爆破辅以垂直浅孔梯段爆破法一次爆破完成。

采用水平预裂的施工方法可以增加保护层开挖施工进度。对于厂房坝段预留的保护层,采取水平预裂和钻垂直爆破孔一次爆破的施工方法,保护层垂直爆破孔采用CM351型钻机和Y26手风钻机,孔径分别为Φ105mm和Φ42mm。孔底高程距建基面不小于0.7m,采用微差梯段爆破。爆破后,可以直接用大型挖掘设备挖装,缩短保护层开挖的出渣时间此施工方法可减少保护层分层开挖频繁出渣和钻孔的工序,加快保护层开挖施工进度。

2.水平预裂参数的选择与确定

(1)钻孔直径

根据我国水利工程边坡预裂爆破一般采用孔径为80~110mm的施工经验,并结合关门岩电站厂房工程现有的钻孔机械设备的性能特点,选择CM351液压钻为水平预裂孔的主要钻孔机具,钻孔直径为105mm,其次选择手风钻为辅助钻孔机具,钻孔直径为42mm。

(2)钻孔间距

钻孔间距a和钻孔直径D的关系可用间距系数n来表示:a=nD;n值的大小决定着钻孔的数量,n值过大,不能保证预裂缝的形成,影响预裂效果;n值过小,将增加钻孔数量,不经济,并且影响施工进度。根据经验—般认为n值取7~12较合适。

经多次生产性试验和施工总结,确定采用CM351钻机(相应钻孔直径为105mm)施工时,设计钻孔间距80~100cm,n值为8~10;采用手风钻(相应钻孔直径42mm)施工时,设计钻孔间距40~50cm,n值为10。

(3)不耦合系数E

根据钻孔直径D的大小选择药卷直径d。不耦合系数E是指钻孔直径与药卷直径的比值,可用E=D/d表示。用于本工程预裂爆破的药卷直径为32mm,钻孔直径为105mm时,E值为3.28,钻孔直径为42mm时,E值为1.31,

(4)钻孔深度L

水平预裂的钻孔施工难度较大,当钻孔深度过大时(孔深超过10m时),钻孔水平精度难以掌握,往往出现向下偏斜,造成孔口与孔底不在同一高程上,最大偏差达50cm,为保证建基面的开挖平整度,实际钻孔过程中除严格控制开孔孔位高程和角度外,还必须控制钻孔深度。当采用CM35l钻机时,钻孔深度以≤10m为宜,采用手风钻钻孔时,钻孔深度以≤3m为宜。

(5)线装药密度线

根据厂房坝段风化粉砂质泥岩的岩性,参照其它水利工程的施工经验,选择经验公式为:

线=0.034[σ压]0.63a0.67

式中:线——线装药密度(kg/m)

[σ压]——岩石极限抗压强度(MPa)

a——钻孔间距(m)

依据上式计算的结果,并经左岸溢流坝段生产性试验不断调整线装药密度,最终确定线装药密度为400~450g/m。

(6)堵塞长度L1

实践证明,孔口堵塞长度对水平预裂面的效果有一定影响,堵塞长度过短,则爆破时气体逸出,不易形成预裂缝或预裂缝宽度不够;堵塞长度过长,则在孔口附近部位易残留水平炮孔。实际施工中的堵塞长度根据爆破效果进行不断调整修正,一般取80~100cm为宜。

(7)装药结构设计水平预裂与一般边坡预裂有着本质上的区别

一般边坡预裂爆破是在无限体中进行的,底部夹制作用较大,而水平预裂爆破是在2.0~2.5m厚的有限体中进行,类似于光面爆破,底部夹制作用小。爆破施工过程中,为方便施工,根据钻孔深度的不同,将确定的线装药密度均匀分布在孔内,孔底40cm范围内装药密度适当增加一倍,孔口堵塞长度以下50cm适当减小一半药量。典型装药结构见图l。

图1 水平预裂孔典型装药结构图

3.浅孔梯段爆破参数的选择

(1)钻孔直径与药卷直径

根据厂房坝段工程现有的钻孔机械和药卷品种规格,选用Y26手风钻作为钻孔设备,钻了孔直径为42mm,相应药卷直径为32mm。

(2)钻孔深度

钻孔深度视保护层厚度而定,但必须控制钻孔底部在距建基面0.8~1.0m处终孔,当保护层厚度为2.0m时,钻孔深度一般为1.2~1.0m。见图2。

(3)炮孔间距

参照垂直梯段爆破的经验,当采用CM351施工时,孔距一般为1.5~1.8m,排距1.0~1.2m。当采用手风钻钻孔时,孔距一般为1.0~1.2m,排距0.5~0.6m。

(4)单位耗药量

根据厂房坝段粉砂质泥岩的岩性特点,单位耗药量q值控制在0.40~0.45kg/m3范围内。

爆破参数的确定原则,一般根据钻孔机具的性能、岩石性质,并参照以往的工程经验选定其基本参数,施工中根据爆破效果不断进行调整和修正。典型布孔示意图见图2,实际采用的爆破参数见表1。

图2

典型布孔示意图

3.施工工艺及技术要求

(1)施工准备

进入保护层厚度范围内钻孔作业前,首先进行测量放样,以确定水平预裂和浅孔梯段爆破的作业范围,并用红油漆标明水平预裂孔的开孔高程线,水平预裂开孔高程线以上70cm处为浅孔梯段爆破孔的孔底高程。

表1

爆 破 参 数 表

爆破

类型

钻孔

机具

孔径(mm)

孔距(cm)

排距

(cm)

孔深(m)

布孔型式

药卷直径(mm)

单位耗药量

备注

水平预裂爆破

CM351

液压钻

105

80~100

≤10

32

300-350

g/m

水平预裂范围超出浅孔梯段爆破范围的距离e取1.0~2.0m,浅孔爆破孔孔底为距水平建基面距离c为0.7m。

手风钻

45~50

40~50

≤3.0

32

浅孔梯段爆破

CM351

液压钻

105

150~180

100~120

2.0~2.2

75

0.4-0.45

kg/m3

保护层厚度为2.0m

手风钻

45~50

100~120

50~60

爆破施工方案范文第2篇

关键词:海上炸礁;爆破方案;施工方法

中图分类号: U616 文献标识码: A

Abstract: the underwater reef blasting is widely used in water conservancy and hydropower and harbor engineering. As is easily influenced by the environment and construction factors, offshore reef construction difficulty. This paper introduces a sea of suspension bridge anchorage foundation relates to offshore reef blasting scheme and construction method, practice has proved that the design scheme and the corresponding construction method is reasonable and effective, provide effective reference for the construction of other similar offshore engineering.Keywords: sea reef; blasting; construction method

中图分类号:P633文献标识码:A

随着经济发展,港口建设及海上桥梁建设热潮涌动,水下炸礁爆破在实践中应用越来越广泛[1]。相对陆地钻孔爆破而言,水下炸礁施工困难、成本高、影响因素较多、爆破效果不易控制[2]。

1. 工程概况

本项目位于辽宁省,是一座海上双层地锚式悬索桥,锚碇采用沉箱基础。基础下的地址情况相对复杂,除了覆盖层薄厚不一之外,还伴有溶洞和海沟。锚碇区域海底平均标高约为-10.5m,基床顶标高为-15.0m,挖到标高-12m~-13m时,18m³抓斗已经抓不动。为满足设计要求的基床顶面高程-15.0m以及基床的最小厚度1.5m,本工程炸礁需要将基槽炸至-16.5m。根据钻孔资料,沉箱基础下方的地质存在两层溶洞夹层,溶洞内有碎石粘土填充,局部覆盖层大到-30m以下,为海沟。

2. 爆破方法及施工工艺

2.1 爆破方法

采用高风压空压机的专业炸礁船方驳(800t)水下钻孔爆破法施工。采用密度大、威力大,抗水性好、殉爆距离大、起爆传爆性能好、爆炸后产生有毒气体量少的胶质硝化甘油炸药;孔内雷管采用2~4发非电毫秒雷管起爆,水上用8#电雷管引爆非电网路,根据最大齐爆药量实施微差控制爆破。

根据工程特点及施工安排,炸礁船平行于主桥轴线,由北向南施工。

2.2 主要施工工艺

爆破施工按照图2.1所示工艺流程进行。

施工时应设立独立的坐标系,采用GPS进行平面定位,高程以黄海平均海平面起算。炸礁船应平行于主桥轴线呈八字形开锚驻位,如图2.2所示。在船上确定孔位,并在孔位处下钻钻孔。下钻前用水砣或套管量测岩面标高,根据水位与设计孔底标高计算钻孔深度,当钻孔深度达到要求时,吹清孔内碎碴提钻,用水砣测量套管内的孔底标高,达到设计标高时进行装药。若出现塌孔现象需再次下钻使成孔达到要求的标高。

图2.1 爆破施工工艺流程

图2.2 炸礁船驻位示意图

当成孔深度达到规定要求,按设计要求药量进行连续装药。连续装药结构如图2.3所示。

图2.3 连续装药结构示意图

联线起爆需根据不同距离控制最大齐爆药量,视现场的施工情况,单排或多排起爆(放炮)一次。采用串联法联接,尾端接两发电雷管引爆。在移船前应仔细检查联线有无错、漏接,确认无误后将危险区内的人员和船只撤至安全区,炸礁船撤出距爆区150米外发出起爆信号起爆,微差起爆网路如图2.4所示。

图2.4 微差起爆网路示意图

3. 爆破参数和药量计算

依据《中华人民共和国爆破安全规程》[3]、《水运工程爆破技术规范》[4],根据本工程地质资料,结合相关施工经验,爆破参数设计如下:

⑴ 钻孔直径:采用1000型钻机钻孔,直径φ=115mm。

⑵ 孔网参数与布孔方式:

根据计算并结合工程特点,暂取孔距a=2.5m,排距b=2.0m,三角形布孔,最外缘孔超出设计线不小于4m。单个船地布孔见图3.1,细部见图3.2。

⑶ 超深:超深H=1.0m。

⑷ 单位耗药量:采用胶质炸药,单耗取q=1.2kg/m3。

⑸ 孔深:H=2.4~6.6m(含超深)。

⑹ 平均单孔装药量:Q=q×a×b×H=14.4~39.6kg。

图3.1 单个船地布孔示意图

图3.2 细部布孔示意图

⑺ 最大齐爆药量

① 对周边建筑的安全计算

根据设计平面图,爆破区域距离岸边建筑物最近距离为1000m,考虑爆破安全,根据《中华人民共和国爆破安全规程》

Qmax=(v/k)3/a×R3 计算最大齐爆药量

其中:v-建筑物允许震速,取5cm/s。

k、a--与爆破有关系数,取k=220,a=1.6。

计算1000米处最大齐爆药量为828946kg,根据现场实际情况和以往周边施工经验计划2~3排爆破一次,控制最大齐爆药量为200kg、总起爆药量最终控制在1000kg以内。

② 对周边船舶及施工船舶自身的安全计算

《中华人民共和国爆破安全规程》对施工船舶的水中冲击波安全允许距离如表3.1所示。

表3.1 施工船舶水中安全距离

质量控制方面,保证孔位偏差为±0.2m,钻孔深度偏差为±0.1m,药量偏差(装药长度):±0.1m,网路联结要确保牢靠准爆,并要求挖渣后满足设计标高。

4. 环境保护措施

本项目施工时配套采取如下环境保护措施:爆破时要严格按最大齐爆药量的要求联线,采用分段微差爆破,尽量减少燥声污染及爆炸所产生的地震波、冲击波对周遍建筑物、船舶、人员的危害。海面上漂浮的爆炸物品在爆炸后所剩的垃圾及时打捞。施工船上如有油泄漏到海上,及时撒洗衣粉等分解剂进行分解。

5. 结论

本文结合某海上地锚式悬索桥锚碇基础炸礁工程案例,介绍了该工程海上炸礁的爆破方案、主要施工工艺、爆破参数的选取、药量计算情况及相应的环保措施。实践证明所设计的方案及相应施工方法合理有效,本文将为海上同类工程的施工提供有效地借鉴。

参考文献:

[1] 张超. 水下炸礁工程浅点消除技术及有害效应研究. 武汉科技大学:硕士论文,2012.

[2] 杨智旭,翟国锋,易建坤,王宏建. 近海水下炸礁工程的参数设计及效果分析. 工程爆破,2007,13(3).

爆破施工方案范文第3篇

【关键词】导流洞;特大断面;施工方案;竖井;斜坡道;缆机

前言

现阶段东庄水利枢纽工程拟定的开发任务为防洪减淤为主,兼顾供水、发电及改善生态。工程水库库容32.9亿m3,电站装机120MW,工程等别为Ⅰ等,工程规模为大(1)型。枢纽建筑物包括混凝土双曲拱坝、水垫塘、引水发电系统、库区防渗工程及供水塔架等工程,最大坝高230m。枢纽工程导流方式为河床一次拦断、隧洞导流,导流洞布置于右岸,为单洞布置,断面为城门洞型,成洞断面为17m×19m。推荐的导流洞施工方案为以上游6#道路和下游1#道路作为施工通道的常规施工方法。由于上游6#道路是临时道路,且投资高、具备通车条件工期较长,为实现尽早开工建设导流洞工程,技术人员在分析上游6#道路替代方案的基础上,对导流洞施工方案进行了以道路作为施工通道的常规施工方案和竖井(斜坡道)、缆机作为施工通道的非常规施工方案的比较论证工作,并对各方案进行技术、经济及工期比较。

1、导流洞特性

导流洞为右岸单洞布置,进口高程593.00m,底坡3‰,轴线长916.00m,出口高程590.25m。断面型式为城门洞型,成洞尺寸为17m×19m(宽×高),顶拱角度120°。洞身采用一次喷锚支护与二次全断面钢筋混凝土组合衬砌。导流洞洞身围岩类别主要分为Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类,根据导流洞运行方式及洞身各段不同荷载受力情况,洞身沿程采取不同衬砌厚度,综合衬砌厚度1.3m。导流洞进口闸室设置分流墩,左、右孔口分别设置封堵闸门,孔口尺寸8.0m×19m,塔顶高程650m。导流洞出口设20m长混凝土明渠。

导流洞平面布置见图1.1-1。

2、导流洞施工方案

共进行了四种施工方案的分析比较,分别为:方案1――以道路作为施工通道的施工方案;方案2――竖井施工方案;方案3――斜坡道施工方案;方案4――缆机施工方案。

2.1方案1――以道路作为施工通道的施工方案

上游6#路、下游1#路贯通后,先进行进、出口明挖,再进行洞挖施工,然后进行洞身混凝土衬砌,最后进行进、出口混凝土浇筑。导流洞进、出口边坡施工采用常规开挖方法和程序进行。导流洞洞身施工不设支洞,采用进、出口两个工作面施工。洞挖采用2台阶法分层开挖,上层高度10m,下层高度11.6m。上层开挖采用“中导洞+两侧扩挖”的分部开挖法。上层采用三臂钻全断面钻孔爆破,下层采用YQ100型潜孔钻机钻竖向孔,深孔爆破,底部预留保护层开挖。洞身混凝土衬砌分顶拱、边墙和底板三部分进行,采用钢模台车施工。

2.2方案2――竖井施工方案

(1)施工程序。1#道路毛路基贯通后,先进行出口边坡开挖,后期作为隧洞混凝土运输通道。同时由其它施工道路接支线至竖井口,进行竖井开挖及导流勘探试验洞洞身开挖,进口明挖,进口混凝土浇筑,再进行隧洞边墙、底板混凝土浇筑,最后进行出口混凝土浇筑。

(2)竖井布置及施工。共布置两条竖井,1#竖井布置于桩号隧洞桩号0+265处,井口高程760m,井底高程591m,井深169m;2#竖井布置于隧洞桩号0+745处,井口高程735m,井底高程590m,井深145m。竖井直径采用5m,双罐笼布置。

竖井石方自上而下进行开挖,采用手风钻钻孔,周边采用光面爆破。开挖石渣采用人工装渣,10t绞车提升2m渣斗至井口,采用挂钩式自动翻渣至10t自卸汽车运渣。竖井混凝土待井挖施工完成后,自下而上采用滑模一次浇筑而成,10t绞车吊混凝土罐入仓浇筑。

(3)隧洞主要施工方案。出口边坡采用常规施工方法,与方案1中出口边坡施工方法相同。进口边坡开挖须待导流勘探试验洞洞身段开挖完成后进行,以导流洞洞身作为施工通道。边坡开挖采用自上而下分层开挖,手风钻配潜孔钻钻孔,深孔梯段爆破,临近开挖轮廓采用预裂爆破。导流洞进口混凝土采用混凝土泵入仓浇筑。出口混凝土采用履带吊吊混凝土罐入仓浇筑。

洞身分三层进行开挖,自上而下层高分别为7.6m、7m和7m。上层采用导洞领先,两侧跟进扩挖的方式,导洞宽度6m。

上层采用手风钻钻孔,周边光面爆破,中导洞领先,两侧跟进的施工方法。中、下层采用手风钻配潜孔钻机钻垂直孔,梯段爆破,周边预裂的施工方法。下层施工预留0.5m后的保护层。开挖石渣由10t绞车配双罐笼进行垂直运输,平洞内采用有轨运输方式,由电瓶车牵引矿用斗车,斗车容量为1.5m3,2节一组。

隧洞混凝土衬砌分顶拱、边墙和底板三部分进行。顶拱混凝土待隧洞上层开挖完成后进行施工。混凝土主要由竖井垂直运输至井底,再由混凝土泵泵送入仓浇筑。

2.3方案3――斜坡道施工方案

(1)施工程序

1#道路施工的同时进行斜坡道施工,1#道路毛路基贯通后进行出口边坡开挖,然后进行出口工作面洞身开挖;上游斜坡道施工完成后即可进行进口边坡开挖,然后进行进口工作面洞身开挖。上层开挖完成后进行顶拱混凝土衬砌,下层开挖完成后再进行洞身边墙、底板混凝土衬砌,最后进行进、出口混凝土浇筑。

(2)斜坡道布置

斜坡道布置于导流洞进口上游侧,顶部高程为780m,底部高程为600m,底宽为13m,两侧开挖边坡为1:1。斜坡道上布置复线轨道,共布置2套斜坡轨道斗车和卷扬机,斗车装载量为20t(9m3)。开挖时,采用卷扬机配轨道斗车提升石渣;混凝土衬砌施工期间,斜坡轨道斗车上加装6m3侧卸式混凝土罐,由卷扬机自上而下牵引轨道斗车运输混凝土。

(3)主要施工方案边坡开挖施工同方案1,其中进口边坡开挖石渣需要通过15t自卸汽车运输至斜坡道底部,卸入斜坡轨道斗车,由斜坡道卷扬机提升后再转15t自卸汽车运输出渣。导流勘探试验洞进口及塔架混凝土采用混凝土搅拌车运输至斜坡道顶部,卸入斜坡轨道车6m3侧罐,由卷扬机牵引斜坡轨道车运输至坡底,然后再转HB60混凝土泵泵送入仓浇筑。采用滑模和组合钢模自下而上分层浇筑。出口引渠底板和边墙部分的混凝土采用6.0m3搅拌运输车经1#道路运至仓面入口,履带吊吊运入仓,振捣器平仓振捣。

洞身开挖施工方案与方案1中隧洞施工方案相同,采用2台阶法分层开挖,上层高度为10m,下层高度11.6m。洞身混凝土衬砌分顶拱、边墙和底板三部分进行,采用钢模台车施工。出口工作面混凝土采用6m3混凝土搅拌运输车运输。进口工作面混凝土采用斜坡道转运至工作面。

2.4方案4――缆机施工方案

(1)施工程序

1#道路施工的同时进行缆机平台开挖及缆机安装,1#道路毛路基贯通后进行出口边坡开挖,然后进行出口工作面洞身开挖、洞身混凝土衬砌、出口明渠混凝土浇筑;缆机安装完成后进行进口边坡开挖,进口工作面洞身开挖,洞身混凝土衬砌,进口混凝土浇筑。

(2)缆机布置

施工缆机采用辐射式缆机,额定起重量为30t,共布置2台,跨度400m。左岸为固定端,采用重力墩加锚索锚固,出索点高程为802m;右岸为移动端,平台高程为790m,宽度为12m,长度为98m。

上料平台高程布置于右岸,高程为770m,宽度为30m,紧邻缆机平台布置。平台采用折线型布置,总长87m。

(3)施工方案

施工工艺和程序与方案1基本一样,但进口出渣和混凝土运输需要通过缆机作垂直运输。

2.5施工方案对比

2.5.1工期比较

本阶段工程截流时间为2016年10月1日,各方案导流验洞临建工程开工时间均为2014年1月1日,导流开工时间均为2014年6月25日,各方案工期见表2.5-1。

从上表可看出,方案4的施工工期同方案1的工期一样,均为27个月,可保证截流时间不变。方案2、方案3导流勘探试验洞施工工期分别延长10.5个月和5.5个月,截流时间均须推迟1年,工程总工期延长1年。

2.5.2投资比较

针对导流洞工程直接投资进行比较,见表2.5-2。

表2.5-2 各施工方案工程直接投比较表

2.5.3比较结论

(1)从工期对比分析,除缆机施工方案能满足工期要求外,竖井、斜坡道施工方案均不能满足工期要求。从工期上来判断,非常规方案在缩短工期方面没有优越性。

(2)从直接投资比较分析,方案2、方案3、方案4的投资均比方案1高,非常规方案由于施工工艺或程序的改变,而使工程直接投资较高。

因此,从经济和工期比较,非常规施工方案对于东庄导流洞施工没有优势。

3、结语

经过对东庄水利枢纽工程导流洞各施工方案的综合分析,我们可以得出如下结论:

1、从技术角度考虑,对于特大断面导流洞施工,常规施工方案和非常规施工方案都具有技术可行性;

2、从工期角度分析,对于施工条件限制的特大断面导流洞施工,由于非常规方案改变了施工程序,非常规施工方案并不能缩短施工工期;

3、从经济性角度分析,非常规施工方案一般比常规施工方案投资高。

因此,对于特大断面导流洞施工,在条件许可的前提下,应采用以道路作为施工出渣通道的常规施工方案,不适宜采用其它非常规施工方案。而且,非常规方案中的竖井、斜坡道或缆机进行导流洞施工的进度分析仅限于理论分析,运行时存在很多不确定素,若实际施工过程中管理不到位或操作不当而发生设备事故,将导致工程工期更长,工期保证率更低,而且会因工期延长导致投资增加。

参考文献

[1]叶明,胡忠英,文淑莲.溪洛渡水电站左岸特大断面导流洞开挖技术[J].现代隧道技术,2006年第43卷第5期:74-80.

[2]郑家祥,阎士勤,李翔.溪洛渡水电站导流洞施工设计研究及实施情况[J].水电站设计,2009年第25卷第3期:1-4,8.

[3]叶明,施召云.特大断面导流洞开挖施工工法[J].水利建设与管理,2011年第9期:21-24.

[4]张建华,吕鹏飞.深溪沟水电站导流洞工程施工综述[J].四川水力发电,2008年第27卷第2期:6-11,40.

爆破施工方案范文第4篇

关键词:超高建筑;地下结构;后拆支撑法;施工技术

某金融大厦位于金融贸易区,是一幢地下3层、地上42层、大屋面高度180m的超高层办公楼,裙楼地上5层,主、裙楼总占地面积8128m2,总建筑面积90818m2。主楼采用型钢混凝土框架-核心筒结构体系、桩筏基础,钻孔灌注桩。基坑近似矩形略呈发散状,长约90m,宽约74m,面积为5540m2,基坑开挖深度在裙楼区为18.250m,主楼区19.850m,局部电梯井落深区为25.600m。基坑围护采用地下连续墙(两墙合一)结合4道水平钢筋混凝土支撑支护方案。支撑平面布置采用中部圆形环梁、四周边桁架的形式,圆环直径为60m。围檩的最大截面尺寸为1.4m×0.8m,支撑最大截面尺寸为2.2m×1.1m。

1 工程的特点和难点

1.1 工程的施工工期比较紧张

该工程从底板钢筋混凝土施工到地下结构出土施工共78d工期。在具体的施工过程中,地下室施工的工作量比较大,而施工人员如果采用的传统的施工方式,那么地下室的施工工期就会达到101d,这样一来,业主的要求就无法满足。但是如果施工人员采用的是后拆支撑法,按照每层20d的施工工期算,那么整个地下室施工工期共需要60d。

1.2 基坑超深、周边环境较为复杂和保护要求高

该工程抵地处在闹市当中,周围的环境较为复杂,与高层建筑写字楼和多条道路相邻,施工现场的地下管线较多,并且交叉管理的数量尤其多,不同的管线之间的铺设和排列比较密实。而深基坑的深度比较深,面积也比较大,但是施工现场周围环境较为复杂,因此对控制土体的变形具有较高的要求,加之,工程的规模比较大,在发生爆破施工过程中所产生的扬尘是比较严重的。

2 确定技术路线

设计人员综合该工程的实际情况,制定出许多的施工方案,但最后决定的是使用后拆支撑法,并对其进行了优化处理,在施工过程中不用占用主干线,同时也不会使所挖基坑出现变形的问题,具体的做法是:当工程主体结构建设到地面9层以上时,采用延时爆破技术,对钢筋混凝土支撑需要从上到下拆除。

3 后拆支撑法施工方案

3.1 优化支撑设计

在优化后拆支撑的布置应该从平面和高程两个方面进行,同时对工程主体结构的局部区域进行适当的体征,有利于受力构件和支撑体系互相碰撞问题的解决,方便工程施工环节和后续施工环节的顺利进行。

超高层建筑地下室结构的基坑围护的初步设计方案是将地下连续墙和等4道中部十字对称以及四周边架的钢筋混凝土结构相结合的支撑体系。施工人员在施工过程中,对施工现场的实际情况和业主的需求等方面进行中和的考虑,对施工方案进行适当的调整,将十字对撑边架的布置采用圆环支撑形式,中间设置的圆形环梁的直径为60m,对圆形支撑的受力特点进行充分的利用,从而使完整的支撑受力体系得以形成。与十字对撑体系相比,圆环形支撑体系完全避开了主楼的核心结构区域和主楼的劲性柱,因此,在不拆支撑结构的状态下落实地下室主体结构的具体施工。

后拆支撑法在应用在该工程的具体施工过程中,需要重点考虑以下几项问题。首先,竖向结构与支撑的平面位置关系需要进行全面的考虑,而先拆部分支撑的工作量应该尽量减少;其次,结构梁和格构柱的平面位置关系也应该全面的考虑,有利于避免由于格构柱的原因造成结构梁施工难度增大的问题;再次,支撑结构和地下梁板之间的空间需要施工人员进行综合的考虑,只有这样,施工人员的装药操作就会有足够的空间,有利于工程的爆破工作;最后,应该综合、全面的考虑位于支撑下面的竖向结构施工,然后在支撑室内爆破和清渣处理完成之后再进行补做,同时设施工缝的深化设计需要做好。

3.2 地下结构施工

3.2.1 局部先拆支撑区域确定以及拆除方法

将影响竖向结构施工的最小部分水平支撑先行拆除,该部分支撑采取人工用风镐拆除的方式。此外,栈桥由于距离地下1层顶板较近,采用室内封闭爆破较难实施,在地下1层顶板浇筑前,予以先行拆除。

3.2.2 地下室四周竖向结构施工方式

本工程地下室四周沿地下连续墙边设置截面尺寸400mm×1000mm、400mm×1200mm、400mm×1800mm的结构壁柱,壁柱正好被每道支撑围檩上下分隔开,因此一部分壁柱必须待支撑围檩爆破清渣完成后再进行补全施工。

4 室内爆破及主体结构保护措施

4.1 爆破拆除方案

针对地下室的顶板和底板、梁、柱都已经浇筑完成,上部结构仍在施工,待拆支撑梁处在地下1层~地下3层,夹在上下楼板之间(见图1),支撑梁距离楼板最近处约为35cm,部分立柱与支撑梁连接在一起,爆破难度大的特点,采用小药量、微差延时起爆,着重注意孔距、排距的调整,确定合理的药量,严格控制单孔药量和单段起爆药量,采用粉碎性破碎与松动破碎相结合的爆破方案。

图1 支撑与地下结构立面关系

4.2 爆破拆除顺序

支撑采用爆破的方法从下至上逐道拆除,即先进行第4道支撑的爆破作业,然后依次进行第3,2,1道支撑的爆破。每道支撑爆破拆除时间间隔在2周左右。单次起爆量近百段,任一局部按切割孔连系梁支撑围檩顺序逐段安全解体。

4.3 渣土清运施工

废钢筋和渣土由于受地下室空间、通道以及车道楼板承载能力的限制,采用了人工清理废钢筋,由小型挖机、铲车将散落的渣土归堆,5t小型卡车外运的方式。

4.4 降低爆破施工对地下结构影响的技术措施

4.4.1 根据结构情况,优化炮孔参数(孔距、排距、炮孔深度及堵塞长度等)和用药参数。

4.4.2 药量选择选择合理的爆破药量,使支撑围檩做到“碎而不抛”。特别靠近结构的炮孔(距离小于30cm),适当减小单孔装药量。

4.4.3 起爆方法采用微差起爆的爆破技术,严格控制每个小网络的时差(几十毫秒),这样可以有效控制单段起爆药量

4.4.4 由于一小部分剪力墙、部分立柱与支撑浇筑在一起,为防止爆破支撑时损坏剪力墙、立柱。爆破前需将剪力墙、立柱两边的支撑人工打断,并气割钢筋。

结束语

综上所述,在超高建筑地下结构的施工过程中,后拆支撑法得到了广泛的应用,并取得了较好的效果,不仅缩短了工程的工期,还在一定程度上降低了工程的成本支出,受得了建筑施工企业和业主的一致好评。与传统的施工方法相比,后拆支撑法具有较大的优势,在超高建筑的地下结构应用过程中,保证了超高建筑地下结构施工质量,并使得建筑企业获得了生态环境的综合效益。

参考文献

[1]何杰,张聪.后拆支撑法在超深基坑及大型转换梁模板传力体系中的综合应用技术[J].建筑施工,2008(6).

爆破施工方案范文第5篇

关键词 连拱隧道群 单一式中隔墙 分离式中隔墙 施工技术

地铁隧道由于线路设计要求,产生多种隧道结构形式,其中由不等跨双连拱和三连拱隧道组成的连拱隧道段常用于正线和渡线的连接。本文结合工程实例,根据隧道所处地质条件、工期要求,通过比选提出了可达到快速施工和节省施工成本目的的最佳施工方案。

1 工程概况

广州地铁三号线体育西路站折返线为体育西路站站后折返线,结构形式复杂,在DK3+016.047~+037.157段设置了不等跨双连拱结构、三连拱结构等隧道群。不等跨连拱隧道开挖跨度为20.1m,开挖高度为10.076m,跨矢比为1∶0.5,小洞衬砌后跨度为5.2m,大洞衬砌后跨度为11.4m,中墙厚度为1.6m。三连拱隧道开挖跨度为19.9m,开挖高度为7.885m,跨矢比为1∶0.1。连拱隧道段的围岩自上而下有:人工填土层、冲—洪积砂层、冲积—洪积土层、河湖相沉积土层、可塑状残积土、硬塑—坚硬状残积土、全风化岩层、强风化岩层、中风化层和微风化层。隧道通过地层岩质较为均一,强度较高,承载能力强,稳定性好。隧道拱顶覆盖层厚度为15.5~18m,其中拱顶Ⅳ级围岩层厚度为5.6~7.6m。连拱隧道段地下水埋深为2.28~4.1m,主要是第四系孔隙水和裂隙水。

2 双连拱段施工方案比选

由于连拱隧道段结构比较复杂,隧道断面变化较大,施工工序繁复,施工难度高,施工周期长,所以选择一个好的施工方案对优质高效完成连拱隧道段的施工尤为重要。选择施工方案时主要考虑以下几个方面:(1)施工安全和结构安全;(2)施工难度;(3)施工周期;(4)经济效益。本着这四条原则,经过施工方案的研究和论证,选出下面两个施工方案进行比较甄选。

2.1 单一式中墙施工方案

该方案的主要施工步骤及措施如下:

(1)从右线双连拱小洞隧道内向折返线侧进行临时施工通道、双连拱和三连拱中墙施工,完成后中墙及时支撑,施工时防止偏压。

(2)中墙衬砌施工完成后,按照“先小后大、封闭成环”的原则,用台阶法进行右线施工,用CRD工法进行折返线大跨度隧道施工。

(3)当折返线侧施工到三连拱隧道中墙后,再按照右线中墙施工方法进行三连拱和双连拱中墙施工,这期间右线停止掘进,直到中墙施工完成。

(4)折返线侧中墙施工完成后,右线继续往前施工。

该工法为国内连拱隧道常规施工工法,广州地铁、南京地铁和北京地铁中均有应用,并能安全顺利地完成隧道群的施工。但是对以往的工程实例和施工技术的研究可以发现,该方案还存在不足和缺陷。

(1)本方案运用于本工程上,在短短的21.11m的连拱隧道内,隧道的初期支护和二次衬砌间将转换4次,转换过于频繁。

(2)中墙和边洞隧道衬砌涉及的防水层施工、钢筋工程、模板工程、混凝土浇注均需多次转换,施工周期长达2个月。

(3)衬砌完成后,中墙防偏压支撑和材料设备的投入,导致施工成本增高,经济效益降低。

2.2 分离式中墙施工方案

该方案的主要施工步骤及措施如下:

(1)将不等跨双连拱隧道改为两个单洞,变更为分离式中墙,先从右线单线隧道往前施工。

(2)对三连拱隧道先不施作中墙衬砌,按单线工况通过。

(3)对右线的大断面双连拱隧道按照CRD工法侧壁通过。

(4)折返线侧则按照右线相反的施工顺序进行施工。

采用本方案实际就是按照两条单线的施工方法进行,与上一方案进行对比后,具有如下优点:

(1)减少施工工序,加快工序的衔接转换。

(2)降低了施工难度,缩短了施工周期。

(3)降低了施工成本,提高了经济效益。

(4)变单一式中墙为分离式中墙,彻底地解决了连拱隧道结构的防水上的缺陷。

(5)三连拱隧道中洞后期施工,相当于大跨度隧道预留了核心岩体,有利于两侧双连拱隧道施工安全(表1)。

3 三连拱段施工方案

从右线直接进入三连拱隧道,其支护参数以原设计进行,格栅全环安设,按设计全环喷射混凝土,并加强中墙拱顶处的锚杆设置(折返侧同右线施工方法),在中墙施工时需要破除隧道格栅接头处设一纵向加强梁。

严格控制每循环开挖进尺,格栅间距为0.6m/榀。中墙开挖采用微差弱爆破方案(有条件尽量采用静态爆破方案),最大限度地减少对中墙岩层和已衬砌隧道的扰动,确保施工安全。中墙开挖完成后,立即进行二次衬砌。中墙施工完成后对中墙空隙进行回填,加千斤顶支护。一侧施工完成后,才进行另一侧中墙施工。当两侧中墙施工完成后,及时进行两侧单洞隧道的二次衬砌,然后进行三连拱隧道中间岩体的开挖和衬砌。施工中应特别注意三连拱隧道中墙处的沉降和收敛变形,如出现异常现象,立即进行加固处理。

4 施工时结构受力性态分析

将不等跨双连拱的中墙取消,改为分离式中墙,在国内城市地下铁道工程中尚未有类似工程设计及施工经验,也没有类似隧道结构设计,因此结构是否安全,以及施工过程中工序转换时施工是否安全,将是本方案研究的重点。

应用ANSYS有限元通用程序软件对不等跨连拱隧道进行数值模拟计算,采用地层-结构的模式对隧道结构的受力和变形进行分析(图1、图2、图3)。所取受力范围水平方向沿隧道横断面方向以洞跨的3倍为限,垂直方向上方取至地表、下方以洞跨的3倍为限,单元模型采用DP地层材料的弹塑性实体,隧道衬砌采用弹性梁单元模拟,梁单元和实体单元采用藕合方程连接。通过表2中的数据分析可以看出,大隧道在施工时对小隧道的影响较大,如果对小断面隧道采用必要的加强措施,并控制临时支撑的纵向拆除间距,该方案是有益并可行的。

5 施工关键技术及对应措施

连拱隧道段的施工是需要在严密的施工组织和强有力的技术保证措施下进行的,组织好各施工步骤,准备好各种技术预防措施是施工成功的关键。

5.1 对拉锚杆及加强锚杆

取消单一式中墙后,开挖完成后中墙厚度为0.8m,对拉锚杆和加强锚杆的设置是非常必要的。对拉锚杆采用Φ22钢筋药卷锚杆,间距为0.6m×0.5m,长度根据中墙的厚度变化为0.8~2.0m。加强锚杆设于中墙两侧仰拱和边墙处,采用3.0m的Φ25中空注浆锚杆,间距0.6m×0.8m。