【摘 要】在目前水工建筑物施工中,基礎施工需要滿足抗壓、抗?jié)B、抗剪等技術要求。為此一般在工程建設中需要結合明確的技術規(guī)范標準和相關制度來進行施工,并盡量避免基礎巖石出現爆破裂縫等現象。本文主要介紹了在水工建筑物巖石基礎開挖施工中所采用的爆破工藝的爆孔爆破法原理和具體施工工藝,并結合實際工程實例分析其優(yōu)缺點,以供日后同行工作參考借閱。 

  【關鍵詞】保護層;水工建筑物;巖石基礎 

  為了適應水工建筑物巖石基礎開挖工程施工的需要,我國水利部門頒發(fā)了各種相關規(guī)章和制度來對施工進行規(guī)范和控制。做好水工建筑物巖石基礎保護層的開挖工作,是確保水利工程施工質量的有效方法。在施工的過程中需要按照相關規(guī)范要求,對接近建筑基面的位置應當預留相應的保護層,避免受到開挖方式的影響而出現惡化問題。在水工建筑物基層開挖施工中,傳統(tǒng)的施工方法存在著開挖速度慢、人工勞動量大、施工成本高等多種弊端。隨著現階段我國大型水電站建設數量的與日俱增,施工工程量和施工強度都有了大規(guī)模的提高,與傳統(tǒng)的水工工程相比已是不可同日而語。傳統(tǒng)的基層開挖措施逐步無法滿足施工需求,不少工程施工單位不斷采用各種新的施工措施和方法來解決基層開挖方式。通過過去多年的工作實踐發(fā)現,爆破開挖的應用在水工建筑工程中有著巨大的優(yōu)勢,同時也取得量較好的效果和積累了寶貴經驗。 

  1、水工建筑物基礎保護層開挖概述 

  水工建筑物基礎保護層開挖方法直接影響到水電工程的質量、進度和效益。開挖不當將降低基巖的承載能力、增大基礎的透水性、惡化基巖的天然結構和地質構造,這對于水工建筑物,特別是擋水建筑物是不能允許的,同時將會增加采取補救處理措施所發(fā)生的費用,延長建筑物施工直線工期。因此采用先進、快速、可靠的施工方法進行建筑物基礎開挖具有非常重要的意義。為了節(jié)省施工成本、加快施工進度,目前在水利工程施工生產中逐步試驗并推廣的保護層開挖方法有水平預裂法,柔性墊層法等。對于垂直孔水平聚能藥包爆破用于生產試驗僅在少數工程中進行過。該方法僅在原理上進行了較粗略的定性分析,未形成較為系統(tǒng)的理論,該文在分析總結以往這些工程爆破試驗資料的基礎上,運用斷裂力學、爆破動力學理論及有限元分析方法,對這種爆破方法進行了系統(tǒng)、詳細的分析及論述,從理論上證明此種爆破方法可以有效地切割基巖面,降低基巖內部的爆破應力值,起到保護下部基巖不受爆破振動影響的作用,并根據其爆破機理分析了爆破的主要影響因素,對實施爆破時的相關參數提出了合理的優(yōu)化措施。 

  2、主要施工措施和方法 

  在施工之前,建設或設計、勘察單位必須要提前向有關的施工單位和部門提交相關的施工文獻和設計圖紙,并且經過有關部門進行審核和批準之后,向施工單位提交明確的施工要點和施工流程,確保工程的施工工藝能夠滿足設計要求。 

  2.1施工準備工作 

  在保護層開挖施工之前,首先要確定保護層的厚度,一般在應用的過程中能夠應當通過爆破試驗來確定,也就是在施工的過程中需要根據地質情況來確定工程的施工要求或者施工方法。在施工工藝明確之后再通過鉆孔壓水、聲波和地震的方法來檢查保留在巖層中的爆破要求,同時對巖層中存在的相關隱患和缺陷進行嚴密控制。 

  2.2開挖 

  2.2.1開挖前,施工單位必須提出開挖施工計劃和技術措施。 

  2.2.2開挖應自上而下進行。某些部位如需上、下同時開挖,應采取有效安全技術措施,并經主管部門同意。未經安全技術論證和主管部門批準,嚴禁采用自下而上的開挖方式。 

  2.2.3設計邊坡輪廓面開挖,應采用預裂爆破或光面爆破方法。 

  高度較大的永久和半永久邊坡,應分臺階開挖。 

  2.2.4基礎巖石開挖,應主要采用分層的梯段爆破方法。 

  2.2.5緊鄰水平建基面,應采用預留巖體保護層并對其進行分層爆破的開挖方法,若采用其他開挖方法,必須通過試驗證明可行,并經主管部門批準。 

  2.3排水 

  2.3.1基坑開挖施工中,應及時排出工作場地的積水;又衼硭亢艽髸r,應采取有效辦法減少來水量。 

  2.3.2基坑排水應減少污水對河流的污染。 

  2.4出渣運輸 

  2.4.1出渣運輸應按設計要求進行。 

  2.4.2堆(棄)渣應符合下述要求:(1)場地應有足夠的容量,施工過程中不宜變動。除通過論證合理或對堆(棄)渣需要利用者外,應避免二次挖運。(2)宜不占或少占耕地,有條件時應結合堆(棄)渣造地。(3)不得占用其他施工場地和防礙其他工程施工。(4)不得堵塞河道。 

  2.4.3出渣運輸和堆(棄)渣不得污染環(huán)境。 

  3、鉆孔爆破 

  3.1一般規(guī)定 

  3.1.1鉆孔施工不宜采用直徑大于150mm的鉆頭造孔。鉆孔孔徑按造孔的鉆頭直徑可分為:(1)大孔徑110mm  3.1.2緊鄰設計建筑基面、設計邊坡、建筑物或防護目標,不應采用大孔徑爆破方法。 

  3.1.3在有水或潮濕條件下進行爆破,應采用抗水爆破材料,若使用不抗水或易受潮的爆破材料,必須采取防水或防潮措施。 

  3.1.4規(guī)范所述炸藥用量,硝銨炸藥為準,若使用其他品種的炸藥,其用量應進行換算。 

  3.1.5爆破作業(yè)的安全,必須遵守現行《爆破安全規(guī)程》的規(guī)定。 

  3.2爆破試驗和爆破監(jiān)測 

  3.2.1鉆孔爆破施工前或施工中,應按有關要求進行爆破試驗。爆破試驗宜成立由有關人員組成的試驗組。 

  3.2.2爆破試驗應選擇下述內容進行:(1)爆破材料性能試驗;(2)爆破參數試驗;(3)爆破破壞范圍試驗;(4)爆破地震效應試驗。 

  3.2.3爆破破壞范圍試驗的觀測方法:(1)在表面應采用宏觀調查和地質描述方法;(2)在隱蔽部位應采用彈性波縱波波速觀測方法。 

  3.2.4爆破地震效應試驗,應采用質點振動速度觀測方法。 

  質點振動速度傳播規(guī)律,可采用附錄B的經驗公式進行統(tǒng)計分析確定。 

  3.2.5重要的和有特殊要求的爆破試驗,應按有關要求增加其他觀測方法。 

  3.2.6鉆孔爆破施工中,對建筑物或防護目標的安全有要求時,應進行爆破監(jiān)測。 

  3.2.7對爆破空氣沖擊波(或噪音)、水中沖擊波(或動水壓力)和飛石等效應有防護要求時,應編入爆破試驗或爆破監(jiān)測大綱(計劃),并予實施。 

  3.3爆破設計與施工 

  3.3.1鉆孔爆破施工前,施工單位應進行爆破設計,并報主管部門;重要的爆破設計,應經主管部門批準。 

  鉆孔爆破施工,應按爆破設計要求進行。 

  3.3.2鉆孔質量應符合下述要求: 

  (1)鉆孔孔位應根據爆破設計確定;(2)鉆孔開孔位置與爆破設計孔位的偏差,不宜大于鉆頭直徑的尺寸,實際孔位應有記錄;(3)鉆孔角度和孔深,應符合爆破設計的規(guī)定;(4)已造好的鉆孔,孔內巖粉應予清除,孔口必須蓋嚴。鉆孔經檢查合格才可裝藥。 

  3.3.3炮孔的裝藥和堵塞,爆破網絡的聯(lián)結以及起爆,必須由爆破負責人統(tǒng)一指揮,由爆破員按爆破設計規(guī)定進行。 

  3.3.4爆破后,應及時調查爆破效果,并根據爆破效果和爆破監(jiān)測結果,及時調整爆破參數。 

  4、結束語 

  水工建筑物基礎保護層開挖是水利工程中不可忽視的環(huán)節(jié),通過本文對施工方法的各個細節(jié)進行分析總結得出,在施工中應當根據不同的巖石物理學特性和工程等級來確定質量控制標準,并且采用新技術進行施工,在保證工程質量的前提下起到加快施工進度和降低成本的效果。