微风化花岗岩独立基础爆破施工技术

微风化花岗岩独立基础爆破施工技术

陈浩, ,姜明明, 赵品宇

中建八局第四建设有限公司　　山东烟台　　264000

摘要：烟台蓬莱国际机场二期T2航站楼工程基础持力层为中、微风化花岗岩，基础施工用传统的机械破碎开挖难以实现，耗时较长且费用较高。文章结合工程实践，就该工程中不同爆破技术的定位、造孔、装药、封孔等过程和方法进行了阐述，介绍了微风化花岗岩独立基础爆破施工技术，为以后类似项目提供借鉴。

关键词：独立基础；微风化花岗岩；爆破；不停航

0引言

基坑开挖方式因基坑土质不同而不同，常规基坑开挖方式有以下几种：人工开挖、机械开挖以及爆破开挖等。烟台蓬莱国际机场二期T2航站楼工程基础持力层以微风化花岗岩为主。传统的机械开挖施工效率低，且人工、机械费用高，不但将延长工期，而且不利于成本控制；一般环境的爆破施工方案则容易造成地基扰动，且所在区域周边有重要的设施机场跑道、停机坪、机场雷达等，影响机场的安全运行。故本工程基础施工采用确保安全的控制爆破施工技术，有效的解决了上述难题。

1工程概况

烟台蓬莱国际机场二期工程位于烟台市经济技术开发区，为山东省干线机场，属国家一类航空口岸。航站楼总建筑面积172972㎡，地下建筑面积395㎡。大厅采用独立基础约545个，平面尺寸为3200×3200、2700×2700、3400×7200、1500×2200、5000×5000、4800×3400、2800×2800等，以微风化花岗岩为基础持力层。

2爆破方案综述

为满足T1航站楼不停航的要求，所以将安全放在首位。由于基础标高不统一，拟定采用深孔松动爆破将大部分独立基础区域一次爆破到-3m等，独立基础爆破采用大炮孔小台阶的浅孔松动爆破方案，开挖基坑四周采用预裂爆破方式。炮孔直径选用90mm，起爆网路采用电子雷管起爆网路。靠近保护对象较近时，采用覆盖性防护的方式即在炮孔位置先覆盖沙袋，然后覆盖密目网的覆盖方式防止产生爆破飞石。

3施工工艺流程

定位放线→布孔→钻孔→装药及填塞→网络连接→设置防护→起爆→二次破碎（破碎锤破碎）及清理→测量复核（若未爆破到位，重复以上步骤）

4爆破参数设计

以地下室为例，根据图纸设计，地下室开挖至-5.7m，局部开挖至-7.25m，采用分层松动爆破，分层高度为5.7m、1.55m不等。针对以上分层开挖高度，基坑爆破采用深孔松动和浅孔松动爆破相结合的爆破方案。

4.1深孔松动爆破参数设计

⑴底盘抵抗线（最小抵抗线）：    

①根据经验公式：

参照Konya发展的公式

W1=37.8De=37.8×0.09×=2.42m                    ⑴

式中      De——炮孔直径， 取0.09m；

          SGe——炸药密度，取0.9g/cm3；

          SGr——岩石密度，取2.5g/cm3。

②根据钻孔作业条件：

W1≥Hctgα+B                                           ⑵

式中   W1 ——底盘抵抗线，m；

       α——台阶坡面角，取800；

       H——台阶高度，3m；

       B——炮孔中心至坡顶线的安全距离，取2.0m。

将以上数据代入公式⑵计算：

6m台阶底盘抵抗线≥3.06m。

③根据孔径计算：

W=kD=2.7m                                   ⑶

   式中    k——系数，取30；

           D——钻孔直径，0.09m。

结合类似工程的施工经验取最小抵抗线取（2.42～3.06）m，根据前期爆破结构本设计取W=3.0m，根据试炮确定最小抵抗线。

⑵炮孔直径         90mm

⑶堵塞长度          L2≥30D=2.7m，爆破中堵塞长度不小于3.0m。

⑷爆破台阶高度    4.1m～6.0m

⑸炮孔超深深度      h=（0.15～0.35）W=（0.52～1.22）m，根据以往类似工程经验，取h=1.0m。

⑹炮孔深度          L=（5.1～7.0）m，根据现场自然高程确定

⑺单位岩石炸药消耗量

根据类似工程经验取 q=0.35kg/m3

⑻炮孔间距    a=mW

式中   m——炮孔密集系数，取1.23～1.87。

⑼炮孔排距    b=0.866am                             

⑽单孔装药药量计算

Q=qabH

    其它台阶爆破参数同理。

4.2浅孔松动爆破参数设计

计算方式同深孔松动爆破参数设计。

4.3基坑边坡预裂爆破设计

深基坑四周边坡及基底标高相差较大的区域边坡采用预裂爆破的方式，以减少爆破振动的危害及控制边坡爆破的欠挖和超挖现象。

5操作要点

（1）布孔

a炮孔位置要尽量避免布置在岩石松动、节理裂隙发育或岩性变化大的地方；

b特别注意底盘抵抗线过大的地方，应视情况不同，采取加密炮孔方式来避免产生根底；

c要特别注意前排炮孔抵抗线变化，防止因抵抗线过小会出现爆破飞石事故、过大会留下根坎；

d要注意地形标高的变化，适当调整钻孔深度，保证下部作业平台的标高基本一致。

（2）装药及填塞

每孔采用一个起爆药包。将1枚电子雷管与200g管状乳化炸药组成的起爆药包置于炮孔药柱的上部四分之一处。除装药以外的炮孔部分，使用粘土炮泥（深孔爆破使用岩屑）逐段填实，直至填平炮口。采用耦合装药结构，装药过程中，应随时用炮棍测量孔深，防止装药卡孔而造成填塞长度不足；余孔使用岩屑或炮泥填塞至炮口。

（3）网路连接

炸药选用粉状炸药和大直径乳化炸药，起爆药包选用直径为32mm管状乳化炸药，雷管选用电子雷管，连接线选用电子雷管专用连接线，起爆器选用电子雷管专用起爆器。

    起爆网路采用数码电子雷管起爆网路。炮孔内雷管延期时间设计如下：采用孔间30ms 、排间75ms。

（4）安全防护

爆破飞石危害的安全防护措施:

a调整最小抵抗线的方向，因为最小抵抗线方向为爆破飞石的主要飞散方向，将最小抵抗线方向调整为朝东南方向和西南方向。

b采用分层爆破，减少单孔装药量，加大堵塞长度。

c减少单孔装药量。最大单孔装药量不超过40kg。

d加大堵塞长度。靠近东北侧边界80m范围内炮孔堵塞由3.0m增加到3.5m，确保不发生任何飞石。

（5）二次破碎（破碎锤破碎）及清理

待爆破完成解除警戒后，再利用破碎锤配合进行岩石破碎，对于局部爆破不到位的部位可采用电镐人工破除。最后采用挖掘机配合进行碎石清理。

6实施效果

该项爆破技术目前已经应用于烟台机场基础爆破施工，尤其适用于周边有重要公共建筑设施，以微风化花岗岩等为持力层的高承载力不可压缩地基土，操作工艺简单，爆破效果好，同时满足了T1航站楼不停航的施工要求 ，在业主组织的多次观摩中受到好评，也为企业树立了良好的形象。

7结语

这种控制爆破施工技术适用于周边有重要的公共设施，且以微风化花岗岩等强度高、机械开挖困难为持力层的地基土，通过布孔和装药量控制，既能满足工程正常施工的进度质量要求，且安全环保，是一种值得借鉴与推广运用的爆破施工方法。

参考文献

[1] 高文学,杨军,肖鹏飞,夏晨曦.基于精确延期的深孔控制爆破技术[J].煤炭学报,2011(S2):386-390

[2] 胡国飞,余自强.浅析岩石基础开挖松动爆破施工方法[J].江西电力,2007,31(3):45-47

[3] 王新远.基础爆破开挖施工技术浅析[J].建筑安全,2010(3):39-41

[4] 秦绍兵.复杂环境下大规模基础开挖爆破的安全控制[J].爆破,2012,29(2):123-126

四型机场建设关键技术研究与示范CSCEC-2021-Z-34