复杂环境下的岩石基坑垂直开挖和控制爆破施工工法.doc

复杂环境下的岩石基坑垂直开挖和控制爆破施工工法市第一建筑安装工程有限公司前言随着西部大开发的进一步发展城市建设速度进一步加快在综合考虑城市功能景观要求建筑安全的前提下一批高层建筑超限高层建筑的地下空间的利用价值日趋明显扩展利用地下空间有着广泛的前景当拟建项目位于临近建筑物市政管网地下人防设施地下轻轨隧道等复杂环境时使得岩质基坑开挖更趋困难多年以来我公司在重庆承接了一批高层超高层建筑多次在主城区进行石方开挖周边环境异常复杂过去常采用的人工凿打和机械大开挖已远不能满足建设的需要必须采用效率更高的施工更精确的垂直开挖和控制爆破技术开挖泰兴市第一建筑安装工程有限公司组织技术攻关经过不断总结与提高形成了一套复杂环境下的岩石深基坑垂直开挖和控制爆破的施工技术成功地应用于重庆世界贸易中心重庆国际贸易中心国际开发金融大厦等一批超限高层工程岩质边坡的基坑开挖取得了较好的经济效益和社会效益经总结形成本工法工法特点沿开挖边线精确定位采用机械方式分层垂直开挖减振槽避免对保留围岩的扰动同时可最大限度阻断爆破地震波的传播路径控制最大段单响药量将爆破振动控制在符合爆破安全规程要求的范围之内确保周围建筑物及市政设施的安全精确计算药量覆盖爆区杜绝爆破飞石控制爆破产生的噪声采用信息化施工通过爆破振动的实时监测随时修正爆破参数和减振槽开挖深度对垂直岩壁进行适度处理后可直接作为防水施工的基层可直接采用单面支模浇筑结构经济效益更为显著适用范围该工法可广泛应用于各种石方开挖如基坑基槽等开挖尤其是在下述几种特殊条件下选用优势更为明显城镇建筑物稠密地区的石方基坑开挖临近建筑物的地下人防设施城市轻轨隧道等文物古迹附近的开挖工程基础相邻建构筑物的石方开挖软弱围岩不良地质的石方开挖无施工场地的深基坑岩壁垂直开挖工艺原理城镇石方浅孔控制爆破是指采用孔径小于孔深小于的减弱松动爆破主要通过沿开挖边线精确定位放线采用机械方式分层垂直开挖减振槽将爆破区域与保护区域隔断设计合理的孔深孔排距单耗和最大段单响药量等爆破参数爆区覆盖等技术手段控制爆破产生的飞石振动噪声等有害效应同时利用爆破振动实时监测进行过程控制以达到临近保护区域以内实施安全爆破的目的将垂直开挖后的岩壁适当处理作为防水基层同时采用单面支模浇筑外墙施工工艺流程及操作要点施工工艺流程现场勘察爆破方案设计施工准备精确定位放线机械分层垂直开挖减振槽布孔钻孔装药堵塞联线振动监测覆盖防护警戒起爆爆后检查爆破效果及监测数据分析修正设计参数进行下一道工序清渣基坑岩壁处理图施工工艺流程图公安审批爆破方案设计现场勘察施工准备业主审查人员机具进场爆破器材准备精确定位放线机械分层垂直开挖减振槽布孔钻孔装药堵塞联线覆盖警戒起爆爆后检查振动监测爆破效果及监测数据分析修正设计参数进入下道工序清渣基坑岩壁处理关键技术沿基坑开挖边线精确定位采用机械分层垂直开挖减振槽岩壁垂直度偏差控制在以内将爆破区域与保护区域隔断要求减振槽的深度大于炮孔深度的倍采用合理的炮孔布置毫秒雷管分别进行微差爆破精确计算药量爆区覆盖等措施控制飞石地震效应和噪声等有害效应控制飞石在以内建立完备的爆破振动监测系统实时监测并据此修正减振槽深度和爆破参数进行信息化施工操作要点减振槽的分层垂直开挖开挖边线的精确测定根据总平面图利用的标注功能标定转角点及每隔左右的补点的坐标利用全站仪精确测定各点坐标现场再标定外移的控制线经复核后作为切割线如下图所示图定位坐标布置示意图减振槽的开挖根据专项施工方案及专家论证意见基坑周边设置宽的减振槽切割机首行依据基础边线将机械就位复核无误后按线进行切割内侧切割时的精度可适当放宽每皮切割深度在左右切割工作每推进左右时由开岩机将减振槽中的岩石破碎外运减振槽开挖的垂直度控制减振槽每切完一皮清渣后需用全站仪进行复核及时修正切割机械的位置如此循环进行减振槽的开挖并将垂直度控制在允许范围内实现基坑岩壁分层垂直开挖的目标分层分段控制爆破施工试爆为了安全起见按爆破设计药量的下限做小药量爆破试验检验爆破的实际效果并同时监测爆破振速推算最大段单响药量以期达到在严格控制下的最大生产效率爆破参数控制表浅孔控制爆破爆破参数表序号岩石坚固系数梯段高度孔深最小抵抗线孔间距孔排距装药量图爆破炮孔布置示意图布孔钻孔严格爆破方案中的炮孔布置进行布孔钻孔装药严格按照爆破安全规程第条规定进行装药堵塞严格按照爆破安全规程第条规定进行填塞爆破网路设计及联线根据现场的实际情况选择电网路或非电网路建议采用非电网路为了减少一次齐爆药量控制爆破振动和噪声采用毫秒微差雷管分段起爆建议爆破微差时间经常使用的普通毫秒微差雷管的段别有段联线时按照爆破安全规程第条相关规定进行爆区覆盖爆区覆盖可杜绝爆破飞石和降低噪声覆盖材料采用废轮胎编织其长宽为米米并在炮被四角设置把手以便使用覆盖范围炮被覆盖区域的边缘必须超过起爆区域边缘的倍最小抵抗线覆盖的注意事项在采用炮被覆盖爆破区域时炮被应整体放置到覆盖区域不能来回拖拽防止破坏爆破网路当爆破区域较大需采用多个炮被覆盖时炮被之间应进行叠放叠放区域的宽度应大于倍最小抵抗线且先爆区域的炮被放在上层爆破振动监测对重点施工地段和周围建构筑物较近的区域必须进行跟踪监测每一次的爆破振动监测应符合爆破安全规程第条规定测试系统使用仪器及系统布置等记录仪及配套传感器为了提高抗干扰能力各测点之间用屏蔽线连接图爆破振动监测系统图监测方案测点布置研究爆破地震动波传播规律通常是沿爆破区径向或环向布置条或几条地表测线径向测点按对数曲线布置测点应放在同一地层或基础上每一测点必须测垂直方向振动量最好能同时测个方向量监测点应布置在被监测对象附近的地表基础或建筑物上传感器和爆破振动记录仪标定传感器测点或爆破振动记录仪计算机打印机传感器测点传感器测点每隔一定的时间半年或一年对所使用的传感器和爆破振动记录仪进行标定确保监测数据真实可靠量测数据的处理与使用应用公式及一元回归法对所测得的数据进行回归分析得到与介质地形有关的系数从而可得到质点振速的衰减规律然后根据上式允许最大振动速度爆心距推算出下一次允许起爆药量以达到科学装药爆破警戒根据工程的实际情况按照爆破安全规程第条规定进行实施起爆按照爆破安全规程的起爆程序进行起爆盲炮处理按照爆破安全规程第条规定进行处理岩壁的处理根据基坑开挖前外移的控制线沿基坑每隔左右向坑内挂垂线专人记录根据平面内的垂直偏差值确定岩壁表面的抹灰找平厚度此后采用吊篮上下进行基层抹灰整平抹灰厚度一般为并养护一周材料与设备表材料机具设备表序号名称规格单位数量备注全站仪套电子经纬仪套水准仪套精密型炸药号岩石乳化雷管号发空压机台风动凿岩机把挖机辆自卸汽车北方奔驰辆钻头个钻杆起爆器个双芯导电线绝缘胶布箱劳保手套双防尘口罩个警戒口哨个测振仪台速度传感器个质量控制严格沿开挖边线采用精确定位机械切割方式分层垂直开挖减振槽按照土方与爆破工程施工及验收规范工程测量规范混凝土结构工程施工质量验收规范建筑地基基础工程施工质量验收规范进行施工根据施工现场地质条件按照爆破安全规程做好爆破设计严格按设计孔网参数进行布孔钻孔及装药保证爆破效果破碎块度均匀利于挖装控制底层超钻深度做到不欠挖不超挖达到底部一次成型随时修正减振槽的开挖深度以达到临近保护区域以内安全爆破的目的在开挖的全过程中控制振动飞石冲击波及噪声的影响保证周围建筑及人员安全在每层垂直开挖坑边减振槽时随时检查修正坑壁几何尺寸及垂直度确保其达到作为防水基层适当处理单面支模的垂直度和浇筑混凝土的要求基坑变形观测本工程基坑四周临近超高层建筑物及地下管网为防止爆破地震波对周边建构筑物影响必须由专业单位对爆破作业进行监测并对轻轨万豪国贸三处设临时监测点爆破作业前由施工单位组织建设单位监理单位等共同对临近的建筑物及设施进行观察并进行了拍照和摄像包括原有的建筑物是否有裂缝等现象爆破前先进行试爆在试爆时进行监测取得相关数据并调整好用药量在爆破过程中不间断监测建立好相关的资料安全措施爆破作业及爆破器材使用均应严格遵守爆破安全规程和民用爆炸物品管理条例的规定爆破设计必须由具有公安部规定的相应资质人员设计爆破作业必须由公安部门培训的爆破员和安全员实施并做到持证上岗沿开挖边线采用机械开挖深度大于炮孔深度倍的隔振槽宽度可控制在同时将爆破振动控制在允许标准以内通过振动监测进行动态信息化管理随时调整爆破参数以减小爆破振动的影响精确计算药量爆区覆盖杜绝爆破飞石控制飞石在范围以内每次钻孔埋药布线封口后在爆破前全部用橡胶带编织的炮被对爆破区进行覆盖对损坏的炮被及时修复和更换现场施工人员必须佩戴安全帽现场不允许吸烟嬉戏打闹环保措施采取湿式打孔爆区覆盖等措施起到降尘降噪作用优先采用先进的环保机械经常对施工现场进行洒水防止尘土飞扬污染周围环境为不影响和干扰市民休息禁止夜间爆破效益分析以国际开发金融大厦为例技术效益本工法解决了在城区及特殊环境下的岩石深基坑进行分层垂直开挖和控制安全爆破施工的难题通过精确定位放线分层垂直开挖减振槽采用浅孔控制爆破施工中可有效控制岩壁的垂直度爆破地震效应和飞散物等爆破有害效应保证了施工安全取得了良好的施工效果为类似工程提供了成功的经验经济效益采用静态爆破成本元采用人工切割凿打成本为元采用城区石方控制爆破成本为元而本项目爆破石方量为较人工切割凿打可节约资金万元较静态爆破可节约资金万元另外采取分层垂直开挖基坑岩壁较放坡开挖大大减少了开挖量和后期的回填量对岩壁进行适度处理后作为防水基层为地下室外墙单面支模和混凝土浇筑创造了条件加快了施工进度实现无场地施工的目标社会效益采用石方控制爆破方案较人工凿打方案提前工期个月较静态爆破方案提前工期个月避免了过长时间影响和干扰市民正常生产生活秩序本工法与同类爆破工程的工法相比有利于文明施工能确保周围建筑物构筑物和重要设施不受爆破有害效应的影响且实现了基础边壁垂直开挖确保了人民群众生命财产的安全适用于各种条件下的石方控制爆破应用实例重庆世界贸易中心基坑开挖爆破工程该工程位于重庆渝中区解放碑夫子池周边环境复杂爆破区域临近路公交车站和重庆大世界酒店地下层地上层总高度总建筑面积万开挖深度米岩石开挖量万该工程于年月日开始施工年月日完工该工程的监测结果显示施工过程处于安全稳定快速优质的可控状态无安全生产事故发生得到了各方的好评重庆国际贸易中心基坑开挖爆破工程该工程位于重庆渝中区青年路以北与周边建筑物基础仅米之隔地下层地上层总高度总建筑面积万基坑开挖深度米岩石开挖量万该工程于年月日开工年月日竣工该工程对周边建筑物监测表明未发生沉降和水平位移无安全事故发生各方评价良好国际开发金融大厦基坑开挖爆破工程该工程位于渝中区民权路地下层地上层高总建筑面积万开挖最大深度岩石总开挖量为万施工区域东南面为民权路的八一宾馆距基坑边缘北面为中华路实验剧场距基坑边缘开挖区北面处为轻轨隧道西北面为青年路的重庆国际贸易中心距爆破边缘西面为万豪大酒店距爆破边缘约该工程于年月日开工年月日主体封顶精装修正在进行中本工程采用岩石深基坑沿边精确定位放线后分层垂直开挖及浅孔控制爆破技术在安全质量施工进度和成本控制方面均达到了预期的效果得到了各方的好评