微差爆破在挖孔桩基施工中的应用

王运成

摘要： 以九江市都九高速公路某座桥梁人工挖孔桩工程为背景，分析了微差爆破在人工挖孔桩基施工中的应用，同时针对岩石特性、爆破参数、爆破效果等进行了阐述和总结，以提高桩基爆破成孔质量和效率，为类似工程施工提供了可供借鉴的经验。

Abstract： Based on the artificial digging pile project of a bridge of Jingjiu Highway in Jiujiang City， this paper analyzes the application of millisecond blasting in the construction of artificial digging pile foundation， describes and summarizes the characteristics of rock， blasting parameters， blasting effect and so on， to improve the pore forming quality and efficiency of pile foundation blasting and provides reference for the similar engineering construction.

关键词： 挖孔桩；微差爆破；成孔质量

Key words： dug pile；millisecond blasting；pore forming quality

中图分类号：U445.55+1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）29-0110-02

0 引言

都九高速公路谭门义分离式立交桥位于岗地及丘间盆地，地势起伏较大，区间覆盖层厚度较小，下伏基岩为中元古界双桥群板岩，基岩面起伏较大。具体表现为顶层为厚度0.5～5m的粉质粘土，呈灰褐色、可塑、含少量砾石，中部为厚度2～3.5m的强风化板岩，呈灰褐色、岩体破碎、岩质稍硬，底部为中分化板岩，呈青灰色、岩体破碎、岩质坚硬。桥台设计为直径φ=1.2m、桩长20m，桥墩桩基直径φ=1.5m、桩长18m。为了提高桩基爆破成孔质量和效率，桩基采用人工挖孔，顶部粘土采用小型工具直接挖除，中、底部采用微差爆破成孔。

1 爆破技术要求

桥区位于村落旁边，最近桩基紧临居民房屋约20m，且桥梁上部有110kV的高压线跨越，距地面高度为16m，在该区距离地面仅几米或二十米的桩孔内进行爆破作业时，爆破产生的地震波将对上述物体产生较大的影响，因此桩基爆破时必须严格控制爆破的振动，并采取四周有空隙的卸压方式进行孔口覆盖，以减少爆破产生的不利影响。

2 爆破方案及参数

2.1 爆破方案

为确保房屋和高压线的安全，桩基爆破时，采用中心设置空孔、再在空孔附近布设掏槽眼、外围设周边眼的方法，并用微差分段控制的爆破方法进行掘进。

2.2 爆破参数

①中心空孔：为了对掏槽眼提供辅助自由面和补偿空间，设计该中心空孔。中心空孔深100cm或120cm，比其他炮眼深约10～20cm，直径4cm。

②掏槽眼和周边眼：位于中心空孔外，数量和孔距视桩径大小、岩层硬度决定。谭门义立交桥桩基炮眼在底部（中分化板岩）设计参数如下：直径φ=1.2m桩基共布设11个炮眼，其中掏槽眼3个，周边眼7个，深0.8m，孔底微向内倾，5～7度的倾角，使之成为一个锥体的形状，直径φ=1.5m桩桩基共布设13个炮眼，其中掏槽眼4个（同样成锥体状），周边眼8个，深1.0m，炮眼直径均为4cm。具体炮眼位置，以φ=1.5m的桩基为例，详见图1和表1。

③装药。装药的原则是掏槽孔的药量大一些辅助孔少一些。为了保护护壁的完整性，周边孔装药最少。在孔桩开挖的初期5m内，由于容易产生飞石，炸药尽量要减少。超过5m可以适当多装一点药。谭门义立交桥桩基中风化层的装药量，为防水乳化炸药，以φ=1.5m的桩基为例，其中心孔装药量为0.5卷（100g），掏槽眼装药量为2卷（400g），周边眼为1卷（200g）。炸药填塞以木棍轻轻、反复多次捣实，以减少飞石，并提高爆破的效果。具体因为桩的大小、数量、炮孔的深度、炸药性质、岩石的结构性质不一样，其装药量不能一概而论，如φ=1.8m的桩基，须增设辅助眼以提高爆破效率。

④微差雷管设置。微差雷管设置原则是中心孔、掏槽孔装低段位或者瞬发雷管，辅助孔以100-200毫秒延后，周边孔比辅助孔延后100毫秒，也就是中间先起爆，周边后起爆的原则装雷管。

3 微差爆破效果

由于毫秒系列雷管各段有微小时差，先起爆炸药在岩体中已造成一定的破坏，形成了一定宽的裂隙和附加自由面，为后起爆炸药提供了有利爆破条件。即改变后爆炸药的最小抵抗线方向，使其作用方向平行于侧壁，这样就减少了岩体的抛掷距离和爆破宽度，避免爆破时，形成冲天炮。

微差爆破后，先前爆破的为后续爆破的产生自由面，使岩体互相碰撞，导致破碎均匀，降低了大块率（如图2和图3），为人工出渣带来了很大的便利，提高了出渣工作效率。

4 结束语

通过对微差爆破的阐述和分析，总结其具有以下优点：微差爆破能有效地控制爆破冲击波、震动、噪音和飞石，对临近的建筑等可以减少干扰；且桩孔微差爆破操作简单、安全、迅速；岩体破碎程度好、孔壁良好，可提高爆破效率、出渣速度并减少后期混凝土的浪费，其经济效益可比常规爆破施工提高约20%。

参考文献：

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[2]JTG/Tf50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].

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[4]周水兴，等.路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社，2012.

[5]刘运通，高文学，刘宏刚.现代公路工程爆破[M].北京：人民交通出版社，2006