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摘要:为提高的锚固桩控制爆破施工中的防护作业效率,分析传统爆破防护作业的优缺点,在保证防护结构不变的情况下增加防护移动装置,实现防护形式由静态向动态的转化,并结合工程实例证明移动防护技术的可行性。
关键词:爆破飞石;控制爆破;移动防护;
0.引言
锚固桩作为防护结构在工程极为常见,随着基础建设不断加快,公路、铁路、地铁等一系列工程越来越多,且工程周边环境也越来越复杂;在人口稠密、附近建筑物群集的地区进行锚固桩施工也越来越频繁,这就要求施工过程中做好控制爆破。控制爆破中最重要的一项工作就是对飞散物的防护,本文结合石竹山隧道出口锚固桩防护施工的实例,论证移动防护在锚固桩控制爆破中的可行性。
1.工程概况
新建福厦铁路石竹山隧道位于福建省福清市宏路镇,进口位于跃进村西侧的南安腾镜,出口位于福建省美佛儿学校西侧。隧道起始里程DK35+060~DK37+114,为单洞双线隧道,全长2054m。隧道出口设计为明挖法施工,布置10根锚固桩防护,位于线路右侧,呈线性布置,桩间距5m;周边施工环境复杂,锚固桩施工区左侧邻近天然气管道及美佛尔学校,施工区域距天然气管道最小距离19.8m,天然气管道为福州市供气主干线,日供量为达70万方,距学校最小距离25.3m;右侧临近市级文化保护单位显镜宫道观,最小距离9.2m。
2.方案选择
施工区域地层岩性主要为第四系残坡积土,下覆晶屑凝灰岩;土层厚度3~5m,人工开挖,岩层强度较高,需爆破开挖。开挖爆破地点距建筑物、构筑物近,需要严格进行爆破防护,防止爆破飞石从锚固桩洞口飞出发生安全事故。
传统防护一般采用锁口顶面覆盖棉被或橡胶片、上部堆码砂袋的做法。优点是材料简单、易于取材,防护安全系数高,可随时根据现场情况调整沙袋数量;缺点是每次爆破均需要重新覆盖、堆码,作业效率较低。
为解决反复堆码,施工效率低的问题,现场采取移动防护技术。在锚固桩顶部构筑可移动的防护移动装置,根据爆破需求移动防护装置,避免沙袋反复堆码的重复作业。
3.移动防护技术
3.1技术原理
在锚固桩施工区域顶部增加可移动的防护装置,防护装置由防护系统和走行系统两部分组成。防护系统由加工的防护盖及固定在四周的竹筏形成防护空间,防止爆破飞石溅出;走行系统由钢制滚轮及槽钢轨道组成,轨道平行于隧道中线布置,借助外力实现空间上的移动。移动防护装置整体构成见图1。
3.2防护体系
防护体系由防护盖及周边的竹筏软防护两部分构成。
防护盖主要由型钢、钢板、钢管、滚轮加工而成(图2)。防护盖面板采用16mm钢板制作,表面设置Φ50mm减压孔以减弱爆破冲击波对防护盖的空气压力,防止防护装置被吹翻;面板四周加焊I16工字钢加强肋,使面板与骨架紧密连接并为配重沙袋的堆码提供空间;支腿采用H175型钢制作,高度60cm(含滚轮高度),试验证明支腿过低不利于放炮时冲击波的消减,防护盖易掀翻,过高不利于飞石防护;连杆采用Φ50mm钢管加工,主要为四周的竹筏提供固定点。
竹筏悬挂于防护盖四周侧面,并用铁丝与连杆固定,形成侧面防护。
3.3走行体系
走行体系包括轨道及滚轮两部分。
轨道为[8槽钢,在平行于隧道中线的锁口两侧通常布置;滚轮为钢制滚轮,直径10cm,焊接在H175型钢支腿的底部,并选取行进方向同一端的两个滚轮设置万向轮,解决防护装置行进过程中两侧不同步的问题。
3.4实际应用及注意事项
锚固桩施工时将两根划为一组,共用一个移动防护装置。爆破作业时,防护装置移动至锁口正上方防护;其他工序作业时,防护装置移动至桩间平台上方停放,为锚固桩的出渣、护壁、钻孔等施工提供空间。锚固桩作业的提升设备根据现场情况分别布置在两根锚固桩的大、小里程侧。
防护盖的加工尺寸根据锚固桩的桩径确定,且保证最终槽道的位置距锁口内径的距离不小于10cm。石竹山隧道出口的锚固桩桩型共2.5m×2.25m、2.25m×2.5m两种,护壁的宽度30cm,最终选择的防护盖尺寸为3.0m×3.0m。
防护盖板加工完成后的重量约1.4t,如爆破中防护盖自重不能抵抗爆破产生的冲击波,则需要在防护盖顶部堆放沙袋,沙袋的数量根据现场实际情况确定。
轨道选用的槽钢不宜过大,避免槽钢侧壁与钢轮轴承在行进过程中发生碰撞、摩擦;轨道选材尽量不选角钢,避免因冲击波对防护装置造成震动时发生脱轨。
石竹山隧道出口防护盖上的减压孔间距为15cm,呈正方形布置,减压效果良好。其他类似工程中應用时,可根据实际情况对减压孔的间距及布置形式作适当调整。
4.应用效果
1.移动防护装置的防护盖多为钢结构,可循环使用,在锚固桩控制爆破施工的数量较多时,可节约一定的材料成本。
2.炸药完成安装后,移动防护能够迅速到位,解决了传统覆盖防护作业时间长的问题,加快了工序衔接,节约了时间成本,石竹山隧道出口锚固桩的实际作业工期较预期提前11天。
3.防护装置移动时仅需3~4人即可推动,操作简单,减少了传统覆盖的劳务成本。
5.结论
锚固桩控制爆破移动防护技术在石竹山隧道出口的锚固桩施工应用中有效杜绝了飞石伤害,并在一定程度上节约了成本,效果显著,可在类似的控制爆破工程中借鉴及推广。
参考文献
[1]王廷武,刘清泉.地面与地下工程控制爆破[M].北京:煤炭工业出版社,1990
[2]单旭辉,姚孟发.控制性爆破安全技术应用分析[J].南水北调与水利科技,2007,zl:57-59
[3]任翔,韦爱勇.复杂地质岩基中爆破飞石控制方法[J].水利水电快报,2018,39(06)
[4]兰振.深孔爆破飞石产生的机理计算及控制措施[J].世界有色金属,2018,(13)
关键词:爆破飞石;控制爆破;移动防护;
0.引言
锚固桩作为防护结构在工程极为常见,随着基础建设不断加快,公路、铁路、地铁等一系列工程越来越多,且工程周边环境也越来越复杂;在人口稠密、附近建筑物群集的地区进行锚固桩施工也越来越频繁,这就要求施工过程中做好控制爆破。控制爆破中最重要的一项工作就是对飞散物的防护,本文结合石竹山隧道出口锚固桩防护施工的实例,论证移动防护在锚固桩控制爆破中的可行性。
1.工程概况
新建福厦铁路石竹山隧道位于福建省福清市宏路镇,进口位于跃进村西侧的南安腾镜,出口位于福建省美佛儿学校西侧。隧道起始里程DK35+060~DK37+114,为单洞双线隧道,全长2054m。隧道出口设计为明挖法施工,布置10根锚固桩防护,位于线路右侧,呈线性布置,桩间距5m;周边施工环境复杂,锚固桩施工区左侧邻近天然气管道及美佛尔学校,施工区域距天然气管道最小距离19.8m,天然气管道为福州市供气主干线,日供量为达70万方,距学校最小距离25.3m;右侧临近市级文化保护单位显镜宫道观,最小距离9.2m。
2.方案选择
施工区域地层岩性主要为第四系残坡积土,下覆晶屑凝灰岩;土层厚度3~5m,人工开挖,岩层强度较高,需爆破开挖。开挖爆破地点距建筑物、构筑物近,需要严格进行爆破防护,防止爆破飞石从锚固桩洞口飞出发生安全事故。
传统防护一般采用锁口顶面覆盖棉被或橡胶片、上部堆码砂袋的做法。优点是材料简单、易于取材,防护安全系数高,可随时根据现场情况调整沙袋数量;缺点是每次爆破均需要重新覆盖、堆码,作业效率较低。
为解决反复堆码,施工效率低的问题,现场采取移动防护技术。在锚固桩顶部构筑可移动的防护移动装置,根据爆破需求移动防护装置,避免沙袋反复堆码的重复作业。
3.移动防护技术
3.1技术原理
在锚固桩施工区域顶部增加可移动的防护装置,防护装置由防护系统和走行系统两部分组成。防护系统由加工的防护盖及固定在四周的竹筏形成防护空间,防止爆破飞石溅出;走行系统由钢制滚轮及槽钢轨道组成,轨道平行于隧道中线布置,借助外力实现空间上的移动。移动防护装置整体构成见图1。
3.2防护体系
防护体系由防护盖及周边的竹筏软防护两部分构成。
防护盖主要由型钢、钢板、钢管、滚轮加工而成(图2)。防护盖面板采用16mm钢板制作,表面设置Φ50mm减压孔以减弱爆破冲击波对防护盖的空气压力,防止防护装置被吹翻;面板四周加焊I16工字钢加强肋,使面板与骨架紧密连接并为配重沙袋的堆码提供空间;支腿采用H175型钢制作,高度60cm(含滚轮高度),试验证明支腿过低不利于放炮时冲击波的消减,防护盖易掀翻,过高不利于飞石防护;连杆采用Φ50mm钢管加工,主要为四周的竹筏提供固定点。
竹筏悬挂于防护盖四周侧面,并用铁丝与连杆固定,形成侧面防护。
3.3走行体系
走行体系包括轨道及滚轮两部分。
轨道为[8槽钢,在平行于隧道中线的锁口两侧通常布置;滚轮为钢制滚轮,直径10cm,焊接在H175型钢支腿的底部,并选取行进方向同一端的两个滚轮设置万向轮,解决防护装置行进过程中两侧不同步的问题。
3.4实际应用及注意事项
锚固桩施工时将两根划为一组,共用一个移动防护装置。爆破作业时,防护装置移动至锁口正上方防护;其他工序作业时,防护装置移动至桩间平台上方停放,为锚固桩的出渣、护壁、钻孔等施工提供空间。锚固桩作业的提升设备根据现场情况分别布置在两根锚固桩的大、小里程侧。
防护盖的加工尺寸根据锚固桩的桩径确定,且保证最终槽道的位置距锁口内径的距离不小于10cm。石竹山隧道出口的锚固桩桩型共2.5m×2.25m、2.25m×2.5m两种,护壁的宽度30cm,最终选择的防护盖尺寸为3.0m×3.0m。
防护盖板加工完成后的重量约1.4t,如爆破中防护盖自重不能抵抗爆破产生的冲击波,则需要在防护盖顶部堆放沙袋,沙袋的数量根据现场实际情况确定。
轨道选用的槽钢不宜过大,避免槽钢侧壁与钢轮轴承在行进过程中发生碰撞、摩擦;轨道选材尽量不选角钢,避免因冲击波对防护装置造成震动时发生脱轨。
石竹山隧道出口防护盖上的减压孔间距为15cm,呈正方形布置,减压效果良好。其他类似工程中應用时,可根据实际情况对减压孔的间距及布置形式作适当调整。
4.应用效果
1.移动防护装置的防护盖多为钢结构,可循环使用,在锚固桩控制爆破施工的数量较多时,可节约一定的材料成本。
2.炸药完成安装后,移动防护能够迅速到位,解决了传统覆盖防护作业时间长的问题,加快了工序衔接,节约了时间成本,石竹山隧道出口锚固桩的实际作业工期较预期提前11天。
3.防护装置移动时仅需3~4人即可推动,操作简单,减少了传统覆盖的劳务成本。
5.结论
锚固桩控制爆破移动防护技术在石竹山隧道出口的锚固桩施工应用中有效杜绝了飞石伤害,并在一定程度上节约了成本,效果显著,可在类似的控制爆破工程中借鉴及推广。
参考文献
[1]王廷武,刘清泉.地面与地下工程控制爆破[M].北京:煤炭工业出版社,1990
[2]单旭辉,姚孟发.控制性爆破安全技术应用分析[J].南水北调与水利科技,2007,zl:57-59
[3]任翔,韦爱勇.复杂地质岩基中爆破飞石控制方法[J].水利水电快报,2018,39(06)
[4]兰振.深孔爆破飞石产生的机理计算及控制措施[J].世界有色金属,2018,(13)