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本文作者:王家斌作者單位:廣西徳新工程管理咨詢有限公司
隨著經濟的發展,我國的水工建筑越來越多,現代的航運等水工建筑的質量也受到人們的重視,而基面作為建筑物的基礎,其強度和穩定性的重要性不言而喻,在水工建筑物中,大多都是泥巖建基面,而在實際的水工建筑物施工中,會遇到不同類型的巖石,在這些不同類型的泥巖建基面中,都因為泥巖的特性存在不穩定因素,如果在沒有經過保護處理的泥巖建基面上進行水工建筑物的施工,那么就會給這些水工建筑物帶來不安全因素,因此,對水工建筑物泥巖建基面保護技術進行分析有很大的意義。
1工程地質分析
要想對水工建筑物泥巖建基面進行保護處理,首先要對工程所處的地質條件進行分析,對于不同的地質條件,應該針對性采取一些不同的保護技術措施,如在一些盆地區域進行航運工程的泥巖建基面保護和水壩工程的建筑物泥巖建基面的保護技術有一些區別,在對工程的地質進行分析時,要先考察工程周邊地區的地形,對巖石的種類和性質進行詳細的分析,由于水工建筑物通常都是圍繞水進行施工,因此這一地區的巖石強度都比較低,非常容易軟化和泥化,在開挖和爆破的過程中,很容易受到擾動,尤其是在水的作用下,這些巖石更容易膨脹、收縮,最后軟化和泥化。
2爆破試驗
在分析工程的地質條件之后,就要根據地質條件的情況進行爆破設計,然后對爆破設計進行試驗,如果試驗結果可以滿足工程的要求,就可以進行爆破的開挖施工。
2.1爆破設計
按照我國的《水工建筑物巖石基礎開挖工程施工技術規范》和《水利水電基本建設工程單元工程質量等級評定標準》等技術規范,確定爆破的方案,通常情況下可以采取淺孔梯段爆破,這樣的設計可以滿足水工建筑物基礎的設計要求,施工工藝也比較簡單,施工過程也比較安全,也可以節約一定的成本,在爆破之前,要進行鉆孔施工,鉆孔有垂直和傾斜兩種方式,在平地的區域進行爆破時,應該先采用拉槽爆破,在此基礎之上才能進行梯段爆破,在爆破的過程中,可以采用多排空微差爆破,不但能夠降低爆破的單耗,也能提高爆破的效果,如在廣西的一個水工建筑工程中,爆破采用五個垂直炮孔布置,間距1米,洞的深度為5米,炮孔成孔采用直徑為45毫米的潛孔鉆機,1.5米的洞底部黃土填埋,夯實(不作為有效深度的孔),爆破孔費1.4米的深度,藥卷直徑為32毫米,直徑2號巖石硝銨炸藥,單孔重量1.4公斤,裝配劑量9公斤。
2.2爆破安全保護
由于在爆破的過程中,會有一定的危險性,因此,在爆破的試驗中,就要做好爆破的防護措施,按照我國的《水利水電工程爆破安全檢測規程》,應該先測量相關的參數,計算出爆破過程中的振速,然后對比規程中的允許安全振速,通常都是比按照規程中的鋼筋混凝土結構房屋的安全振速5厘米每秒低就可以,在控制好爆破的振速以后,還要進行警戒安全距離的確定,按照我國的GB6722-2008規定,爆破飛石的距離應該在200米以上,因此在實際的爆破中,警戒水平距離應該保持在300米左右。
2.3爆破試驗
在做好了爆破設計和爆破安全的防護措施之后,就要進行實際的爆破試驗,爆破試驗的場所一般都要選在工程施工現場的一個角落進行,在爆破試驗時,應該進行多次爆破試驗,一般會進行3~5次爆破試驗,根據平均的結果確定爆破方案是否可行,根據爆破試驗應該確定建基面上的保護層厚度,以保證建基面不受爆破振動的影響,同時還要確定爆破中炸藥的最佳劑量,這樣既可以達到爆破的效果,又能控制爆破的成本。
3爆破開挖施工
3.1挖運設備的選擇
水工建筑物的施工由于涉及到了水,相比陸地上的建筑物施工要復雜很多,尤其是不同地區的地質條件不同,施工的工藝也會有相應的變化,這也導致爆破開挖施工中挖運設備的選擇也會有所不同,在水工建筑物的爆破開挖施工中,在水下的部分,通常會選擇液壓反鏟挖裝自卸汽車運輸,在靠近水的部分選擇推土機、反鏟自上而下翻渣、裝載機裝自卸汽車外運。
3.2梯段爆破開挖
梯段爆破開挖時,應該注意梯段高度的設定,鉆孔設備可以采用液壓鉆車和潛孔鉆,保護層開挖和保護層之上的開挖可以采用手風鉆造孔,為了保證邊坡成型和穩定,應該注意保護層開挖應該采用一些預裂或光面爆破技術,底部的保護層可以用加柔墊層、鉆孔等開挖的方式,在開挖的過程中,可以采用分區、分層鉆爆開挖的方法。
3.3建基面保護層開挖
在建基面的附近,應該采用一個2米的巖體保護層,孔底可以采用加柔性墊層的小梯段一次爆除,在基礎開挖到保護層的時候,施工現場的監理應該結合實際的地質情況做出決定,布置一定的聲波檢驗孔,可以檢測基面以下3米左右的范圍,在保護層開挖后,復測的縱波速度應該滿足設計的要求,地震波的檢測應該按照15米左右的網格布置,同時還應該布置10組左右的單孔檢測,每組在5個孔左右,孔深在5米左右,孔的位置和具體的數量應該由地質工程師根據實際的地質情況進行確定,在建基面之上的保護層,應該用手風鉆鉆孔,然后裝藥,最后再進行爆破,水工建筑物基礎的最后一層應該預留30厘米左右的撬挖層,在撬挖層的挖掘完成后,應該立刻采用保護措施,防止泥巖中水量蒸發。開挖后的巖石表面應該處理干凈,在巖面的清理時可以采用高壓風槍,但是注意不能采用水沖式,在處理的過程中,應該注意建基面上不能有反坡、倒懸、陡坎尖角,建基面上的泥土、銹斑、破碎等巖體應該采用人工清除和處理,如果工程是永久性的水工建筑物,那么就不允許存在欠挖的現象,開挖面的平整度應該嚴格控制。
3.4邊坡預裂爆破
邊坡的預裂爆破應該采用導爆索,如果一次的預裂孔非常多,可以按照單響的藥量進行控制,通常情況下每組應該有20個左右的預裂孔,不同組之間應該用MS2段毫秒非電塑料導爆管分開,在裝填炸藥時,應該采用間隔不耦合的結構,同時還要隨著泥巖的風化程度對裝藥做出調整,預裂附近的一些殘渣應該采用機械大面積的清理,鉆機定位后,先要在鉆機滑架側面貼上地質羅盤,這樣就可以準確地調整滑架和預裂孔之間的連線垂直,然后調整鉆桿和水平面之間的夾角,在調整的過程中,應該注意鉆孔的傾角誤差小于1度。
3.5建基面混凝土覆蓋保護
開挖出來的巖面,含水量的蒸發很快,通常在7個小時左右就會出現微小的裂縫,開始出現風化的現象,所以對建基面的保護除了要使其不受重壓或擾動保護之外,還應該做好巖體內部層之間的排水和混凝土建筑之前的巖面含水量的保持,在保持泥巖建基面的含水量,防止風化應該根據建基面的結構,進行分倉分塊的混凝土澆筑,一般都是按照短邊向長邊的方向進行,在撬挖一段之后,馬上用塑料薄膜等進行覆蓋,然后再進行下一段的撬挖,這樣逐次的進行。建基面處理之后應該進行地震波的測試,如果測試合格,就可以按照驗收程序進行驗倉、地質素面,同時為墊層混凝土覆蓋澆筑準備,在驗倉結束后,混凝土沒有入倉之前,建基面應該一直保持全面的覆蓋。
4結語
水工建筑物由于其泥巖建基面的特點,如果沒有進行足夠的保護工作,就會給水工建筑物帶來安全隱患,本文通過對水工建筑物泥巖建基面保護技術進行分析后,得出在進行保護處理之前,應該先對水工建筑物的地質條件進行分析,然后根據實際的地質條件對爆破進行設計,設計完成之后還要在施工現場進行爆破試驗,通過這樣的過程可以對水工建筑物泥巖建基面進行有效的保護,但是受到科學技術和施工工藝的限制,本文的研究還存在很多局限性,相信隨著科學的進步,對于水工建筑物泥巖建基面保護技術的研究會越來越先進。