浅谈坚硬地质非爆破基坑开挖施工技术

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摘要：本文通过结合工程实例，针对本桥环境制约，为了确保既有线和天然气管道的安全，禁止使用炸药爆破对桥基础开挖，最后采用热力切石机切出临空面，风枪配合潜孔钻加密钻孔，使用破碎剂作用后破碎锤开挖基坑，从工程实践表明其取得良好效果，可为同类工程提供参考借鉴。

关键词：基坑开挖；桥梁施工；非爆破施工；坚硬地质

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

工程概况

DK1142+289中桥共计58.76延长米，其中板式桥墩2个、矩形桥台2个。桥梁基础为挖井基础，墩台基础基本尺寸分别为宽4m*长10m*深4m、宽7.2m*长9.8m*深4m，桥台为钢筋混凝土矩形空心桥台，桥墩采用钢筋混凝土板式桥墩，上部结构型式为2（3-16m）的预应力混凝土简支T梁，桥梁迎风面设4m高单侧挡风屏。桥梁位于R=10000的圆曲线上，线路纵坡-6.0‰，为跨越天然气管道而设。本桥位于新疆自治区哈密市境内，位于天山东脉北山南麓丘陵戈壁严寒地区，地形波状起伏，线路程东西走向。

施工方案构思

本工程属于临近既有线施工，并且横跨西气东输天然气管道。从地质勘查结果表明，本桥基础临近既有线最近处只有10m，而1#基础和2#基础紧邻西气东输天然气管道，最近处只有3m，因此对既有线和天然气管道的防护至关重要。针对此，鉴于本桥环境制约，为了有效地确保既有线和天然气管道的安全，禁止使用炸药爆破对桥基础开挖，对本桥动土施工以来，曾尝试挖掘机破碎锤开挖、人工配合风枪凿孔、潜孔钻钻孔配合膨胀剂等多种方法对此桥基坑进行开挖均无效果，最后采用热力切石机切出临空面，风枪配合潜孔钻加密钻孔，使用破碎剂作用后破碎锤开挖基坑，取得良好效果。

施工技术实施

在施工的过程中，由于本工程属于临近既有线施工，并且横跨西气东输天然气管道，容易发生机械、人身伤害和行车事故及挖断既有线铁路埋设的光缆和破坏既有线管道等隐蔽设施，因此，增派专职安全员3名，调度2名，做到统一指挥，统一施工。

开始施工时首先采用大宇260型挖掘机破碎锤施工11天，挖方量只清除地表岩石风化层，0#台基坑挖方量3m3左右，1#墩基坑挖方量2 m3，2#墩基础清除地表土。然后换用卡特320C型挖掘机破碎锤施工，挖方量未见明显效果，于25日后增加一台潜孔钻，使用潜孔钻钻孔，孔间距为30cmX30cm，然后采用卡特320C型挖掘机破碎锤施工，0#台和1#墩基坑施工40天均未见效果。但鉴于天气寒冷，机械无法正常运转于2011年1月3日停止施工。复工以后，换用沃尔沃460型挖掘机破碎锤配合潜孔钻施工，钻孔进行加密，间距调整为12cmX12cm，其挖方量仅为2m3/天，经过7天后，效果仍不理想。然后使用风枪加密钻孔，使间距再一次缩小，沃尔沃460型挖掘机破碎锤施工仍未见效果（直冒白烟）。

另外，在对本桥梁工程基坑开挖施工中，为了有效地提高基坑开挖速度，结合以往的工程实践经验，最终选取使用高效无声破碎剂胀裂基础岩石的方法，高效无声破碎剂的膨胀压力和反应时间成正比，即时间越长膨胀压力越大；物体开裂所需时间与环境温度成反比，即温度越高，所需时间越短。由于新疆哈密地区日夜温差较大，白昼温度较高，但是岩石的导热性差，孔底的温度较低，孔底的高效无声破碎剂不能充分发挥膨胀力，为缩短作用时间，在潜孔钻孔内插入Φ4.8cm*3.5mm的钢管给孔底无声破碎剂导热，争取在24小时之内形成一个开挖循环，然后在钢管内外装入已与适量水调成流动状浆体的破碎剂，经过水化反应，使晶体变形，随时间的推移产生巨大膨胀压力（径向压应力和环向拉应力）并施加给孔壁。2011年4月15日对0#台基坑和1#墩基坑钻孔加密后，使用高效无声破碎剂，经过多次试验，仅能胀裂上部小片凸石，局部产生裂隙且向临空面外侧倾斜，此方法使用周期长，作用方量少，短时间未能见效果，不适合我标段工期要求，并且担心天然气管道受到侧向压力发生意外，所以需要改进施工方法后再继续施工。

石匠采用原始方法凿石，施工两天，手臂震的发麻无力，主动请辞。0#台基坑施工无产量，1#墩基坑日产量为0.3m3左右，进度缓慢。通过结合本工程前期的施工经验，要创造合理的临空面和钻孔设计（孔分布，孔径、孔深和孔间距）才能够破碎坚硬的岩石。因此，在装药前请将孔内的粉尘或积水清理干净，一般经2～14小时，即可在无振动、无噪声、无飞石、无有害气体的状态下将岩石破碎。采用热力切石机在基坑两侧切出15cm宽的临空面，风枪再次加密钻孔，每排孔间距仅为10cm左右，在每个孔内装高效无声破碎剂产生倾斜裂隙后，使用225型挖掘机破碎锤破碎开挖。然后在开挖过的岩石面上二次钻孔装高效无声破碎剂，循环使用挖掘机破碎锤破碎开挖。钻1m深的孔，在应用高效无声破碎剂后，产生裂隙深度只有0.6m左右且向临空面外侧倾斜。使用此施工方法，平均日产量为30m3左右。热力切石机每小时耗油量为50L～60L，每小时切割临空面1m2左右。潜孔钻连续钻孔使用13个小时，就得更换新钻头，且每小时钻孔深度仅有1m。

施工控制技术要点

为保证节点工期的施工要求，加大人力物力财力的投入，采用24小时不间断施工的办法，经过一个月的连续开挖，终于将此桥基坑全部开挖完成。结合工程实践经验，在应用高效无声破碎剂施工时，不但要结合临空面控制好钻孔间距、大小、深度，还要做好孔底部破碎剂的导热技术，并要注意以下几点：

（1）钻孔控制技术：1）孔径：孔径越大，产生的膨胀压力越大，开裂时间越短。但环境温度在35度以上时建议用32-40MM之间的钻头以降低破碎剂喷孔的可能性，孔径最好不要大于50mm;2）孔距：孔距越小，开裂时间越短。孔径应控制在10-40cm；3）孔深：装药前请将孔内的粉尘或积水清理干净。

（2）配比和用量的合理选取。1）破碎剂用量：约1.8克/立方厘米，如1米Φ36MM的钻孔需约1.8千克。2）水配比量：约为破碎剂重量的25-30%，如10公斤破碎剂配2.5-3公斤水。当环境温度低于10摄氏度时，可用40度左右的温水搅拌。

（3）搅拌及装孔控制技术。将配比好的破碎剂缓慢加入水中，边加入边搅拌，直到搅拌成糊状浆体。值得注意的事一次搅拌最好不超过10公斤，以方便装孔，然后将搅拌好的浆体在5分钟内倒入孔中。注意：混合搅拌和装孔的时间最好不超过10分钟，所有钻孔的装料时间最好不超过30分钟。为了降低破碎剂装满孔后“冲孔或喷孔”的机率，夏天时尽量避开高温时装孔，尽量避开“被破碎物自身温度高”时装孔（建议早晨装料）。如果是长“排孔”或深孔，最好多人同时装料。当环境温度低于10度时，装完孔后可以用草席或者其它东西遮盖孔口保温。

结语

文章通过结合工程实践，提出了针对坚硬地质采取非爆破的基坑开挖技术。通过热力切石机切出临空面，风枪配合潜孔钻加密钻孔，使用破碎剂作用后破碎锤开挖基坑的方法缩短了工期，可适用于确保安全，禁止爆破和扰动的类似工程施工有很好的借鉴和保障作用，可进一步推广。

参考文献：

卢慧丽. 浅谈桥梁工程基坑非爆破开挖方法[J]. 创新科技.2011，11（05）：30-31.

郭新城. 深圳某桥梁施工的膨胀剂非爆破开挖方案 [J]. 科技创业家. 2013(03)：71-75.

张东方,马书刚. 非爆破方法在桥梁基坑开挖施工中的应用 [J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(04)：28-34.