爆破顶管

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1、顶管爆破成洞顶管地下对接施工技术 （河北省霸州市万利非开挖工程部工程三处整理编制）摘要通过工程实践，介绍顶管爆破成洞顶管地下对接复合法施工技术，为复杂地形同类工程提供借鉴。 关键词爆破成洞；双向对顶、地下对接；顶管施工。 1、 工程概况 重庆市主城排水工程D干管二级管道工程Dq线工程位于南坪美堤雅城附近，管线走向顺丹回路并与之平行。管道埋深7.3120.35m,管线长度716.73m。流水坡度i=0.06%,管径为DN1650mm， C50预制高强度钢筋混凝土圆管，采用顶管法施工。为了减少对地面交通的影响和征地的困难，经过方案优化，取消了原设计的管线中间的工作井，仅在管线两端设工作井，采用双向

2、曲线对顶，地下对接的方法施工。对穿越岩石段采用爆破成洞顶管地下对接施工技术。 采用顶管爆破成洞顶管地下对接施工技术减少了对地面交通的影响，避开了地下管线、减少了大量的协调工作，缩短了工期，降低了工程造价。工程平面图见图1所示 2、现场地质条件 根据岩土工程勘察报告显示，本段管线起始点两侧各100多米为回填土,中间约450米段为中风化泥岩，天然单轴抗压强度9.87Mpa。下卧层为稳定岩土层，是管道优良的持力层。 3、方案比选 本段顶管是在土层岩石层土层中穿越。在顶管方案选择中，如果顶管单纯是穿越岩石地层，按照常规选择：一种方法是采用风镐破碎岩体，缓慢顶进。另一种方法在国内岩石顶管机尚未开发出来时

3、，选用国外（德国海瑞克或日本拉萨公司等）岩石顶管机。选用国外岩石顶管机，除价格十分昂贵外，在“土层岩石层土层”交替施工中，也显示不了设备的优越性，并要大大增加项目投资。 根据重庆地区在岩石层施工隧道的方法，结合本工程实际情况（无地下水），本工程采用敞开式顶管和微差控制爆破成孔顶进的方法，即“顶管爆破成洞顶管地下对接施工技术”。 爆破成洞顶管是新的工艺，曲线顶管地下对接是我们成熟的施工工艺（本文不另作介绍）。 4、主要施工方法 4.1、工作井的设置 工作井布置在回填土区，采用逆作法按常规方法施工。 4.2、顶进导向 由于横向在岩石层爆破后必然会有空洞的现象，两侧和上部可以在顶管结束后注浆处理，但

4、下部必须在推进前进行处理，以免管道下沉。根据在重庆地区回填土夹块石的地层中顶管的经验，采用碎石黏土泥饼填平管道下部，支撑管道在顶进中不会下沉；另外，为防止管节与工具管、管节与管节脱离，对工具管和前三节管用拉杆连接。 4.3、爆破施工 本工程爆破是在地下深处进行，一侧为公路，另一侧距建筑物比较远，爆破对周边影响不大。针对线路实际情况，确定爆破直径较管外径大20cm,采用微差控制爆破法施工。总体爆破原则为：短进尺、快循环、弱爆破、少干扰、勤测量、紧封闭。 4.3.1、炸药的选用 穿越岩层基本上为中风化泥岩,强度较高,岩层局部破碎、裂隙较多，雨季中有少量地表渗流的裂隙水。故选用2#岩石乳化炸药（防水

5、型炸药）。 4.3.2、爆破参数的选择 爆破设计参数、布眼及用药量见炮眼布置图和表1。 表1 爆破设计参数 (方案) 爆眼名称 孔号 孔径（mm) 孔深(mm) 周长间距(mm) 圈间距（mm) 孔角度（） 每孔装药量(kg) 备注 第一排 掏槽眼 1-3 42 1200 420 内斜87.5 0.35 1号不装药 第二排 辅助眼 4-13 42 1000 377 400 直孔 0.3 全部装药 第三排 周边眼 14-29 42 1100 412 450 外斜92.5 0.3 全部装药 4.3.3、全断面爆破开挖工艺流程 全断面爆破开挖工艺流程图 说明：按工艺流程循环进行，直至岩石段顶管全线贯

6、通。 4.3.4、炮眼放点及钻孔 根据爆破布眼图，在工具管的前方定出爆破中心点（1）和布眼点进行放点位，布眼点用红线划上。见图3 钻孔选用YT-26气腿式凿岩机，钻孔时将眼口周围杂物清除,按设计(见表1)的眼位、斜度、深度进行钻孔。 4.3.5、 炸药与起爆体安设 单孔药量：Q=qwEL 式中：q为爆破药量单耗，根据经验在一个自由面的情况下取1.62.6kg/m3。 装药前用高压风对炮孔进行清孔处理,然后按设计的装药量 (见表1)进行装药,装药结构采用反向装药,并用炮棍将炸药压实。 岩层内有裂隙水，管道周围无地下电缆，管道内无高压施工用电，故采用多用毫秒电雷管和2#岩石乳化炸药（防水型炸药）制

7、作成爆体。采用串并混合网络线路起爆。 4.3.6 堵塞 堵塞采用沙子和粘土混合而成的炮泥进行堵塞。堵塞时将未装药部份的炮孔全部堵塞,边堵边用棍将炮泥加压搞实,同时保护好炮孔内的电雷管脚线。 4.3.7 起爆 采用瞬间毫秒微差爆破：微差时间为30250ms，雷管选用毫秒延期电雷管， 1-3号掏槽眼采用1段毫秒电雷管，4-13号辅助眼采用3段毫秒电雷管，14 -19号、24-29周边眼采用5段毫秒电雷管，20-23采用7段毫秒电雷管。起爆前严格做好网络的保护工作。 起爆顺序： 1-3号掏槽眼先起爆，其次起爆4-13辅助眼，再起爆14-19及24-29周边眼，最后起爆20-23周边眼。 438 爆破

8、安全检查和处理 为防止爆破后毒气中毒，在通风排烟20分钟后,爆破员首先进入爆区检查爆破情况,查看后有无盲炮,确认安全后,其他人员才能入内作业。如发现盲炮,按“爆破安全规程”规定的处理方法,由爆破员进行处理。 4.4、修边、出渣、管床处理 出渣过程中要注意岩体的稳定性，避免伤人。对爆破不够的断面，进行修边，对出现坑面用碎石黏土泥饼找平，使管床在顶进管节时不发生塌陷、脱节、隆起。 4.5、顶进 按常规顶进。但每次顶进过程中都要观察推进的顶力、偏位、管床变化等情况并及时进行测量检查。 4.6、管外注浆 顶管地下对接管道贯通后，对工具管、中继站等进行处理。然后用拌、注浆设备，通过管路接头、连接注浆孔闸

9、阀等对管外空隙进行注浆，将管道与土层之间空隙充填。 注浆压力控制在0.2mpa0.3mpa 浆液配合比：水：水泥（425#）:早强剂=1：1：0.02 5、施工中技术方案的改进 在试爆后的检查中，发现爆破出来的实际效果不理想，爆破出来的洞型不规则，局部超爆量非常大。分析原因主要是周边孔装药量偏大，并且在实际施工中未能严格按眼位进行钻孔。 为此对爆破参数和爆破顺序进行修改，确保钻孔位置和装药量的准确。 在正式实施中，仍采用微差爆破：雷管选用毫秒延期电雷管，微差时间为30250ms，15-27号眼采用1段毫秒电雷管，2-5号掏槽孔采用6段毫秒电雷管，6 -14号周边眼采用8段毫秒电雷管。 操作时先

10、起爆外圈形成预裂，能有效控制过量超爆；再起爆掏槽眼，最后起爆辅助眼。见调整后炮眼布置图和表2。 表2 爆破设计参数 (实施) 爆眼名称 孔号 孔径（mm) 孔深(mm) 周长间距(mm) 排间距（mm) 孔角度（） 每孔装药量(kg) 备注 第一排 掏槽眼 1-5 40 1200 314 内斜85 0.35 1号不装药 第二排 辅助眼 6-14 40 1000 419 400 直孔 0.3 全部装药 第三排 周边眼 15-27 40 1100 507 450 外斜92.5 0.15 全部装药 经修改装药量和爆破顺序后，再经过逐步调整，爆破成型得到控制，效果显著，单面超外径控制在25cm以内。用

11、药量大大降低（见表3） 表3 修改前 修改后 开挖断面积(m2) 3.46 3.46 循环进尺(m) 1 1 循环进尺用药量（kg） 8.86 6.06 炸药单耗（kg/m3) 2.56 1.75 修改、调整后药量消耗降低1/3。 6、结语及建议 6.1、对作业面布眼钻孔，受操作空间和角度的限制，钻孔速度较慢、精度较差，人工操作钻孔强度高。孔位不准确，爆破效果受影响，钻孔方法有待改进提高。 6.2、顶管爆破成洞顶管地下对接施工，对同时穿越各种土层的适应性强，值得在城市顶管涵、箱涵施工中借鉴。 6.3、采用顶管爆破成洞顶管地下对接施工技术的成功，是敞开式顶管方法在岩石层顶管中的创新，它具有方法简单、实用、造价低的优点。尤其在短距离的岩石顶管中，它远较选用岩石顶管机顶管成本低，值得推广应用。