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基坑爆破開挖的成功嘗試

時間:2007-06-22  來源:  瀏覽:4160次
因此,處理好地下水對施工和工程運行狀況的影響是工程設計成功與否的關鍵…該工程設計施工方案經反復論證,于年月日破土動工,月日建成….工程運行狀況該工程自建成投入運行以來工況良好,建筑物穩定安全運行正常,充分發揮了工程的作用,保證了下游水田的用水要求,說明該工程的設計和施工是相當成功的…經過多方案比較,確定采用爆破方式開挖…歷時天,完成土方m,澆筑
基坑爆破開挖的成功嘗試1、引言

南溝水庫是雙豐林業局為開發山間水濕地種稻而興建的一座小型水庫,主要用途是解決下游稻田的灌溉用水。由于灌區上游遍布水濕地,受自然條件限制,壩址亦處于常年積水的水濕地中。地層土壤顆粒較細,滲透性差,浸潤強,土層含水量長期處于飽和狀態,地下水位居高不下。地基承載力低,凍脹量大,基坑排水困難,對工程建設十分不利。因此,處理好地下水對施工和工程運行狀況的影響是工程設計成功與否的關鍵。

該工程設計、施工方案經反復論證,于1992年11月1日破土動工,11月12日建成。歷時12天,完成土方300m3,澆筑鋼筋混凝土35m3。是伊春地區在寒冷季節,自然條件十分不利的情況下,小型水利工程施工速度快、質量好、投資省的一項工程。經多年運行觀察,工況良好,滿足了各項技術指標,在水田灌溉中發揮了良好作用。

2、工程概況

南溝水庫位于雙豐林業局向陽山林場南小河上游,設計最大壩高3.2m,壩長450m,興利庫容16×104m3,放水閘位于大壩東段,河流右岸灘地上,灘地為季節性沼澤,夏季地表積水,不能通行。11月以后,地表水消落,地面凍結,才能進行施工活動。當地最大凍深2.3m,土質粘重,含水量大,為強凍脹型。放水閘設計流量0.4m3/s,沒有防洪要求,但要考慮水庫放空時的泄流量。

2.1工程地質

閘址處地表長滿水塔頭,根據探坑觀察和以往打井資料,地基土從上至下可分為3層;

(1)黑褐色塔頭土層:層厚0.3m,有密集的塔頭根盤結,開挖后呈筏塊狀,含水接近飽和。

(2)松軟的黃土層:層厚1.2m,密度小,含水飽和,潛水位達該層頂面,呈流塑狀態。

(3)深黃色粘土層:層厚達幾米,較上層略密實,含水略小,呈軟塑狀態。

2.2 總體布置

放水閘主體為鋼筋混凝土整體箱涵結構。箱型涵體作為輸水洞穿過壩基,下臥于地面以下2.5m,直接座落于粘土軟基。

3、施工

施工分基坑開挖和混凝土澆筑兩大部分,難點在基坑開挖。該地清晨不見積水,但地表不久即融化,低洼地帶形成積水,必須穿靴子且土壤很粘鞋,行走困難。在開挖機械不能進場的條件下,如采用人工開挖,飽含滲水的黃粘土一經施工擾動即呈稀泥狀,給開挖造成很大困難。由于當時天氣已經比較寒冷,混凝土養護將在暖棚內進行,基坑開挖時間過長將給混凝土養護帶來更多的不便。經過多方案比較,確定采用爆破方式開挖。其優點一是省時省力,可以提前工期,二是在基坑開挖過程中不用排水,沒有工序干擾。另外,在爆破壓力作用下有提高基土密度,提高承載力,封閉地下水滲流通道,從而免去施工排水的可能。

3.1炮孔布置與藥量計算

基坑尺寸:深2.5m,長20m,寬3m,邊坡1:1。在基坑縱軸線上均勻布設6個炮孔,孔距3m,孔深2.1m。爆破方式為標準拋擲爆破。裝藥為普通硝銨炸藥,單孔裝藥量用下式計算:

Q=KW3f(n)

式中:Q——藥包裝藥量(kg)

K——單位耗藥量,粘土取K=1.1

W——最小抵抗線長度,W=2.0

f(n)——爆破作用指數函數,標準拋擲爆破為1。

則:Q=KW3=8.8kg,取Q=9.0(kg)

3.2爆破過程

人力造孔時,直接用兩把合綁在一起的鐵鍬向孔位剁戳,再將鐵鍬中間帶出的稀淤取出,如此反復,未用一天即造孔完畢。翌日,開挖出的炮孔積滿了滲水。將藥包用塑料膜密封嚴密,用木棍壓入孔底后填土壓實。六個藥包采用電雷管同時起爆。

爆破取得了滿意的效果:基坑尺寸基本符合開挖要求,稍加平整即可;坑底均為爆破沖擊波作用下產生的徑向和環向裂縫,未見滲水;承載力有很大提高,行走自如,給施工活動帶來很大方便。

在隨后的混凝土澆筑等其它工序中,基坑始終未見滲水,說明爆破沖擊波確實起到了壓實土體從而提高承載力、封閉滲水通道從而提高土壤抗滲性能的作用。整個施工過程均在未排水的情況下進行,有效地保證了工程質量,提高效率一倍以上,投入有所降低。

整個基坑開挖時間為5天,作業人數不足10人。從這個角度說,這是一種省時省力的施工方法。

3.3工程運行狀況

該工程自建成投入運行以來工況良好,建筑物穩定、安全、運行正常,充分發揮了工程的作用,保證了下游水田的用水要求,說明該工程的設計和施工是相當成功的。

4、實用意義

通過爆破,解決了在多水軟基上施工時基坑開挖困難、施工排水成本高這兩個問題,同時對基底產生了一定的壓實作用,對提高地基承載力和建筑物防滲有相當的益處。本工程的規模和型式均接近于堤防排水閘,對其同樣適用,在為數眾多的田間構造物上也較適用。因此,這種施工方法有較大的應用空間和較好的借鑒作用。

(倪納新)

來源:水利工程網

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