中国水利水电第十二工程局有限公司
摘要：本文结合温州液化天然气（LNG）项目取水泵房基坑负挖工程实例，分析了临海复杂环境下基坑开挖的技术难点，介绍了为应对基坑开挖渗透水和爆破振动、飞石控制要求高等技术难点而采取的帷幕灌浆防水和控制爆破开挖施工技术，对同类工程具有参考价值。
关键词：基坑；负挖；帷幕灌浆；控制爆破1 工程概况
温州液化天然气（LNG）项目场平开山及边坡支护工程标段Ⅱ位于浙江省温州市洞头区小门岛东侧，西距已建华电公司5万吨级LPG油码头约1km，南距状元岙港区约13km。设计开挖量约521.55万m³，其中坡积土约70万m³，取水泵房基坑、地下沟槽、建构筑物基槽及基坑石方爆破量约12万m³。
取水泵房基坑位于施工场区的东北侧，场平地面高程为约13.00m，泵房基坑开挖设计底高程为-11.40m，负挖深度为24.40m。基坑设计底宽39.60m，长53.40m，开挖方量约7.8万m³。基坑东侧、北侧围岩较薄，临海且有节理、裂隙发育，需进行帷幕灌浆防透水、渗水施工。
1 技术难点及方案选择
1.1技术难点
取水泵房临海且周边环境复杂，200m范围内存在混凝土拌合楼和储油罐等建构筑物，其基坑开挖存在诸多技术难题。主要难点有：基坑临海，负挖深度大，爆破开挖时需考虑潮水水压带来的渗水、透水影响，需对临海侧边坡进行帷幕灌浆防水处理。周边环境复杂，止水帷幕和正在建设的储油罐基础对爆破振动敏感，且对爆破飞石、噪声等控制要求高。
1.2方案选择
1、降排水方案
由于基坑负挖深度大，水头压力大，且临海侧围岩较薄，节理、裂隙发育。仅采用坑内排水的方案，海水将不断侧渗补给，无法降低水位，影响施工进度。采用帷幕灌浆技术措施，不仅能满足止水的要求，而且相对经济，满足施工要求。
2、基坑爆破开挖方案
由于基坑开挖深度大，面积大，施工过程中分三层进行爆破施工。基坑爆破开挖采用先锋槽掏槽爆破、中间深孔爆破，周边边坡采用光面爆破成型，自上而下分层开挖支护，主爆孔采用履带式液压钻钻孔，光爆孔采用潜孔钻钻孔。基坑开挖石碴采用挖机配自卸车直接装运，利用下卧道进行运输出碴。
2 基坑开挖施工
2.1帷幕灌浆防水施工
取水泵房基坑东侧、北侧帷幕灌浆施工工艺流程为：孔位放样→钻机就位→钻孔→裂隙冲洗→压水试验→灌浆→质量检查→结束。
1、钻孔
放样采用仪器和人工相结合测放孔位。孔口管埋设采用Φ90mm钻头入岩2.0m（接触段），按帷幕灌浆要求进行接触段灌浆。帷幕灌浆孔终孔深度以伸入相对不透水层3～5m。
2、裂隙冲洗
在进行裂隙冲洗前，对钻孔进行冲洗。钻孔冲洗采用大流量清水冲洗，将孔内的岩粉等沉淀物冲出孔外，至回水澄清无沉淀物结束。裂隙冲洗采用压力水脉冲冲洗、风水联合冲洗等方法。
3、压水试验
压水试验在裂隙冲洗完成后进行，可采用“简易压水”、“单点法”、“五点法”进行压水试验。
4、灌浆
本工程的帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法，先进行接触灌浆。接触段以下各段灌浆时，灌浆塞应塞于段底0.5m以上，接触段以下第一段灌浆压力为0.5MPa，以下各段孔深每增加1m，压力增加0.05MPa，灌浆段长约5m。
2.2基坑爆破开挖施工
泵房基坑负挖分三层进行施工。第一层：EL13.00m～EL3.00m，层厚6.9 m～10.0m；第二层：EL3.00m～EL-1.70m，层厚4.7m；第三层：EL-1.70m～EL-11.4m，层厚9.7m。
2.2.1钻爆参数选择
1、爆破方式
为控制爆破振动，爆破网路采用电子雷管逐孔起
爆法起爆。
2、基坑爆破参数
（1）台阶高度H取5.0m～10.0m。
（2）炮孔直径d=115mm。
（3）底盘抵抗线W底取2.5～3.5m；
（4）炮孔间距a=m×W底（炮孔密集系数m，m=1.1）；
（5）炮孔排距b=0.866×a，布孔采用梅花型布置，垂直钻孔；
（6）炮孔深度L=h+H（h超深）；
（7）炸药单耗q取q=0.40kg/ m3；
（8）单孔最大装药量Q按下式计算：Q=q×a×b×H
（9）堵塞长度L2，堵塞长度一般不小于底盘抵抗线与装药顶部抵抗线平均值的1.2倍。
3、装药与堵塞
（1）装药结构
本工程深孔爆破采用柱状连续装药，起爆雷管采用电子数码雷管，孔内1发雷管，起爆药包放置装药部分的3/4 位置处。
（2）堵塞质量及堵塞长度
确定合理的堵塞长度和保证堵塞质量，对改善爆破效果和提高炸药能量利用率具有重要作用。堵塞长度过长将会降低爆破量，增加钻孔费用，并造成台阶上部岩石破碎不佳；堵塞长度过短，炸药能量损失大，还会产生较强的空气冲击波、噪声和个别飞石的危害，并影响钻孔下部的破碎效果，根据该工程的要求，填塞长度根据经验，视现场地形实际情况，堵塞长度L2≥1.2W。
4、起爆网路
孔内使用工业电子雷管起爆药包，孔外孔间使用工业电子雷管连接母线顺序逐孔连接，孔间工业电子雷管起爆时间按起爆顺序依次累加30～50ms，采用专用工业电子雷管专用起爆器起爆。
2.2.2控制爆破措施
本工程根据周边环境复杂，爆破飞石、爆破振动及爆破冲击波等爆破有害效应控制要求高。
（1）爆破飞石
爆破时产生的个别飞石是爆破事故中造成人员伤亡的主要原因，爆破产生的个别飞石的最大距离由下式确定：
Rf =（40/2.54）×D
式中Rf—药孔爆破个别飞石最小距离，m；
D—炮孔直径，cm
本工程梯段爆破时，D值最大取11.5
D =11.5，得Rf =181m
根据爆破安全规程，深孔爆破个别飞散物的最小安全允许距离不小于200m，浅孔爆破个别飞散物的最小安全距离不小于300m，本工程按照300m距离确定警戒范围。
本工程300m范围内有拌合楼、磅房、临时运输码头等，爆破时应控制飞石方向，加强炮孔堵塞，并将警戒范围内可移动设备撤出警戒区域后进行爆破作业。
（2）爆破振动
爆破引起的振动速度计算公式：
式中：Q—装药量（齐发爆破时的总药量，毫秒微差爆破或秒差爆破时取最大一段装药量），kg；
R—爆破振动安全允许距离，单位为m；
K、α—与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。根据地质资料和现场勘察情况，本工程爆破岩体属中硬岩石，计算时，K取200、α取1.7。
根据《爆破安全规程》规定，对地面建筑物的爆破振动判据，采用保护对象所在地的质点峰值振动速度和主振频率。本工程现场主要保护对象为距离约110米处储油罐基础，根据爆破安全规程及相关安全协议要求，对保护对象振动速度控制为：0.8cm/s。将爆区距保护对象的最小距离、依据本方案中的最大设计单响药量代入公式计算，保护对象的振动速度符合要求。
（3）爆破飞石防护措施
①施工过程中严格按照爆破参数进行施工，认真进行炮孔的钻孔、装药、堵塞、连网和爆破。
②采用宽孔距、小抵抗线深孔梯段微差挤压爆破，减少飞石。
③采用控制爆破技术，选择与保护对象成尽可能大的角度作为主爆破方向。采用缓冲爆破，多钻孔、少装药，达到弱松动的效果。
④在爆破部位，沿炮孔之间方向铺设橡胶带炮被（废旧轮胎组装），以阻挡飞石溢出，覆盖范围需超出爆破范围不小于1.0m。在爆破区朝开闭所、变压器、高压线附近保护方向搭设飞石防护架，飞石防护架采用钢管、扣件、毛竹脚手片等搭设。
3 结语
本工程施工过程中国采用帷幕灌浆技术解决了临海负挖基坑开挖施工过程中渗透水问题，且该防水处理技术施工成本低。采用工业电子雷管微差控制爆破技术，提高了复杂环境下基坑开挖爆破效果。采用光面爆破与台阶爆破技术相结合，控制最大单响药量，灵活选择自由面控制抛掷方向等措施，有效控制了爆破振动对基坑周边构建筑物的影响。采用搭设毛竹片防护架，炮孔顶部覆盖等措施，有效控制了爆破飞石影响，确保了爆破安全，对同类工程具有参考价值。
参考文献：（References）：
[1]中国爆破行业协会.爆破设计与施工.北京：冶金工业出版社，2014.
[2]国家安全生产监督管理.爆破安全规程：GB 6722-2014[S].北京：中国标准出版社，2014.