本发明属于桥梁建造技术领域，具体为一种基础施工水下爆破施工方法。
背景技术：
随着中国桥梁建设事业的蓬勃发展，许多水下基础施工问题也变的越来越重要。伴着科学技术的发展和施工经验的不断积累，水下基础的施工技术也在不断发展着，水下基础开挖一直是制约桥梁施工进度的主要关键点，目前在进行水下爆破施工时，施工进度仍然有待提高。
技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种水下爆破施工方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种水下爆破施工方法，包括爆破设计和爆破施工，
所述爆破设计包括以下步骤：
A1：采用分层爆破的方式，一共分三个爆破层，每层分八个爆破区，根据承台最大嵌入岩层深度，制定三层的平均爆破深度；
A2：钻孔设计
采用潜孔钻钻孔，要求最小抵抗线应比陆地上钻孔浅眼爆破减少15％，制定孔径大小d、孔间距a、孔排距b、炮孔倾角α、钻孔深度H和超钻深度h，
其中孔排距b是根据查爆破手册获取，b＝0.9*1.0a，
钻孔深度H根据爆破岩石的结构和平均爆破深度获取，
超钻深度h＝μ，H，μ为超钻系数，μ位于0.1～0.3之间，岩石硬度越大，则μ的取值越大；
A3：计算水下爆破炸药单耗量
计算公式采用q＝q1+q2+q3+q4，其中
q1为基本药量单耗，是根据岩石硬度系数查表获得；
q2为爆破区上方水下压增量，q2＝0.01H0，H0为水深；
q3为覆盖层增量，q3＝0.01h3,h3为覆盖层厚度；
q4为岩石膨胀增量，q4＝0.03H，H为孔深；
A4：设计单孔装药量：
考虑水深的影响，单孔装药量为Q＝k1qabH，
其中k1为水下爆破药量增大系数，k1位于1.1～1.3之间；
A5：设计爆破网络：
采用非电毫秒微差雷管起爆炮孔中炸药，为避免产生瞎炮，每个炮孔应采用多点起爆，即在炮孔的底部、上部各设一个起爆点，每个起爆点放二枚雷管，同一炮孔中应使用相同段别的同批雷管；
所述爆破施工包括以下步骤：
B1：根据钻孔设计开始钻孔，要求潜孔钻在船舶工作台上安设牢固，孔位采用GPS放点，钻孔用的外套管需在装药完毕后取出，在钻孔完毕及装药前均需进行成孔验收；
B2：测量孔深，如与钻孔设计相符，则开始装药，如果与钻孔设计不符，则由设计人员调整装药量，按照所设计的爆破网络布置雷管，装药完毕无误后，顺着外套管装填河砂，把炮孔堵满，之后把外套管取出；
B3：联线，联线可在平台上进行，每一排的孔尾线分别绑扎在一竹杆上，竹杆漂浮在水面上，要求炮孔的次序与尾线绑扎次序相一致，以免爆破网络连接出错，整个爆破网络由最后一个接力组的连接雷管的尾线引至岸边，起爆电雷管在警戒完毕后才联上网路；
B4：爆破警戒和起爆
爆破警戒包括施工警戒和起爆警戒，施工警戒距离为20m，用视觉信号作标记即可，起爆警戒应同时发出视觉信号和听觉信号，警戒人员应配带明显标志，警戒完毕后，进行起爆电雷管的连接，连接完毕，立即起爆；
B5：爆破效果检查
起爆后5分钟，把竹杆打捞上来，检查爆破网络传爆情况，如爆破网络安全传爆，可解除警戒，
如未完全传爆，可重新连线再次起爆，警戒距离不变，在确认安全后可解除警戒，
解除警戒后，潜水员下水检查岩石破碎度和爆破范围，以调整爆破参数，达到最佳爆破效果。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比，本发明在爆破设计中对各个参数进行了合理、高效的设计，在爆破施工中按照爆破设计参数进行实施，该方法可加快基础施工进度。
附图说明
图1是本发明中水下爆破孔位的布置图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例
地质情况
1#墩承台位于攀枝花市红格大道公路边坡下方金沙江中。1#墩河床为块石土且含有大孤石，层厚约14m；2#墩靠公路侧围堰基坑开挖约20m，上部开挖至公路边坡坡脚处，且公路边坡为沙夹块石松散堆积体。下部嵌入弱风化花冈岩层达8m，岩层较硬，需采用水爆破开挖。
周围环境
1#墩基本位于金沙江左侧，红格大道公路边坡下方，离公路较近大约30m。红格大道外侧为既有成昆铁路；路交通繁忙。2#墩位于金沙江右侧，金沙江大道公路边坡下方，离公路较近大约20m。靠公路侧围堰基坑开挖约20m，开挖至公路边坡坡脚处，且公路边坡为沙夹块石松散堆积体。下部嵌入弱风化花冈岩层达8m，岩层较硬，必须采取水下控制爆破。
爆破工程量
采用先开挖覆盖层，岩层部分进行水下爆破开挖。双壁钢围堰外径为φ39m，因此水下基爆破开挖成圆形，下口直径42m，1#墩岩层开挖平均深度为11.5m，2#墩岩层开挖平均深度为10.1m，漏斗边坡1：0.5。
围堰基坑水下爆破工程量表
水下爆破设计原则
针对本工程水下爆破的特点，确定以下设计原则：
(1)大直径钻孔，小孔网参数。
(2)大单耗药量，对岩石进行破碎爆破。
(3)爆破用非电导爆管毫秒微差起爆网络。
(4)严格控制爆破振动、冲击波及飞石等有害效应，保障周围设施的安全。
(5)潜水员检查基坑有无欠挖情况，采用浅孔爆破修正。
(6)分层分区爆破。共分为3层，第1层平均爆破深度4.5m，第2、3层爆破深度3.5m(取承台最大嵌入岩层深度)。每层共分成8区，以爆破量大致相等分区。
爆破设计
采用分层爆破的方式，一共分三个爆破层，根据承台最大嵌入岩层深度，制定三层的平均爆破深度，第1层平均爆破深度4.5m，第2、3层爆破深度3.5m，每层分八个爆破区，以爆破量大致相等分区。
钻孔设计，采用潜孔钻钻孔，要求最小抵抗线应比陆地上钻孔浅眼爆破减少15％，最小抵抗线Wp＝0.85*2m＝1.7m；
采用GY-2A潜孔钻，钻孔孔径大小d＝11cm；
第1层、第2层均取孔间距a＝1.8m，在查爆破手册获取，得出孔排距b＝0.9*1.0a＝0.9*1.8m＝1.62m取1.6m；
炮孔倾角α设计为90°，即垂直打孔；
根据爆破岩石的结构和平均爆破深度制定各层的钻孔深度H，第1层为4.5m,第2层为3.5m，第3层为3.5m；
超钻深度h＝μ，H，μ为超钻系数，μ位于0.1～0.3之间，岩石硬度越大，则μ的取值越大，该处岩层较为坚硬，这里μ取值为0.2,从而得出三层的超钻深度分别为0.2*4.5＝0.9m，0.2*3.5＝0.7m，0.2*3.5＝0.7m。
计算水下爆破炸药单耗量，计算公式采用q＝q1+q2+q3+q4，其中基本药量单耗q1＝1.1kg/m3(根据岩石硬度系数f＝6，查表可知露天自水下爆破取1.1kg/m3)；爆破区上方水下压增量q2＝0.01H0(H0为水深，第1层平均取10.0m，第2层平均取13.5m，第3层平均取17.0m)；q3＝0.01h3(h3为覆盖层厚度，第2、3层考虑剩余清渣取1.0m)；岩石膨胀增量q4＝0.03H，H为钻孔深度；
每层的水下爆破炸药单耗量如下
q一层＝1.1+0.01*10.0+0.01*0+0.03*4.5＝1.34kg/m3
q二层＝1.1+0.01*13.5+0.01*1.0+0.03*3.5＝1.35kg/m3
q三层＝1.1+0.01*17.0+0.01*1.0+0.03*3.5＝1.39kg/m3
设计单孔装药量，考虑水深的影响，单孔装药量为Q＝k1qabH(取自《工程爆破新技术》何广沂著192页5-2)，其中k1为水下爆破药量增大系数，k1位于1.1～1.3之间；
第一层单孔装药量Q1＝1.3*1.34*1.8*1.6*4.5＝22.58kg
第二层单孔装药量Q2＝1.3*1.35*1.8*1.6*3.5＝17.69kg
第三层单孔装药量Q3＝1.3*1.39*1.8*1.6*3.5＝18.21kg
爆破设计的具体参数统计如下：
水下爆破设计参数表
设计爆破网络，采用非电毫秒微差雷管起爆炮孔中炸药，为避免产生瞎炮，每个炮孔应采用多点起爆，即在炮孔的底部、上部各设一个起爆点，每个起爆点放二枚雷管，同一炮孔中应使用相同段别的同批雷管，爆破网络如图1。
爆破施工
1)爆破器材的储存、运输
爆破器材和炸药的品种，规格按设计向厂家订做，并由厂家负责送至现场或炸药库存放。爆破时按实际用量当日从炸药库领用，并用专车专人押运至现场，现场雷管、炸药分开堆放，并由专人看管。现场剩余火工品要及时送回库房，不得在现场储存火工品。库房领用、押送、现场保管、剩余火工品回送库房等各个环节要建立严格的登记签认制度。
2)钻孔、验孔
采用潜孔钻钻孔，潜孔钻在船舶工作台上安设牢固，孔位采用GPS放点，孔位定下后，不得存在钻机滑动、倾斜的可能。钻杆的安装，拆卸要严格按机械操作程序实行。钻杆摆放整齐、牢固，防止掉杆、滑杆等情况。
钻孔用的外套管在装药完毕后才可取出。孔验收在钻孔完毕及装药前各进行一次，主要测量孔深。遇大风、水位暴涨、雷雨天气等情况，禁止进行钻孔、量孔等作业。
3)装药、堵塞
装药前测量孔深，与设计相符时，才可装药。不符的由设计人员调整药量。
按设计把炸药和雷管领至孔边。核对无误时，开始装药。
把雷管放在药卷中间，用胶布固定好。在药卷一端绑上引绳。用引绳把药卷顺钻孔外套管匀速放下，直至设计位置，如果药卷下端受阻，可用引绳轻提以调整药卷方位。如此往复，把炸药装至设计位置。
装药完毕无误时，顺套管装填河砂，把炮孔堵满。后把外套管轻轻取出。取套管时，用长绳把雷管尾线固定在平台上，以免落水。
引绳装完药后不回放，在装药过程里，雷管尾线不能受力。
4)联线
联线可在平台上进行。每一排的孔尾线分别绑扎在一竹杆上。要注意炮孔的次序与尾线绑扎次序相一致，以免网路连接出错。
竹杆两头固定一漂浮物，以增加整个网路系统的浮力。
网路由最后一个接力组的连接雷管的尾线引至岸边，起爆电雷管在警戒完毕后才联上网路。
5)警戒和起爆
爆破警戒包括施工警戒和起爆警戒。施工警戒距离为20m，用视觉信号作标记即可。起爆警戒应同时发出视觉信号和听觉信号。警戒人员应配带明显标志。
起爆警戒前对航道进行短时间封航。通知交警对附近公路进行短时间封道。
警戒时从爆区向外辐射清理无关人员和船只到危险区以外。
警戒完毕，再进行起爆雷管的连接，连接完毕，立即起爆。
6)爆破效果检查
起爆后5分钟，把竹杆打捞上来，检查网路传爆情况，如网路安全传爆，可解除警戒。如未完全传爆，可重新连线再次起爆，警戒距离不变。在确认安全后可解除警戒。
解除警戒后，潜水员下水检查岩石破碎度和爆破范围，以调整爆破参数，达到最佳爆破效果。
清碴
岩石爆破完毕后，进行清除岩碴。清碴用1.5m3水上抓斗船开挖，岩碴抓到泥驳中运到指定位置倾倒。抓斗清不完的少量岩碴可由潜水员下水清理。基坑开挖完毕后，采用雷达扫描仪来进行扫床测量，可以直接准确测出基坑底标高。用测深仪检查基坑情况，准确而方便。
爆破警戒范围
在爆破警戒时，对于各种爆破效应的安全距离应考虑一定的安全系数。以《爆破安全规程》为依据，参考有关资料，确定本工程的爆破警戒范围如下：
水域中警戒距离上游为500米，下游为300米；
岸上警戒距离为200米；
爆破时严禁人员和船只进入警戒范围。
为慎重起见，第一次爆破时应按爆破安全规程规定的安全距离(上游1500米，下游1000米)进行警戒。
爆破前，爆区周围500米水域范围内的游泳人员应清理，清理完毕才可爆破。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。