桥机排架柱基础静态爆破开挖施工及单价分析

揭 新
（武警水电二总队三峡工程指挥所）

　　摘要：静态爆破开挖工作原理是人工造孔后，在静态破石剂的作用下使岩石胀裂、产生裂缝，再用风镐解小、破除达到开挖目的。静爆开挖在现行预算定额中属缺项，现将施工单位通过实测法得出的结果对其单价组成进行分析，为今后新的定额编制及同类项目提供参考资料。
　　关键词：静爆开挖；施工；单价分析；三峡工程

1 工程特点

　　三峡工程永久船闸一闸首及上游挡水坝段共布有22个桥机排架柱，设计高程为185～203.748m，柱截面形式为390cm×390cm渐变至330cm×330cm，四角为圆弧倒角，四面凹槽、内设100mm通风管，柱体内高程185.8～202.3m为空腔体。多数桥机排架柱基础均建在混凝土面上，其中北线一闸首及左挡水坝处的10#、11#桥机排架柱的地面高程为185m，处于微风化岩层，在施工过程中先要开挖至182.5m高程。由于一闸首及左挡水坝正在进行帷幕灌浆施工，其它邻近排架柱及门槽二期混凝土正在施工，一闸首人字门也正在安装，施工过程中存在众多交叉作业使明爆达不到设计规定的“控制周围已浇筑混凝土部位的质点振动速度不大于7cm/s”的要求，为此，设计、监理与施工单位共同提出采取静态爆破开挖（以下简称静爆开挖）的方法。

2 静爆开挖的原理及特点

　　静爆开挖是80年代末至90年代初新起的一种新型爆破开挖方式，广泛用于开采大理石、花岗石和玉石等贵重石材以及拆除各类混凝土道路、基础、桥梁和港口码头等；在破碎过程中具有无震动、无飞石、无噪声和无毒污染等特点，施工时可根据环境温度和破裂需要等条件选用相应的静爆产品。静爆开挖应用原理是：人工造孔后，在静态破石剂的作用下使岩石胀裂、产生裂缝，再用风镐解小、破除达到开挖目的。因此，静爆产品直接影响爆破开挖效果。在一闸首桥机排架柱静爆开挖中，施工单位选用的是“神力牌”静态高效破石剂（又称化学膨胀剂、静爆剂、静态胀裂剂，以下简称静爆剂）。

3 静爆剂参数指标

　　① 静爆开挖适用的炮孔直径为38～50mm。
　　② 静爆剂的胀裂速度与温度有密切关系，使用前应进行选型，一般有：

　　Ⅰ型（夏季选用）适用温度为25～40℃；
　　Ⅱ型（春秋两季选用）适用温度为10～25℃；
　　Ⅲ型（冬季选用）适用温度为-5～10℃；
　　当温度低于-5℃时，则需另采取人工加热手段，如灯照、保温覆盖养护等，以保证胀裂速度。

　　③ 静爆剂孔网参数及单孔耗量见表1。

表1 静爆剂孔网参数及单孔耗量

　　④ 胀裂的一方需有临空面，以保证岩石有胀裂的空间。

　　⑤ 注意事项：操作人员需戴防护眼镜，搅拌要防止高温喷孔，严禁勾兑其它化学物品，不同型号的静爆剂不可混用等。

4 静爆开挖工序

　　下面以11#桥机排架柱基础静爆开挖为例，对其工序进行分析：

　　① 测量放样：清除排架柱表面石渣层，根据开挖图测量放样；

　　② 凿槽：为给静态爆破提供岩石可胀裂的临空面，在桥机排架柱基础中央或周边钻一排孔，或形成窄槽（可利用静爆孔，不装药，本文就按此种方式考虑）；

　　③ 布孔：在11#排架柱基础开挖部位布孔，间距为20cm×20cm，孔深为高程182.5～185m；

　　④ 拌制、装药：清除钻孔内的灰尘及污水，用热水将静态胀裂剂调制，自外向内分5次装药，装药时间间隔为12h，每次装入临空面约1/5的孔，并确保每个钻孔内药量装满，装药后用保温被覆盖钻孔；

　　⑤ 加热：静态胀裂剂在温度高时，胀裂速度快，为加快其胀裂速度，夜间在钻孔处布设8只碘钨灯加热；

　　⑥ 解小、清撬：在岩石出现裂隙时（裂隙自外向内），采用风镐解小、人工清撬松动岩石，直至开挖出排架柱基础面；

　　⑦ 边坡修整：开挖后的桥机排架柱基础四周参差不齐，人工用风镐将排架柱的四周修整成1∶0.5的设计坡度；

　　⑧ 装渣、运渣：人工将开挖后的岩石及碎渣装入3 m3渣斗，由40 t汽车吊吊运至5 t自卸车，运至五厢庙渣场弃渣。

5 静爆开挖单价分析

　　由于静态爆破在现行水电定额中缺项，因此我部采用实测法进行了单价分析。由静爆剂的产品指标特性可以看出，静态爆破的单价取决于两个重要因素：孔网密度（即布孔的密度及间距）和静爆剂的用量。

　　仍以11#桥机排架柱的静爆开挖为例，按工序进行1m³岩石开挖的单价分析。

5.1 技术参数指标

　　静爆剂：Ⅰ型静爆剂（适用于夏季）；
　　岩石级别：Ⅺ级岩石；
　　静爆断面面积：10m×10m；
　　静爆深度：高程182.5～185m，设计允许超挖深度在实际开挖工程量中另计，由于静爆开挖深度为1H，则静爆深度为H=2.5m；
　　开挖方量：实测为249.75m³；
　　孔网密度：20cm×20cm；
　　钻孔孔径：φ50mm。

5.2 造价计算参数

　　人工费(三峡工程变更项目单价)：27.14元/工日；
　　手持式风钻台班费(1995年价格水平)：134.76元/台班；
　　风镐台班费只计一类费用(1995年价格水平)：4.75元/台班；
　　修钎设备台班费(1995年价格水平)：409.05元/台班；
　　静爆剂：3.3元/kg；
　　合金钻头：64.41元/个；
　　空心钢：15.26元/kg。

5.3 单价分析

　　① 布孔、钻孔：10m×10m面积需布孔数计算如下：
　　总孔数：(10m÷0.2m+1)×(10m÷0.2m+1)=2 601(孔)
　　总钻孔进尺米数：2 601(孔)×2.5(m/孔)=6 503(m)
　　1m³岩石钻孔进尺数：6503(m)÷249.75(m³)=26.04(m/m³)
　　布孔、钻孔单价见表2。

表2 布孔、钻孔单价分析

　　② 拌制、装药、静爆胀裂

　　根据静爆剂使用说明书“当孔径为38～42mm时，每米孔可装2±0.2 kg静爆剂”，当孔径为50mm，参考上限计算，另扣减临空面一排不装药孔数共计51个孔，则实际装药计算单耗量指标为：(2601-51)孔×2.5m/孔÷249.75m³=25.52m/m³，该工序主要是测静爆剂消耗量。拌制装药人工参考劳动定额折算。

　　③ 风镐解小、破碎、翻渣、清面、修断面

　　一般明爆翻渣不计机械但解小另计。由于静爆使得岩石胀裂，但未破碎，石渣仍紧密，因此还必须使用风镐配3 m³移动式油动空压机进行解小、破碎，再进行人工修钎等（见表3）。

表3

　　④ 人工装渣、40t汽车吊吊装、5t自卸车出渣(运距7.5km)，采用现行定额计算单价，不在静爆单价中计列。

　　⑤ 其它辅助材料及人工：主要是拌制过程的保护材料、胀裂过程中需要的保温设施等，按工、料、机之和的5%考虑。

　　通过上述分析，将静爆开挖的单价分析如表4。

表4 建筑工程单价表

6 结语

　　静态爆破开挖作为一种新兴的开挖方式，已成为爆破家族的新成员，并快速得到应用和发展，建立健全新的定额对于施工、投标有广泛意义。本文立足于事实，单价分析结果是施工真实成本的反映。在国际通行的实物法测算中，按工序进行造价分析是值得肯定的。