三峡永久船闸一闸首桥机排架柱基础静态爆破开挖施工及单价分析 揭新

三峡永久船闸一闸首桥机排架柱基础 静态爆破开挖施工及单价分析

武警水电二总队三峡工程指挥所 工程师 揭 新

【摘要】：静态爆破开挖系九十年代初新起的一种开挖方式，广泛用于解决无法适用常规明爆条件下的爆破，具备无震动、无飞石、无噪音、无毒污染等优点。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基础资料。

【关键词】：三峡工程 桥机排架柱 静爆开挖 施工 单价 分析 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EL185m~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Φ100mm通风管，柱体内EL185.8~EL202.3为空腔体。多数桥机排架柱均为自砼面上升。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EL185m，处于微风化岩层，在施工过程中先要开挖至EL182.5m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砼在施工，一闸首人字门也正在安装，施工过程中存在众多交叉作业。由于明爆达不到设计规定的“控制周围已浇筑砼部位的质点振动速度不大于7cm/s”。为保障周边已浇块的砼质量、避免施工过程中的安全隐患，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

静爆开挖是八十年代末至九十年代初新起的一种新型爆破开挖方式。它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型产品。其应用原理是：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℃

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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表 破裂体 中硬岩 石材 素混凝土 钢筋混凝土 孔距(cm) 20~30 15~25 20~30 15~25 孔深(m) 1.0H 0.9H 0.8H 0.9H 注解 1.当孔径为38~42mm时,每米孔可装2±0.2kg，孔径为50mm时，每米孔可装2.5±0.2kg. 2.H为被破物体的高度或宽度 ④ 需向胀裂的一方建立临空面，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：清除排架柱表面石碴层，根据开挖图测量放样；

② 钻孔形成临空面：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

间钻一条窄缝（分三层次）；

③ 布孔：在 11#排架柱基础开挖部位布置间距为20cm×20cm（孔网密度），孔深

为EL182.5~185m的钻孔（分三层，每层钻孔约0.8~0.9米深）；

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，自内向外分

五次装药，装药时间间隔为12h，每次装入距临空面1/5数量的孔，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：由于静态胀裂剂的胀裂速度与温度有关，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（裂隙自内向外），采用风镐进行解小、人工清

撬松动的岩石，自内向外逐层清撬；

⑦ 第二、三层的静爆程序同上，直至开挖出排架柱基础面；

⑧ 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；

⑨ 装碴、运碴：人工将开挖后的岩石及碎碴装入3m3碴斗，由40t汽车吊吊运至5t

自卸车，运至五厢庙碴场弃碴。

5 静爆开挖单价分析

由于静态爆破现行水电定额缺项，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：

一是孔网密度（即布孔的密度及间距）； 二是静爆剂的用量。

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：

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技术参数指标：

静爆时间：2001年3月（春季，可选用II型静爆剂，单价3.3元/kg） 岩石级别：Ⅺ级岩石 静爆断面面积：10m×10m

静爆深度：▽182.5~▽185，设计允许超挖深度按规范计算，取20cm，由于静爆开挖深度为1H，则静爆深度为H=2.7m 开挖方量：通过测量实测为249.75m3 孔网密度：20cm×20cm 钻孔孔径：Φ50mm 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(三峡工程用95年价格水平)：134.76元/台班 风镐台班费只计一类费用(三峡95年价格水平)：4.75元/台班 3m3油动空压机台班费(三峡95年价格水平)：125.43元/台班 修钎设备台班费(三峡95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 ① 布孔、钻孔

10m×10m面积需布孔数计算如下：

总孔数：(10m÷0.2m+1)×(10÷0.2m+1)=2601(孔) 总钻孔进尺米数：2601(孔) ×2.7(m/孔)=7023(m)

折合1m3岩石需钻孔进尺米数：7023(m) ÷249.75(m3)=28.12 (m/m3) 参考“(86)水电定额2-750风钻钻防震孔”可测算出：

工序1凿槽、布孔、钻孔工料机分析参考依据计算式28.12(m/m3) ×0.085(工日3/m)=2.39(工日/m)0.0315(个/m)×28.12(m/m3)=0.886(个/m3)0.0285(kg/m3) ×28.12(m/m3)=0.801(个/m3)单位工日工日工日工日工程量2.390.8860.8011.098布孔、钻孔(86)水电定额2-750人工合金钻头空心钢(86)水电定额2-750(86)水电定额2-7503(86)水电定额2-0.0355(台班/m)×28.12(m/m)手持式风钻750×1.1孔深系数×1.1孔深系数=1.098(台班/m3) ②拌制、装药、静爆胀裂

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根据静爆剂使用说明书“当孔径为Φ38~Φ42mm时，每米孔可装2±0.2kg静爆剂，当钻孔孔径为Φ50mm，每米孔可装2.5kg±0.2kg。” 该工序主要是静爆剂消耗量。

工序2工料机分析拌制、装药、静爆胀裂参考依据计算式单位工日/m3工程量1.42371.00拌制、装药人工（83）劳动定额静爆剂3产品说明书及实际消2.5(kg/m)×28.12(m/m)×kg/m33耗量，损耗按1%计1.01=71(kg/m) ③风镐解小、破碎、翻碴、清面、修断面

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

工序3工料机分析风镐解小、破碎、人工翻碴、清面、修断面参考依据计算式单位工日/m3工程量0.4250.4250.8300.045翻碴、清撬人工（83）劳动定额风镐等同于翻碴工日数(只计一类费用)一台空压机配两台风333m油动空压机0.425台班/m×2=0.830镐(86)水电2-750修钎设备台班/m3台班/m3台班/m3 ④人工装碴、40t汽车吊吊装、5t自卸车出碴(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。

⑥1m3岩石静爆单价分析表如下，单价为950.58元/m3：

通过上述分析，现将静爆开挖的单价分析表列表如下：

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建筑工程单价表单 价：施工项目：静态爆破950.58定额编号：实测及工序计算 定额单位：1m3施工条件凿槽、布孔、钻孔、拌制、装药、保温、胀裂、静爆、风镐解小、施工方法破除、翻碴、清面、修断面。序号名称及规格单位数量单价(元)合计(元)备注一直接费元758.16(一)基本直接费元728.301人工费工日4.23827.14115.022材料费元303.59kg静态爆破剂71.003.30234.30合金钻头个0.88664.4157.07kg空心钢0.80115.2612.223机械费元275.01风钻 手持式台班1.098134.76147.97风镐 (只计一类费用)台班0.4254.752.023m3油动空压机4(二)二三四五6 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，对于业主审核造价也是具备可参考价值。

台班台班元元元元元元0.8500.045693.62728.30758.16860.51920.75125.43409.055%4.1.5%7%3.246.6218.4134.6829.86102.3560.2429.83950.58修钎设备其他费用 5%其他直接费间接费计划利润税金合计

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